Устройство для сжатия информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 4 л 08 С 19/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОткРытий(71) Харьковский институт инженеровжелезнодорожного транспорта им. С. М. Кирова(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯИ НФОРМАЦИИ, содержащее анализаторспектра, первый вход которого является информационным входом устройства, выходыанализатора спектра соединены с первымивходами соответствующих ключей и первыми входами соответствующих блоков сравнения, генератор пилообразного напряжения,первый и второй выходы которого соединенысоответственно с вторыми и третьими входами первых блоков сравнения, выходы которых соединены с входами соответствующих дифференциальных элементов, первыетриггеры, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих ключей, выходы ключей соединены с соответствующими первыми входами кодера и через соответствующие формирователи модуля числа - с первыми входами первого сумма,ЯО 1187196 тора, выход которого соединен через второй блок сравнения с первым входом второго триггера, второй вход анализатора спектра объединен с входом генератора пилообразного напряжения, вторым входом второго триггера и является управляющим входом устройства, выходы кодера являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены элементы И, элемент НЕ, элемент задержки, третий триггер, второй сумматор и третий блок сравнения, выход второго блока сравнения соединен с первым входом третьего триггера и через элемент задержки с первым входом первого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторыми входами первого сумматора, кодера и первым входом второго сумматора, Я вторые входы второго сумматора подключены к соответствующим выходам кодера, выход второго сумматора соединен через последовательно соединенные третий блок сравнения и элемент НЕ с вторым входом первого элемента И, выход первого эле- Я мента И соединен с третьим входом второго триггера, выход которого соединен с первыми входами вторых элементов И, вторые входы вторых элементов И подключены к ййфф выходам соответствующих дифференциаль- Я) ных элементов, выходы вторых элементов И а,) соединены с первыми входами соответствующих первых триггеров, вторые входы первых и третьего триггеров объединены и Вил подключены к управляющему входу устрой.) ства.Изобретение относится к области обработки данных и может быть использовано в телеметрических системах для сжатия передаваемой информации.Целью изобретения является повышение информативности устройства за счет увеличения коэффициента сжатия данных по объему двоичных знаков при заданной достоверности информации.На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для сжатия информации; на фиг. 2 - функциональная схема анализатора; на фиг. 3 - функциональная схема генератора базисных функций.Устройство для сжатия информации содержит анализатор 1 спектра, блоки 2 сравнения, ключи 3, дифференциальные элементы 4, элементы И 5, триггеры 6, формирователи 7 модуля числа, сумматор 8, блок 9 сравнения, кодер 10, триггеры 11 и 12 генератор 13 пилообразного напряжения, элемент 14 задержки, элемент НЕ 15, элемент И 16, сумматор 17 и блок 18 сравнения (фиг. 1).Анализатор 1 спектра содержит генератор 19 базисных функций, умножители 20 и сумматоры 21 (фиг. 2).Генератор 19 базисных фукнций содержит триггеры 22 - 25, умножители 26 - 36 и источник 37 постоянного напряжения (фиг. 3)В анализаторе 1 спектра на входы умножителей 20 поступает входной сигнал, на другие входы уменожителей 20 поступают ортонормированные базисные функции от генератора 13 базисных функций (фиг. 2). Результаты перемножения суммируются в сумматорах 21 в течение интервала анализа. По окончании интервала анализа на выходах анализатора 1 формируются сигналы, характеризующие коэффициенты разложения в ряде Фурье входного сигнала. Ортонормированные базисные функции Уол ша формируются в генераторе 19 базисных функций (фиг. 3) при поступлении на вход триггера 25 тактовых импульсов.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы на управляющий вход устройства поступает синхронизирующий импульс, который устанавливает в нулевое состояние триггеры 6 и 11, в единичное состояние - триггер 12, осуществляется запуск анализатора 1 и генератора 13 пилообразных напряжений (фиг. 1). С выходов анализатора 1 коэффициенты ортогонального разложения в базисе Уолша поступают на входы блоков 2 сравнения и на входы ключей 3, которые находятся в закрытом состоянии. генератор 13 пилообразного напряжения выдает одинаковые по амплитуде положительное и отрицательное напряжения, которые поступают на входы блоков 2 сравнения. В начальный момент времени эти направления максимальны, затем убывают по линейному закону. При этом сначала срабатывают те блоки 2 сравнения на входах которых имеютсянаибольшие по амплитуде коэффициенты разложения анализируемого процесса.Сигналы с выходов блоков 2 сравнения через дифференцирующие элементы 4 поступают на входы элементов И 5, на другие входы которых поступает разрешающий потенциал с выхода триггера 12. Сигналы с выходов элементов И 5 устанавливают в единичное состояние триггеры 6, которые замыкают соответствующие ключи 3. Замкнутые ключи 3 разрешают прохождение наибольших по амплитуде коэффициентов ортогонального разложения через соответствующие формирователи 7 модуля числа на входы сумматора 8, Как только энергия суммируемых отобранных коэффициентов достигает допустимой ошибки представления Х), блок 9 сравнения сигналом со своего выхода устанавливает в нулевое состояние триггер 12 и тем самым блокирует срабатывание оставшихся элементов И 5. Соответствующие триггеры 6 остаются в нулевом состоянии и коэффициенты разложения с малыми весами не поступают на выходы разомкнутых ключей 3. Этот же сигнал с выхода блока 9 сравнения устанавливает в единичное состояние триггер 11, разрешая тем самым работу кодера 10, сумматора 17, блокирует работу сумматора 8 и через элемент 14 задержки поступает на вход элемента И 16. В кодере 10 отобранные коэффициенты квантуются на фиксированное число уровней и поступают на входы сумматора 17. При этом суммарная энергия квантовых коэффициентов будет отличаться от заданной ошибки преобразования Х л и будет превосходить ее, Блок 18 сравнения не срабатывает и проинвертированный сигнал с его выхода поступает на вход элемента И 16. На выходе элемента И 16 появляется единичный сигнал, который устанавливает в единичное состояние триггер 13, который своим сигналом открывает элементы И 2 и позволяет прохождение следующего по амплитуде коэффициента ортогонального разложения через соответствующий открытый ключ 3 на вход кодера 10. Этот коэффициент квантуется и поступает на вход сумматора 17. Как только ошибка преобразования достигает заданной, на выходе блока 18 сравнения появляется сигнал, который через элемент НЕ 15 поступает на вход элемента И 16. Сигнал с выхода элемента И 16 устанавливает в нулевое состояние триггер 12 и тем самым блокируется работа элементов И 5, т. е. поступление новых координат преобразования на вход кодера 1 О. 55 5 1 О .15 20 25 ЗО зз 4 О 45 50 Таким образом, на выход устройства поступают отобранные коэффициенты ортогонального разложения Уолша, объем по двоичным знакам которых будет меньше, чем в известном.По сравнению с известным ожидаемыйэкономический эффект от использованияпредлагаемого изобретения можно рассчитать следующим образом.Предлагаемое устройство позволяет при зада иной достовер ности (Х дед = 10%) получить коэффициент сжатия по объемудвоичных знаков при обработке натурныхтелеметрических данных, равный 8.едактор Л. Зайцеваказ 6554/56 Составитель М. Ника Техред И. ВересТираж 610ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений н13035, Москва, Ж - 35, Раушскфилиал ППП Патент, г. Ужгород,уленковКорректор С. ЧерПодписноемитета СССРоткрытийая наб. д. 4/5ул. Проектная, 4