Устройство для сжатия информации

п 11526937 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву 22) 3 076025/24 ено 18.11,7 лз 608 С 1 51) М с присоединением заявки 3) Приорите Государственный комите авета Министров ССС о делам изобретений Опубли ано 30.08.76,53) УДК 681.325(088.8) ллетень Ме 3 открытии ата опубликования описания 07.10.76(54) УСТРОЙСТВО ДЛ ОРМАЦИ ТИЯ Изобретение относится к области передачи данных и может быть использовано в области измерительной техники, при изучении процессов управления, при обработке и хранении информации, когда требуется сокращение избыточности данных.Известно устройство 1 для сжатия информации, содержащее интерполяторы и экстраполяторы первого порядка, с восстановлением процесса починомами более высокого порядка.Известные устройства не могут быть использованы для сжатия процессов с повышенной динамикой, требуют сложной аппаратуры восстановления. Основной их недостаток состоит в малом коэффициенте технической эффективности, что является причиной слишком большой избыточности информации, получаемой на выходе устройства.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сжатия информации 2, содержащее блок сравнения, первая группа входов которого соединена с первой группой выходов блока оперативной памяти, блок буферной памяти, группа выходов которого соединена с выходами устройства, блок синхронизации, выход которого соединен с управляющими входами блоков оперативной памяти, буферной памяти и сравнения, причем первая группа входов блока оперативной памяти и вторая группа входов блока сравнения соединены со входами устройства.Недостатком известного устройства является низкий коэффициент технической эффек тивности, что не позволяет достичь необходимой степени сжатия данных, т. е, обеспечивает значительную избыточность информации на выходе устройства.Цель изобретения - сокращение избыточно сти информации,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство содержит сумматор, блок дешифрации, первый и второй коммутаторы, причем первая группа входов сумматора соединена со 15 входами устройства, вторая группа входовсумматора соединена с информационными входами первого коммутатора и с первой группой входов блока сравнения, выходы сумматора соединены с информационными вхо дами второго коммутатора, выходы которогосоединены со второй группой входов блока оперативной памяти, вторая группа выходов которого соединена с информационными входами блока дешифрации, выходы которого 25 соединены с третьей группой входов блокасравнения, выход которого соединен управляющими входами первого и второго коммутаторов, выходы второго коммутатора соединены с информационными 30 входами блока буферной памяти, а управля)2/ 1 2 35 40 45 50 Л,- 1 6 о 2 2 ющий вход блока дешифрации соединен с выходом блока синхронизации,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - график аппроксимируемого процесса,Устройство для сжатия информации содержит (фиг. 1) сумматор 1, блок 2 оперативной памяти, блок 3 буферной памяти, блок 4 дешифрации, блок 5 сравнения, блок 6 синхронизации, коммутаторы 7, 8.Устройство реализует критерий выборки в соответствии с выражением- я у )А,2 где Л 0=у) - у 0у 0 - ордината процесса в момент предыдущей трансляции;у; - текущая ордината процесса;1 - порядковый номер ординаты в текущейвыборке;б - допустимое значение линейной аппроксимации;Х - коэффициент, зависящий от точностиаппроксим ации.При выполнении условия ( ф) с выхода блока 2 оперативной памяти, хранящей величины допусков, значение у; ) через коммутатор 7 поступает в блок 3 буферной памяти, где происходит запоминание существенных выборок, поступающих с непостоянной скоростью и преобразование их в поток данных с постоянной частотой следования. Устройство работает следующим образом.При поступлении ординаты у,. 1 выборкаканала 5) на один вход сумматора 1 на другой его вход из блока 2 оперативной памяти поступает ордината у , Сумматор 1 выполяет операцию у - у =Л;, Значение Л; поступает на вход коммутатора 8, Одновременно значение у , поступает на вход блока 5 сравнения, на другой вход которого поступает значение уз, , из блока 2 оперативнои памяти. Блок 5 сравнения выполняет операцию у +у , =Ху. Одно. временно на блок 4 дешифрации из блока 2 оперативной памяти поступает хранящееся там значение опорного приращения Л 0. Блок 4Ь,Р дешифрации выполняет операцию и по 2лученное значение направляет на блок 5 сравнения, в котором осуществляется операцияЬ,Р- Ху;. Полученный результат сравни 2вается с поступившим из блока 2 оперативной памяти допустимым значением линейной аппроксимации Ы. Если результат этого сравнения превысит заданное значение, то с блока 5 сравнения поступит сигнал на включение коммутатора 7 и 8. В результате значение у пройдет через коммутатор 8 и поступит в блок 3 буферной памяти, а значение Л, через коммутатор 7 поступит в блок 2 оперативной памяти и в дальнейших замерах будет использоваться в качестве эталонного ЛюРассмотрим подробно работу предлагаемо го устройства на конкретном примере.Пусть у=И. Этот процесс в виде графикапредставлен на фиг. 2, а в табулированном виде - в таблице, и пусть последней существенной точкой была точка =0; у=О.10 Таблица Из геометрических соотношений допустимаяошибка линейной аппроксимации представляет собой максимальную разность между ординатами кривой и аппроксимирующей прямой,30 т. е. для нашего случая максимальная ошибка б находится в середине интервала аппроксимации,Подсчитанные таким образом б приведены в таблице для каждого значения 1,Например, для 1=4--- =8 2 4 2 о= 4 - 8=4, Значения Ху подсчитываются по формуле трапеции и их соответствующие значения также приведены в таблице.Например, для той же точности при =4, Ху=Х , =, +1+4+9+с о так как для принятого процесса Л 0=1, то для=4 имеем 60 Для остальных значенийуказанная величина приведена в таблице. Рассмотрим работу устройства при б= 1.при =2 левая часть критерия ( равна 65 1, т. е.20 60 Д 2-- 1,2а правая часть Ь=2. Условие выделения существенной точки не выполняется. Переходим к следующему такту1 ДР191=3. В этом случае -- ьу, =- - - - 9,5 5,а2 2ч -3, Таким образом, критерий (") будет выполнен, в результате чего в качестве существенной точки будет признана точка при 1=2. В этом случае 6=1, т. е. равна заданной величине.Во всех тактах от 1=0 до 1=4 при точности аппроксимации Ь=4 условие (ф) не выполняется. Так, например, при 1=4 значение2-"у,: - 14, а г; =16. Следовательно, условие (") не выполняется; переходим к следующему шагу. При 1=5 левая часть условия (2) равна 30, а правая равна 20. Условие (ф) выполняется и в качестве существенной принимается точка при=4.В этом случае Ь=4, т. е. заданной величине. Значение Ь при различныхдано в таблице.Все описанные выше операции иллюстрируются блок-схемой устройства (фиг, 1), из которой видна последовательность выполнения операций и их взаимодействие при проверке условия (" ). Например, если задано Ь=4 для выше рассмотренного процесса, то при первом такте в олок 2 оперативной памяти направляется Л,=1, В следующем такте цзДос 2блока 4 величина , значение которой2 25 30 35 40 45 50 55 равно для нашего случая 2, направляется в блок 5 сравнения, где она сравнивается с Ху,=3. Поскольку условие (" ) не выполняется, текущая ордината у; - 1 в блок 3 буферной памяти не передается, так как сигнал на входе коммутатора 8 отсутствует,Как видно из вышеизложенного, условие (2) выполняется ца 5 шаге, при этом в блок 3 буферной памяти поступает значение у, 1= =16, что обеспечивает заданную ошибку ашроксимации.В настоящее время считается общепринятой методика оценки технической эффективности, изложенная в статье О. Б. Росенбаули и К. В, Захарова Критерий эффективности алгоритмов сокращения избыточности при передаче тслеме рической информации. Оптимцмизация автоматических систем и технических процессов. Киев - 1970 г.Согласно этой методике, в качестве коэффициента технической эффективности Ь принимается отношение обобщенного коэффициента сокращения избыточности К к суммр. ным затратам 6 при реализации алгорцгмд (см. стр. 77 указанного истопика).Для известного устройства, рабо гаюц 1 его по нулевой апертуре, величина Ь=0,83 ( дол.2, стр. 51 указанного цсточнпа),Для изобретения число коротких операций равно 16, а частота опроса датчиков для заданной точности в 10 раз меньше, цо сраки снию с известным устроиством, т. е. соглд,о методике 6=0,615, а К=0,7,0,7Следовательно, Ь =1,15.0,615 Поскольку О есть суммарный ПОказдтсль преимуществ, то предлагаемое устройство ца 40% эффективнее известного устройства. Формула изобретения Устройство для сжатия информации, содержащее блок сравнения, первая группа входов которого сосдщена с первой группой выходов блока оперативной памяти, блок буферной памяти, группа выходов которого соединена с Выходамц устроствд, блок синхронизации, выход которого соединен с управляющими входами блоков оперативной памяти, буферной памяти и сравнения, причем первая группа входов блока оперативной памяти ц вторая гругпа входов блока сравцения соединены со входами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения избыточности информации устройство содержит сумматор, блок дешифрации, первый п второй коммутаторы, причем первая группа входов сумматора соединена со входамц устройства, вторая группа входов сумматора соединена с цнформационцымц входамц первого коммутатора ц с первой группой входов блока сравнения, выходы сумматора соединены с информационными входами второго коммутатора, выходы которого соединены со второй группоц входов блока оперативной памяти, вторая группа выходов которого соединена с информационными входами блока дешифрации, выходы которого соединены с третьей группой входов блока сравнения, выход которого соединен с управляющими входамц первого и второго коммутаторов, выходы второго коммутатора соединены с информационными входамц блока буферной памяти, а управляющий вход блока дешифрации соединен с выходом блока синхронизации. Источники информации, принятые во вциние при экспертизе изобретения:1. Васильев Е, М. ц др. Система сжатия данных на борту АМС Марс. Сборник статей Вопросы кибернетики. М., 1964, стр. 17.2. Перевод0030-68 СГ ГОНТИ, 1968, стр. 43. рис, 3.20 (прототип),Составитель Ф. ШагиахметовТсхрсд В, Ргябакова Корректор Т. Добровольск ПодписноеССР пограрпя, пр. Сапунова, 2 Изд1524осударствепного комитета по делам изобретений и3035, Москва, Ж, Рауш Тираж 830Совета Министровоткрытий