Устройство для сжатия информации

(19) (11) 08 С 19/28 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ П;(НТ СССР КОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ че измеритель назначено для мер, данных а У 15 азов и.8)видетельство СССР08 С 19/28, 1984ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРлинейной циональн апп ро й зав едста тения яют- пов устроиства. Усматоры 1,8,9,управления, ре Изобретение вычислительно(56) Авторское с Ф 1201861, кл. С (54) УСТРОЙСТВОИАЦИИ (57) ОБРЕТЕНИ и информации и преджатия данных (наприлог о - цифр о в ог о п ре -налов) путем кусочносимации исходной функсимости, которуюи данные. Цель изобение информативностиройство содержит сум"О, счетчик 2, блок 3истры 4, 5, умножи. 147471 тель б, блок 7 сравнения, вычитатель 11, преобразователь 12 кода. В устройстве осуществляется аппроксимация отрезками прямых ломаной линии, которая получается в результате соединения отрезками прямых соседних точек (У е;)( = 0,1,2,3, ,): (У; -значение 1-го отсчета; соответствующее значение аргумента=Аппроксимация .реализуется по критерию равномерного приближения с погрешностью 3 . В сумматоре 1 0 вычисляется значение функции Р в соответбствии выражение Р, = Р+АР гдеЬР, = ДУ; г , - у; где, в своюочередь, ду; = У, - 7; у= У , - У . Более высокий коэффициент сжатия обеспечивается реализацией следующего критерия выборкисущественных отсчетов: очереднойсущественный отсчет выбирается, еслипри получении 1-го отсчета нарушается неравенство / Р;- 3 . Т;, где8 = 8/3, Устройство имеет высокуюпомехоустойчивость, так как в основе обработки лежит операция интегра-,рирования. 1 з.п. Ф-лы, 4 ил.+ ДР;, (1),Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и передаче измерительной информации и предназначено для сжатия данных, например данных аналого-цифрового преобразования сигнала, путем кусочно-линей. ной аппроксимации исходной функциональной зависимости, которую представляют эти данные.Цель изобретения - повышение инФормативности устройства.На Фиг . 1 показана функциональная схема устройства для сжатия инФормации, на Фьг . 2 - схема алгоритма работы блока управления; нафиг.3 - Функциональная схема блока управления; на Фиг. 4 - графическая интерпретация сущности производимых в устройстве вычислений.Предлагаемое устройство содержит (Фиг. 1) сумматор 1, счетчик 2, блок 3 управления, первый регистр 4, второй регистр 5, умножитель 6, блок 7 сравнения, второй сумматор 8, третий сумматор 9, четвертый сумматор 1 О, вычитатель 11, преобразователь .12 кода.Блок 3 управления имеет первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 выходы, первый - четвертый17-20 входы.Устройство также содержит шину 21 логической "1".Блок 3 управления содержит (фиг .3) элементы И-НЕ 22 и 23, элемент И 24, регистр 25, дешифратор 26, элементы ИЛИ 27 и 28 и инвертор 29.Устройство осуществляет сжатие данных путем аппроксимации отрезками прямых ломаной линии, которая получается путем соединения отрезкамипрямых соседних точек 7 е;, (- О, 1, 2,3) . У; - это знач ение 5 1-го отсчета, 1, - соответствующеезначение аргумента. Последовательности значений У, Т; являются данными, которые подвергаются сжатию.Предполагается, что :, = О, а также 1 Очто й; = 3,1;, где Ьс; =1=Аппроксимация осуществляется покритерию равномерного приближения спогрешностью Д . Погрешность обеспечивается при установке на входеустройства о/3 значения 8 = о /3.Чтобы реализовать указанную аппроксимацию в устройстве вычисляется значение Функции Р в соответствии с вы- ражением де ДР; = ду ; - у;(г)25где в свою очередьДу;=; -;,у, =-. (4)Значения (Р; ) совпадают со значениями разности Д Б (1 ) в известномустройстве,При поступлении каждого -го отсчета 7; вычисляется значение функ фции Р и проверяется выполнение неравенства10 Если неравенство (5) на- ом шаге,не нарушается, то аппроксимируемаяломаная, представленная х звеньями,может быть аппроксимирована с погрешностью 3 отрезком прямой линии, ог -раниченным с одной стороны точкойУ, " , а с другой - точкой у;,Процесс обработки в этом случаене прерывается.Если неравенство (5) на- ом ша -ге нарушается, то ломаная может и не аппроксимироваться с погрешностью 3 указанным отрезком прямой. Процесс аппроксимапии в этом случае прерывается и устройство аппроксимирует ломаную, представленную (х) -ми звеньями, отрезком прямой, ограниченнымточками У , 1, и У;г.;, . При этомФиксируется очередной существенный 20отсчет 7 = 7;, и соответствующеезначение аргументан = ;, . Наследующем интервале аппроксимациизначение У; будет представлять У а25Сумматор 8 (комбинационный) выполняет формирование разности (4) .В счетчике 2 формируется значение аргумента С;,.Блок 3 управления управляет процессами приема данных от источникавычислений и выдачи сжатых данныхпотребителю, Фукнционирование блокауправления описывает (фиг . 2) блоксхема алгоритма, которая однозначно 35определяет входные и выходные последовательности управляющих сигналов.Первый регистр 4 предназначен дляхранения значений предыдущего отсчета 7; 40Второй регистр 5 предназначендляхранения значения У, (или значенияпредыдущего существенного отсчета) .Умножитель б формирует значениепроизведения Ь% с;-, для вычисления выражения (2).Блок 7 сравнения проверяет выполнение неравенства (5),Первый сумматор 1 (комбинационный)выполняет формирование разности (3) .В третьем (накапливающем) сумматоре 9 вычисляются значения Р; всоответствии с (6) .Четвертый (накапливающий) сумматор 10 реализует вычисление значенийР, в соответствии с выражением (1) .В вычитателе 11 осуществляетсявычисление значений Ь Р в соответствии с выражением (2). Преобразователь 12 кода предназначен для Формирования абсолютного значения функции Р, . В качестве его может быть использован преобразователь прямого кода числа в дополнительный.Устройство работает следующим образом .Перед чачалом рабо.ь на задающемходе 3 /3 устройства задается требусФемое значение о, на входе 1 приема текущих отсчетов 7 устанавливается начальное нулевое значение,в исходное состояние устанавливаются советчик 2, блок 3 управления,первый регистр 4. В результате величинь 1 У, У; 1;, принимают начальные нулевые значения, а бчок 3 уп,равления попадает в состояние А 1. В состоянии А 1 блок 3 управления формирует команду на выходе 14.При этом по сигналу считывания с выхода "Считывание" устройства существенный отсчет Ън и соответствующееему значение аргумента 1 с выходов7и. Т устройства считываютсяпотребителем,2, Затем блок 3 управления (всостоянии А 2) выдает команду с выхода 16, что приводит к обнулению сумматора 9 (О, = 0)., сумматора О(Р, = 0) и счетчика 2;3. Далее блок 3 управления (всостоянии АЗ) осуществляет вылачукоманды с выхода 13. по которой происходит следующее:в первый регистр 4 записывае-.сяс входа У устройства значение гекушего отсчета У;, которое после этогостановится предыдущим отсчетом Ув счетчик 2 добавляется единицаи тем самым вычисляется соответствующее новому значению У;, значениеС;1 ф яс выхода Запрос устройства в источник данных выдается сигнал запроса очередного отсчета, что вызываетформирование источником данных н;.:входе 17 устройства уровня логичеСКОГО "О".4. После этого блок 3 управленияпереходит в состояние А 4 ожиданияочередного отсчета от источника данных. Источник данных на входе У,устройства устанавливает значениеочередного отсчета (в дополнительномкоде) и извещает об этом устройст14747166ДС, том п рерывать или п родолжать процессобработки на данном интервале аппрона ксимации: если будет обнаружена лоает гическая "1 ", то работа будет продолжена, начиная с пункта 1, если 10 будет обнаружен логический "0", то1 Оработа будет продолжена, начиная с ции пункта 3.( )10Формула изобретения во сжатия установкой на входеуровня лог ич е ской "1 ",5. Обнаружив логическую "1"входе 17, блок 3 управления вьщв состоянии А 5 с выхода 15 на управляющие входы сумматоров 9 икоманду, по которой в сумматореформируется новое значение функР, в соответствии с выражениема в сумматоре 9 - новое значение Р,в соответствии с выражением (6),Значение ЬР формируется наинформационном входе четвертогосумматора 1 О. Формирование начинаетсяс момента подачи на вход У; устройства значения текущего отсчетами,1Бычисление разности (3) первым сумматором 1 производится следующимобразом: на второй вход сумматорапоступает значение 7, с входа 7,устройства, на первый вход - инвертированный код числа 7, с инвертирующего выхода первого регистра 4,а на вход переноса - логическая "1",Вычисление разности (4) вторым сумматором 8 выполняется следующим образом: на второй вход сумматора 8поступает прямой.код числа У;, с прямого выхода первого регистра 4, напервый - инвертированный код числаУ с выхода второго регистра 5, ана вход переноса - логическая "1",Умножитель 6 вычисляет произведениеЬ у; ; , причем первый сомножительпоступает на умножитель с выхода сумматора 8, а второй - с выхода счетчика 2, Значение этого произведенияпоступает на первый вход вьиитателя11, значение у, - на второй входвычитателя 11 и таким образом наего выходе формируется значение ДР, .1Команда с выхода 15 блока 3 управления выдается после того, какзначение Д Р, будет сформировано(условие выполнимо путем подбора тактовой частоты в блоке управления) .6. После того, как на выходахсумматоров 9 и 10 будут сформированы значения Р и Р; , блоксравнения осуществляет проверку выполнения условия (5) Если условие выполняется, то на выходе схемы формируется логический "0", в противномслучае - логическая . Блок 3 управления анализирует сигнал, поступающий на его вход 18 с выхода блока 7 сравнения, и в зависимости отего значения принимает решение о 1 . Устройство для сжатия информации, содержащее первый регистр,первый выход которого соединен с 5 первым входом первого сумматора,выход которого соединен с первьмвходом умножителя, второй регистр.,выход которого соединен с первымвходом второго сумматора, третий 20 сумматор, выход которого соединенс первым входом блока сравнения,и счетчик, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения информативности устройства, в него вве дены четвертый сумматор, вычитатель,преобразователь кода, шина логической единицы и блок управления, первый вход которого является управляющим входом устройства, первый вы ход блока управления соединен с первыми входами первого регистра и счетчика и является входом "Запрос" устройства, второй выход блока управления соединен с первым входом второгорегистра и яВляется Выходом Сч итывание" устройства, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с первыми входамитретьего и четвертого сумматоров и 40 вторыми входами счетчика и третьегои четвертого сумматоров, вторые входы первого регистра и первого сумматора объединены и являются первыминформационным входом устройства, 45 второй выход первого регистра соединен с вторыми входами второго регистра и второго сумматора и является информационным выходом устройства, выход счетчика является вто рым информационным выходом устройства и соединен с вторым входом умножителя, выход которого соединен спервым входом вычитателя, второй входкоторого соединен с выходом второго 55 сумматора, выход вычитателя соедийенс третьим входом четвертого сумматора, выход которого через преобразователь кода соединен с вторым входом блока сравнения, выход которогосоединен с вторым входом блока управления, третьи входы первого и второго сумматоров подключены к шине логической единицы, третий вход третьего сумматора является задающим входом устройства, третий и четвертый входы блока управления являются соответственно тактовым входом и входом начальной установки 1 О устройства.2. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен на регистре, дешифраторе, элементах ИЛИ, И, И-НЕ 15 и инверторе, выход которого соединен с первым входом элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с первыми входами одноименных элементов И-НЕ, выходы которых и выход элемента И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами регистра, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами дешифрато ра, выходы нулевого и первого разрядов которого соединены соответственно с вторыми входами первого ивторого элементов И-НЕ и третьимвходом второго элемента И-НЕ и являются соответственно вторым и первым выходами блока, выход второгоразряда дешифратора соединен с первыми входом второго элемента ИЛИ ивходом инвертора, выходы третьегои четвертого разрядов дешифраторасоединены соответственно с третьимвходом первого элемента И-НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ иявляются соответственно четвертыми третьим выходами блока, вторыевходы второго элемента ИЛИ и элемента И и второй вход первого элемента ИЛИ являются соответственнопервым и вторым входами блока, синхровходы регистра и дешифратора иустановочный вход регистра являютсясоответственно третьим и четвертымвходами блока.1474716 р И. Муска актор Л. Гратилло р д Корректо 3 с 11изводственно-издательский комбинат патент , г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 ставитель Н. Бочарова Тех е И.Дидцк Заказ 1898/50 Тираж 518 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушскаодписноем и открытиям при ГКНТ ССС наб., д. 4/5