Устройство для сжатия информации

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ 1 и 809297(22) Заявлено 210579 (22767790/18-24с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 28.02,81, Бюллетень Й 9 8Дата опубликования описания 2802.81 Р 1)М Кл 3 С 08 С 19/28 Государетвеииий комитет СССР яо деааи ызобретеиий и отыритий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИ Изобретение относится к передаче и автоматизированндй обработке информации и может быть использовано в различных областях техники, где необходимо сжатие информации.Известно устройство для сжатия информации, содержащее блок ввода, выход которого подключен ко входному регистру сдвига, дешифратор, выходы которого через последовательно соединенные шифратор и первую группу элементов И и выходной регистр подключены ко входу перфоратора, резистр опроса, выходы которого соединены с одними входами второй группы элементов И, другие входы которых соединены с выходами изби- . рательных схем, входы которых подключены к выходам соответствующих блоков ввода, выходы второй группы элементов И соединены с первыми входами первой группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами шифратора, выходы каждого входного регистра через первые входы соответствующих ключей соединены со входами дешифратора, а вторые входы ключей соединены с вьходами ,первой группы элементов И Д,1. Недостатком устройства являетсяневысокое быстродействие при заданной погрешности от сжатия при отсутствии априорной информации о статистических свойствах исследуемогосигнала.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для сжатия информации,содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого подключен ко входу устройства, а выходсоединен с первым входом блока выдачи существенных значений, выход ко торого подключен к первому входублока памяти, вторые входы аналогоцифрового преобразователя, блока выдачи существенных значений и блокапамяти соединены с первым, вторым 20 и третьим выходами блока управлениясоответственно, а выход блока памя"ти подключен к выходу устройства 2,Недостатком устройства являетсято, что при отсутствии априорной 2 с информации о законе распределениявероятностей обрабатываемого случай-,ного сигнала для сохранения заданной погрешности от сжатия информа"ции необходимо вручную подбирать 30 параметры блока выдачи существенныхУстройство для сжатия информации содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 выдачи существенных значений, блок 3 памяти, блок 4- управления, блок 5 вычитания, квадра тор 6, усреднитель 7, блок 8 сравнения, блок 9 задания погрешности.Блок 2 выдачи существенных значений содержит, например регистр 10, вычитатель 11, ключ 12, счетчик 13 комгаратор 14.Блок 4 управления содержит, например генератор 15 импульсов, делитель 16 частоты, счетчик 17, ключ 18.Устройство работает следующим образом.Обрабатываемый сигнал преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 1 в дискретные моменты времени с шагом д, задаваеьвм блоком 4 управления. Шаг временной дискретизации задается исходя из априорной информации о верхней граничной частоте обрабатываемого сигнала, а при отсутствии этой информации - в зависимости от значения значений. Низкая степень автоматизации может привести к значительнойзадержке во времени преобразования,что снижает быстродействие устройства.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при сохранении заданной погрешности в условияхотсутствия априорной информации остатистических свойствах обрабатываемого сигнала.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для,сжатия информации, содержащее аналого-цифровойпреобразователь первый вход которого,подключен к входу устройства, а выход соединен с первым входом блокавыдачи существенных значений, выходкоторого подключен к первому входублока памяти, блок управления, выходы которого соединены со вторымивходами аналого-цифрового преобразователя, блока выдачи существенныхзначений и блока памяти, выход блокапамяти подключен к выходу устройства,введены блок вычитания, квадратор,Усреднитель, блок сравнения и блокзадания погрешности, первый и второйвходы блока вычитания подключены соответственно к первому входу и квыходу блока вычитания существенныхзначений, выход блок вычитания соединен через квадратор с входом усреднителя, выход которого соединен спервым входом блока сравнения, второйвход которого соединен с выходомблока задания погрешности, а выход -с входом блока управления.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства, на Фиг. 2 - структурная схема примера реализации блока выдачи существенных значений иблока управления,верхней границы частотного диапазонаустройства. В блоке 2 выцачи существенных значений в соответствии свидом реализованного в нем алгоритма осуществляется отбор существенныхзначений, В блоке 2 могут быть реализованы алгоритмы сжатия данных соднопараметрической и многопараметрической адаптацией, базирующиесяна выбранном способе восстановлениясжатых данных, Достаточно простореализуется алгоритм сжатия данных,основанный на экстраполяции нулевогопорядка с постоянной апертурой, Вэтом случае начальная величина апертуры задается, например максимальной 15 для предлагаемого устройства сжатия. информации.В блоке 2 на вычитателе 11 ( фиг.2)формируется текущая разность междупоследним существенным значением, 2 О запомненным в регистре 10, и текущимвыборочным значением. Сформированная разность сравнивается на компараторе 14 с заданной апертурой,поступающей из счетчика 17. В случае,если текущая разность оказываетсябольше (по модулю апертуры, то компаратор 14 формирует импульс, открывающий цифровой ключ 12, разрешаявыдачу нового существенного значения,а также кода соответствующего временного интервала, сформированногосчетчиком 13, Задним фронтом импульса осуществляется запись нового существенного значения в регистр 10и обнуление счетчика 13.С выхода блока 2 выдачи существенных значений существенные выборкипоступают в блок 3 памяти и в блок5 вычитания. Одновременно.в блок 3памяти поступает служебная информа ция - код временного интервала междусущественными значениями, что необходимо для сохранения временногомасштаба при восстановлении сжатогосигнала. В последовательно соединенныхблоках 5 вычитания, квадраторе 6 иусреднителе 7 формируется значениеквадрата действительной среднеквадратической ошибки от сжатия данных,которое в блоке 8 сравнения сравнивается с заданным значением, поступающим иэ блока 9 задания погрешности. В соответствии с результатамисравнения блок 4 управления регулирует значения параметров блока 2выдачи существенных значений (апертуры, если используется экстраполяция .нулевого порядка) до выполнения соотношенияьо Ю Югде К,- действительная и заданная среднеквадратические погрешности от сжа 65 тия информации,809297 25 Формула изобретения кто Фиг. 1 актор Н.Кузнецовектор Г. Наз аров 702о кои оская Подписноета СССРытийб., д. 4/5 433/65 ВНИИПИ Го по дела 1130 35, МосквТ каз н н дарств изобре 3 Х,иал ППП"Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная Интервал усреднения в усреднителе 7 выбирается в зависимости от допустимой задержки при выдаче сжатых данданных.При о ) д блок 8 сравнения открывает в блоке 4 управления ключ5 18, разрешая корректировку величины апертуры в счетчике 17. Величина заданной среднеквадратической погрешности выбирается в зависимости от условий конкретно решаемой задачи, 10 а сам блок 9 задания погрешности может быть выполнен, например в ви де переключателя, формирующего заданный код.За сЧет автоматизации выбора параметров блока выдачи существенных значений повышается быстродействие устройства в условиях априорной неопределенности относительно статистических свойств обрабатываемого сигнала при сохранении заданной 20 среднеквадратической погрешности от сжатия данных, что существенно расширяет область использования устройства. Устройство для сжатия информации, содержащее аналого-циФровой преобразователь, первый вход которого подключен к входу устройства, а выход соединен с первым входом блока вЫдачи существенных значений, выходкоторого подключен к первому входублока памяти, блок управления, выходы которого соединены со вторымивходами аналого-цифрового преобразователя, блока выдачи существенныхзначений и блока памяти, выход блокапамяти подключен к выходу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтос целью повышения быстродействияустройства, в него введены блок вычитания, квадратор, усреднитель,блок сравнения и блок задания погрешности, первый и второй входы блокавычитания подключены соответственнок первому входу и к выходу блока выдачи существенных значений, выходблока вычитания соединен через квадратор с входом усреднителя, выходкоторого соединен с первым входомблока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока заданияпогрешности, а выход - с входом блока управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9452029, кл. С 08 С 19/28, 1973.2. Ольховский Ю.Б Новоселов О.Н. и.Мановцев А,П. Сжатие данных при телеизмерениях. М., "Советское радио", 1971 (прототип).