Устройство для сжатия данных

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИКРЕСПУБЛИН 15/3 28 С(59 С 08 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИИ РЕТЕ ТЕЛЬСТВ свидетельство СССР06 Р 7/04, 1977 ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Харьковский институт инженеровжелезнодорожного транспортаим, С.М. Кирова(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ДАННЫХ, содержащее формирователь коэффициентов базисных функций, блок об.ратного преобразования коэффициентов базисных функций, вход формирователя коэффициентов базисных функций соединен со входом устройства, выходы подключены ко входам соответствующих дискриминаторов, вторые и третьи входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора пилообразного напряжения, синхронизирующий вход которого объединен с синхронизирующим входом формирователя коэффициен.тов базисных функций и подключен к синхронизирующему входу устройства, выходы дискриминаторов соединены со входами соответствующих дифференцирующих элементов, группу триггеров, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих ключей, выходы ключей соединены со входами соответствующих формирователей модуля числа, выходы которых через сумматор соединены с первым входом блока сравнения,второй вход которого подключен к задающему входу устройства, выход блока сравнения соединен с нулевым входом триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем,801012313 А что, с целью повышения информативности, в устройство введены элементы ИЛЙ, группы элементов И, запоминающие блоки, блоки вычитания, раз.вязывающие элементы, группа блоковсравнения и хронизатор, первый выход хронизатора соединен с управляющим входом формирователя коэффициентов базисных функций,. входомгенератора пилообразного напряжения,с единичным входом триггера, с нулевыми входами группы триггеров,первые входы элементов И первойгруппы подключены к выходам соответствующих дифференцирующих элементов,вторые входы - к выходу триггера,выходы элементов И первой группы всоединены с единичными. входами триггеров, объединенных в группу, выходблока сравнения подключен. к первому входу хронизатора, второй выходкоторого подсоединен к первым входамэлементов ИЛИ и вторым входам запо- Яминающих блоков, третий выход хронизатора подсоединен к йервым входам запоминающих блоков и третьимвходам блоков вычитания, четвертыйвыход хронизатора соединен с управ-. авФляющим входом блока обратного преоб- Фаейразования коэффициентов базисныхфункций, выходы ключей подсоединенык третьим входам соответствующих фзапоминающих блоков, вторым входамсоответствующих блоков вычитания,к первым входам элементов И второйгруппы, выходы которых подсоединенык соответствующим входам блока обратного преобразования коэффициен- фтов базисных функций, выходы запоми- юффнающих блоков соединены с первымивходами соответствующих блоков вычитания, выходы которых подключенык соответствующим входам блоков сравнения, объединенных в группу, выходы которых подключены ко входамсоответствующих развязывающих элементов, выходы которых подключены н1012313 10 работки. четвертым входам соответствующихзапоминающих блоков и вторым входамсоответствующих элементов ИЛИ, выИзобретение относится к телеметрии и может быть использовано для сжатия передаваемых сообщений.Известно устройство сжатия данных с адаптацией по числу обобщенных координат, содержащее запоминающий блок, формирователь значащих координат, формирователь показателя расхождения, решающее устройство, селектор существенных координат, формирователь значащей части сообщения, Формирователь адресной части сообщения и сумматор 13 . Недостатком этого устройства является невысокий коэффициент сжатияданных за счет выбора постоянныхпо длительности интервалов аппроксимации.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее Формирователькоэффициентов базисных Функций, входкоторого соединен со входом устройства, а выходы подключены ко входам соответствующих ключей и первым входам соответствующих дискриминаторов, вторые и третьи входы которых соединены с соответствующими входами генератора пилообразных напряжений,синхронизирующий вход которого объединен с синхронизирующим входом Формирователя коэффициентов базисныхфункций и подключен к синхронизирующему входу устройства, выходы дискриминаторов через дифФеренцирующиеэлементы соединены с единичными вхо-. дами триггеров, входы которых подключены к управляющим входам соответствующих ключей, выходы которых соединены со входами блока обратного преобразования коэффициентов базисных Функций и формирователями модуля числа, выходы которых подключены ко входам сумматора, выход сумматора соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к задающему входу устройства, выход блока сравнения соединен с единичным входом триггера, выход триггера подключен ко входу дифференцирующего элемента, выход .которого соединен с нулевыми входами триггеров, объединенных в группу и управляющим входом блока обрат. ного преобразования коэффициентов базисных функций; нулевой вход триг ходы которых подключены ко вторымвходам соответствующих элементов Ивторой группы. 2гера подключен к сихнронизирующему входу устройства 23Однако это устройство осуществляет только выбор существенных коэффициентов ортогонального разложения (Уолша, Хаара) и непозволяет отбраковывать соизмеримые (малоотличающиеся) существенные коэффициенты на двух соседних интервалах обработки, что значительно снижает коэффициент сжатия данных, подлежащих передаче или обработке. Цель изобретения - повышение инФормативности устройства за счет непосылки в канал соизмеримых коэфФициентов ортогонального разложения на двух соседних интервалах об" Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащееблок обратного преобразования коэффициентов базисных функций, Форми. рователь коэффициентов базисных д Функций, вход которого .соединен со.входом устройства, а выходы подключены ко входам соответствующих ключей и первым входом соответствую-,щих дискриминаторов, вторые и третьи входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора пилообразного напряжения, синхронизирующий вход которого объединен с синхронизирующимвходом Формирователя коэффициентовбазисных функций и подключен к синхронизирующему входу устройства,выходы дискрньонаторов соединенысо входами соответствующих дифференцирующих элементов, выходы тригге ров, объединенных в группу, подключены к управляющим входам соответствующих ключей, выходы ключейсоединены со входаья соответствующих формирователей модуля числа, 45 выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход сумматора соединен с первым вхо.дом блока сравнения, второй входкоторого подключен к задающему вхо ду устРойства, выход блока сравнения соединен с нулевым входом триг,гера, введены элементы ИЛИ, группыэлементов И, запоминающие блоки,блоки вычитания, развязывающие элементы, группа блоков сравнения ихронизатор, первый выход хронизатора соединен со входом формирователя коэффициентов базисных функций, входом генератора пилообразного напряжения, с единичным входом триггера и нуЛевыми входами триггеров, объединенных в группу, выход триггера соединен со вторыми, входами элементов . И первой группы, первые входы которых подсоединены к выходам соответствующих дифференцирующих элементов, выходы элементов. И первой группы соединены с единичными входами соответствующих триггеров, объединенных в группу, выход блока сравнения подсоединен к первому входу хронизатора, второй выход которого подсоединен к первому входу элементов ИЛИ и вторым входам запоминающих блоков, третий выход хронизатора подсоединен к первым входам запоминаю,щих блоков и третьим входам блоков вычитания, четвертый выход хронизатора соединен с управляющим входом блока обратного преобразования коэффициентов базисных Функций, выходы ключей подсоединены к третьим входам соответствующих запоминающих блоков, вторым входам соответствующих блоков вычитания, а также к первым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы элементов И.подсоединены к соответствующим входам блока обратного преобразования. коэффициентов базисных Функций, выхода запоминающих блоков соединены с первыми входами соответствующих блоков вычи тания, выходы которых подключены к соответствующим входам блоков сравне ния, объединенных в группу, выходы блоков сравнения подключены ко входам соответствующих элементов, выходы которых подключены к четвертым входам соответствующих запоминающих блоков и вторым входам соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены ко вторым входам соответствующих элементов И второй группы,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит Формирователь 1 коэффициентов базисных функций,дискриминаторы 2, ключи 3, генератор4 пилообразного напряжения, дифферен цирующие элементы 5, первую группу элементов И 6, блок 7 обратного преобразования коэффициентов базисных Функций, формирователи 8 модуля числа, сумматор 9, блок 10 сравнения, триггер 11, триггеры 12, объединенные в группу, элементы ЙЛИ 13, вторую группу элементов И 14, запойинающие блоки 15, блоки 16 вычитания, группу блоков 17 сравнения, развязывающие элементы 18, хронизатор 19,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Управляющий сигнал с первого выхода хронизатора 19 запускает формирователь коэффициентов базисных.функций 1, генератор пилообразногонапряжения 4, устанавливает в единицутриггер 11 и в нулевое состояниетриггеры 12.5 С выхода формирователя коэффициентов базисных Функций 1 коэффициентыортогонального разложения в базисеУолша или Хаара поступают на первыевходы соответствующих дискримина торов 2 и на входы соответствующихключей 3, которые находятся в закры"том состоянии. Генератор пилообразного напряжения 4 выдает одинаковыепо амплитуде положительное и отри цательное напряжения, которые поступают на вторые и третьи входыдискриминаторов 2. Причем в начальный момент времени эти напряжениямаксимальны, а потом убывают по линейному закону. Поэтому, сначаласрабатывает тот дискриминатор, на. входе которого имеется максимальныйпо амплитуде коэффициент разложения по функциям Уолша, Хаара, ана лизируемого процесса, Таким образом,поочередно срабатывают те дискрими- .наторы 2, на входах которых имеются наибольшие значения коэффициентов, поступивших с формирователякоэффициентов базисных Функций 1.Сигналы с выходов дискриминаторов2 через дифференцирующие элементы5 поступают на первые входы первойгруппы элементов И б, на вторымвходах которых присутствует разреЗ 5 шающий потенциал с выхода триггера 11. Сигналы с выходов элементовИ первой группы б устанавливают вединичное состояние триггеры 12,которые замыкают соответствующие 40 ключи 3. Замкнутые ключи 3 позволяют прохождение наибольших по амплитуде коэффициентов ортогональногоразложения через соответствующиеформирователи модуля числа 8 на вхо.45 ды сумматора 9. Как только энергиясуммируемых отобранных коэффициентов достигнет допустимой ошибкипредставления, блок сравнения 10сигналом.со своего выхода устанав ливает в нулевое состояние дополнительный триггер 11 и тем самымблокирует срабатывание оставшихсяэлементов И б первой группы, Соот- .ветствующие им триггеры 12 остаются в.нулевом состоянии икоэффициеи.тыразложения с малыми весами непоступают на выходы разомкнутых ключей 3.Далее, хронизатор 19 выдает управляющий сигнал на своем второмвыходе, который через первые входыэлементов ИЛИ 13 поступает на вторые входы второй группы элементовИ 14, позволяя тем самым прохождение отобранных коэффициентов орто гонального разложения, которые при.сутствуют на первых входах элементов И второй группы 14, на вход бло.ка обратного преобразования коэффициентов базисных функций 7.Одновременно сигнал совтороговыхода хронизатора 19 поступает навторые входы запоминающих блоков15, позволяя тем самым запись в нихотобранных коэффициентов ортогональ.ного разложения на первом интервале обработки. Сигнал с выхода блокасравнения 10 поступает на первыйвход хронизатора 19, сигнализируя одостижении заданной ошибки представления и временной синхронизации хронизатора 19.Таким образом, цикл обработки напервом интервале закончен.Затем, на втором интервале обра-,ботки хронизатор 19 выдает сновауправляющий сигнал на своем первомвыходе и происходит отбор значащихкоординат., как было описано выше.Затем хронизатор 19 выдает управляющий сигнал на своем третьем выходе, Сигнал со второго выхода хронизатора 19 при этом отсутствует.Следует заметить, что сигнал на втором выходе хронизатора 19 появляется только на первом интервале обработки,Управляющий сигнал с третьеговыхода хронизатора 19 поступает напервые входы запоминающих блоков 15и считывает с них значения коэффициентов ортогонального разложения,которые были записаны на первом иитервале обработки. Одновременноэтот же управляющий сигнал поступает на третьи входы блоков вычитания 16, позволяя занесение в нихотобранных коэффициентов ортогонального разложения с выходов ключей 3,В блоках вычитания 16 определяетсяразность между выбранными коэффициентами на первом и втором интервалахобработки, Если эта разность не превышает допустимой, то на соответствующих выходах группы блоков сравнения 17.сигнал отсутствует и напервом и втором нходах элементовИЛИ 13 присутствуют запрещающие сигналы. При этом элементы И второй5 10 группы 14 останутся заблокированными и не позволят прохождение отобранных коэффициентов ортогональногоразложения на втором интервале обработки на вход блока обратного преобразования коэффициентов базисныхфункций 7. С выхода хронизатора 19на управляющий вход блока обратногопреобразования коэффициентов базисных функций 7 поступает синхроимпульс временной метки конца второго интервала. Таким образом, на второминтервале .обработки часть коэффициен.тов ортогонального разложения передаваться не будет. На приемной сто роне при восстановлении исходной информации на втором интервале значения непереданных коэффициентовпринимаются равными значению коэффициентов на первом интервале.Если разность между коэффициентом ортогонального разложения превышает допустимую, т.е. срабатываютнекоторые блоки 17 сравнения , тосигналы с выходов этих блоков черезразвязывающие элементы 18 поступают на четвертые входы запоминающихблоков 15, позволяя тем самым записьв них отобранных коэффициентов ортогонального разложения на второминтервале обработки. Одновременно,"игналы с выходов этих блоков 17сравнения через развязывающие элементы 18 поступают также на вторыевходы Элементов ИЛИ 13 и далее навторые входы второй группы элементов И 14, позволяя таким образомпоступление на вход блока обратного преобразования коэффициентовбазисных функций коэффициентов,которые по амплитуде превышают на 40 заданную величину коэффициенты напервом интервале обработкиПроцесс обработки на третьем ин-.тервале аналогичен описанному, т,е.на втором.45 Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно повысить коэффициент сжатия данныхза счет непосылки в канал соизмериьых (мало отличайщихся) коэффициен тов ортогонального разложения надвух соседних интервалах обработки.куленковКоррек одписн лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проект Заказ 2771/63 Тира ВНИИПИ Государствен по делам изобре 113035, Москва, Ж, 616 Пго комитета СССРний и открытийаушская наб, д, 4/5