Устройство для сжатия информации

(511 РЕТЕН ДЕТЕЛЬСТ оэл арь, ,В, Гаври о СССР 1983 СССР 1978,(1 нфОРИА 1 к телем в инфор1 И е ьРь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) УСТРОЙСТВО ЛГИ СЖАТИЯ(57) Изобретение относитсярии и может использоваться мационно-измерительных системах. Устройство осуществляет сжатие информации одновременно по двум алгоритмам:в соответствии с экстраполяцией нулевого и первого порядков, что позволяет повысить информативность устройства. Устройство содержит регистры 1-3,6,7,22, вычитатели 4, 5, блоки 8, 9 сравнения, задатчик 10 допустимой апертурыключи 11, 12, 19,21, 23-25, триггеры 13, 14, 17, формирователи 15, 20 импульсов, элементыИЛИ 16, 26, счетчик 18, программновременной блок 27 и синхронизатор 28.1 ил.Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано в информационно"измерительных системах при передаче телемитрируюмой информации.Цель изобретения - повышение инФормативности устройства.На чертеже представлена Функциональная схема устройства для сжатия 1 О информации.Устройство содержит первый регистр 1 текущей выборки, второй регистр 2 предыдущей выборки, третий регистр 3 последней существенной выборки, пер вый и второй вычитатели 4 и 5, четвертый и пятый буферные регистры 6 и 7, первый и второй блоки 8 и 9 сравнения, задатчик 10 допустимой апертуры, первый и второй ключи 11 20 и 12, первый и второй КЯ-триггеры 13 и 14, формирователь 15 импульсов, первый элемент ИЛИ 16, третий П-триггер 17, счетчик 18, седьмой ключ 19, Формирователь 20 импульсов, четвертый 25 ключ 2 1, шестой регистр 22, пятый, вестой и третий ключи 23,24 и 25, второй элемент ИЛИ 26, программно- временной блок 27 и синхронизатор 28.Устройство реализует следующий 30 алгоритм обработки дискретных выборок, поступающих на его вход равномерно через единичные интервалы вре. мени.1. Запоминается начальное значение выборки Ро, которая считается существенной.2, По приходу значения следующей выборки определяется абсолютное значение приращения за единицу времени 40 Ве = 1 (один такт обработки информации)где п - номер такта при условии, чтодля Р и = О,3. Определяется численное значение первой производной Функции изменения параметра на и-м такте 50,у ЛРптак какд 1 = 1, то 6= ВР, 554. Определяется условие д ъ д 1 где 1, - допустимое значение апертуры для скорости изменения процесФ если условие выполняется, выборка считается существенной; в качестве значения последней существенной выборки Р принимается значение текущей выборки Ру далее работа начинается с п. 2 фесли условие не выполняется, то выборка считается несущественной, и осуществляется переход на п. 5.5Определяется абсолютное значение приращения текущей выборки по отношению к последней существенной выборкеЗ= 1 Р -6. Определяется условие л зд 2,где сУ - допустимое значение апертурш для полиномиальной интерполяциинулевого порядка:если условие выполняется, выборкасчитается существенной и передаетсяна выход устройства, в качестве значения последней существенной выборкиР принимается значение текущей выборки Р, далее работа начинаетсяс и. 2;если условие не выполняется, товыборка считается несущественной ина выход устройства не передаетсяДалее работа начинается с п. 2,Сжатие инФормации осуществляетсяпо двум критериям одновременно,Это позволяет осуществить адаптацию режима сжатия информации с оптимизацией интервала аппроксимации дляпроцессов с участками существеннойнестационарности,Устройство работает следующим образом,С входа пуска устройства подаетсясигнал, запускающий программно-временной блок 27, который реализуетсинхронное управление устройством.Первая операция - запись значениятекущей выборки в регистр 1. Для реа-.лизации этой операции блок 27 Формирует на первом выходе сигнал, который открывает вход регистра 1,ВтОрая операция - получение на выходе вычитателя 4 разности значенийтекущей выборки из регистра 1 и предыдущей выборки из регистра 2, получение на выходе вычитателя 5 разностизначений текущей выборки иэ регистра1 и последней существечной выборкииз регистра 3. Для этого блок 7 Формирует на втором выходе сигнал, кото 1441437рык управляет передачей в вычитатели 4 и 5 содержимого регистров 2 и З.При этом для первой текущей выборки содержимое регистров 2 и 3 соответст 5 вует нулевым значениям.Третья операция - запись абсолют ных значений разностей У и л , полученных на выходах вычитателей 4 и 5 соответсвенно, в регистры 6 ии сравнение этих разностей со значения" ми апертур К, и д , записаьными в задатчик 10 апертур. Для этого блок 27 формирует на третьем выходе сигнал, разрешающий запись в регистры 6 ии открывающий выходы этих регистров. При этом, если выполняется условие УР, , появляется сигнал на втором выходе блока 8 сравнения, в противном случае сигнал появляется 20 на первом выходе блока 8, если вы.,:олняется условие дК , появляет- .ся сигнал на втором выходе блока 9 сравнения, в противном случае сигнал появляется на первом выходе блока 9. 2 БЧетвертая операция - проверка выполнения критериев существенности выборки Для этого блок 27 Форьирует на четвертом выходе сигнал, р:,зрешающий прохождение через ключ 11 на вто- д рай вход установки в единицу триггера 13 сигнала с второго выхода блока 8 в случае выполнения условия о 7 Ю и прохождение через ключ 12 на второй выход установки в единицу триггера 14 сигнала с второго выхода блока 9 сравнения в случае выполнения условия й , 8, Если происходит срабатывание хотя бы одного из триггеров 13 и 14 на выходе элемента ИЛИ 16 паявля о ется сигнал, который подается на инфармацианныи вход триггера 17 .Пятая операция - подготовка выходных цепей к передаче существенной выборки на выход устройства, Для этого 45 блок 27 формирует на пятом выходе сигнал, открывающий ключ 21. В случае, если выборка Р существенна, сигнал с выхода элемента ИЛИ 16 проходит. через ключ 2 1 и ,элемент ИЛИ 26 5 О на первый управляющий вход выходного регистра .22. Регистр 22 открывается и в него заносится значение текущей выборки с выхода регистра 1.Шестая операция - очистка Регис " 56 ров 2 и 3, если обрабатываемая выборка оказалась существенной. Для этого блок 27 формирует на шестом выходе сигнал, который поступает на вход обнуления регистра 2. Этот же сигналчерез ключ 23 поступает на вход обнуления регистра 3, если на первом входе ключа 23 присутствует сигнал, снимаемый с выхода триггера 14,Седьмая операция - запись значения текущей выборки из регистра 1 врегистры 2 и 3, если текущая выборкаявляется существенной по критериюд3Для этого блок 27 формируетсигнал на седьмом выходе. Вход регистра 2 открывается, и в него с выхода регистра 1 записывается текущеезначение выборки Р. Если ключ 24открыт сигналам с выхода триггера 14,то сигнал с седьмого выхода блока 27открывает регистр 3, и в него записывается. текущее значение выборки Р.Восьмая операция - выдача существенной выборки на выход устройствав последовательном коде, Для этогона восьмом выходе блока 27 появляется сигнал, который через формирователь 15 поступает на тактовый входтриггера 17. Если текущая выборкасущественна, на информационном входе триггера 1 присутствует сигнал свыхода элемента ИЛИ 16 и трчггер 17устанавливается в единцчнае состояние, открывая своим выходным сигналом ключ 19 и переводя регистр 22 врежим последовательной выдачи информации. При этом тактовые импульсы ссинхронизатора 28 поступают черезключ 19, ключ 25, выполняющий функцию элемента задержки, и далее черезэлемент ИЛИ 26 на первый управляющийвход регистра 22. При этом на выходерегистра 22 с заданной тактовой частотой будут последовательно появляться разряды существенной выборки. Одновременно с выхода ключа 19 тактовые импульсы через Формирователь 20поступают на вход счетчика 18 с объемам, равным количеству разрядов обрабатываемой выборки. По достижениисодержимым счетчика 18 заданного значения на его выходе формируется сигнал, устанавливающий триггер 17 в нулевое состояние. При этом регистр 22 переводится в режим обмена информации параллельным кодом, ключ 19 Гзакрывается, запрещая доступ тактовых импульсов на первый управляющийвход регистра 22.Девятая операция - очистка регистров 1 и 22 и подготовка программновременного блока 27 к новому циклуработы. Для этого блок 27 формирует сигнал на девятом выходе, который подается на установочные входы регист" ров 1 и 22 и программно-временного5 блока 27, Синхронизация блока 27 осуществляется подачей синхроимпульсов с второго выхода синхронизатора 28 на вход программно-временного блока 27, 10Далее работа устройства повторяется с первой операции.Такв 1 образом, устройство позволя" ет выделять интервалы нестационарности телеметрируемых процессов путем атаптации режима сжатия за счет изменения апертуры к порогов квантования в зависимости от формы измеряемого процесса, интервалы стационарного изменения параметров которых сменяют п ся периодами нестационарности, что позволяет сократить объем передавае" мой информации.Ф О р м у л а и з О б р е т е н и яУстройство для сжатия информации, 25 содержащее первый регистр, информационный вход которого является информационным входом устройства, выход первого регистра соединен с информационным входом второго регистра, за- ЗО датчик апертур, первый выход которого соединен спервым входом первого блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входамк соответственно первого тркг". гера и первого ключа, и третий ре-, гистр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него ввецены пторойседьмой ключи, вычитателк четвер" тый - шестой регистры, второй блс;:; сравнения, второй и третий триггеры, элементы ИЛИ, счетчик и формирователь импульсов, выходы второго к третьего регистров соединены с первыми входа 1 и.соответствечно первого к второго вычитателей, выходы которых соединеныс информационными входами четвертогои пятого регистров, второй выход за- . датчика апертур соединен с первым рходом второго блока сравнения, ,выходы четвертого и пятого регистровсоединены с вторыми входами соответ-,ственно первого и второго блоковсравнения, первый и второй выходывторого блока сравнения соедине 1 ьы спервыми входами соответственно второго триггера и второго клоча, выходы первого и второго ключей соедииены с вторыми вхадамк соотве",отвеяно первого к второго триггеров, :иход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И И,. выход которого соединен с информационным входом третьего триггера и первыми входами третьего и четвертого ключей, выходы третьего к четвертогс ключей соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом шестого регистра, информационнь 1 к вход шестого регистра объединен с информацко. - ным входом третьего регистра, вторыми входами перво 1 О к вт.,рого нычкта= телей и подключен к выходу первого регистра, выход второго триггера сов " динан с вторым входом первого э 1-.,=. - мента ИЛИ к 11 ервымч входами пятого и шестого ключей, в.1 ходы пятого шестого ключей ссекнены соответственно с установочным к первым управляющим входами третьего регистра, выход третьего триггера соединен с вторым управляюшкм входом шесто О регистра и первым входом седьмого кхноча, выход которого соединен не 1-Осредст 1 зекно с вторьг 1 входом третье:О ключа и мере. формирователь и 1:пульсов со входами -.четч 1 ка,выход сче-, " чика соединен с установочным входом третьего триггера, первый и второйсинхронизаторадинены соо,:эе 1 ственновторым входом седьмого ключа и тактовы 1 входом пр 01 рамм 11 О временного блока вход пуска которого является сдновлемен-. щ 1 м входом устройства, .ервый - девятый вь"ходы программ 11 О-временного блока соединень соответ "твенно с управляющь; входом первого регистра, ОбъединелР.:1 мк первым управляю;км входом второго рег.,стра к вторым управляющим входом третьего регистра с управляюдрлчк входами четвертого к пятого регистров вторыми входами первого и втОЧО 1.0 ключей с вторым входом четвертого ключа, с объединен. ными в" Орым входом пятэ 1-О ключа к устанавоч 11 ы;1 входом второго регистра с обьедкнанньпи вторым входом шесто:;О ключа к 3 торым уп,. авляю 1 цкм входом второго регистра, с тактовым входом третьего и с установочными входами программно-временного блока первого и шестого регистров, выход шестого регистра является выходом устройства.