Устройство для сжатия информации Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано для сжатия информации при измерении и обработке совокупности входных величин, являю щихся функцией пространственной координаты. Известно устройство, Q котором функция пространственной координаты аппроксимируется многочленом стейени m по результатам :г1змерения N входных величин. Выходной информацией данного устройства являются коды m + значений коэффициентов аппроксимирующего многочлена. Сжатие информации достигается тем, что степень m многочлена меньше числа входных величин N. Такое устройство содержит соединенные последовательно коммутатор аналоговых сигналов, генератор базисных функций (ортогональных полиномов), вычислительное устройство L13 Для получения т+1 значений коэффициентов необходимо N (т +1) цикло работы устройства, что обусловливает его низкое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержателе компараторы, элемент ИЛИ, общее устройство уравн вешивания, включающее; цифро-аналоговый преобразователь {ЦДП) , счетчик генератор тактовых и пульсов (ГТИ), генератор базисных функций ГБФ ,вычитающие сумматоры, накапливающие сумматоры, причем управляющие входы ГБФ подключены к выходам компараторо а выходы его - к входам вычитающих сумматоров,, выходы которых соединены с входами, накапливающих сумматоров., при этом управляющие входы вычитающих сумматоров подключены к входу элемента ИЛИ, а управляющие входы на капливающих сумматоров соединены с выходом ГТИ t2 . Указанное устройство предназначен для сжатия больщих обьемов информаци обладает высоким быстродействием, но при аппроксимации .аространственных сигналов дискретнъгми базисными функциями имеет неоправданно большую сложность. Цель изобретения - упрощение ycTpoifCTBa путем обобщенного описан простоанственной функции и обеспечения возможности сжатия информации пр сохранений быстродействия. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для сжатия информации, содержащее компараторы, первые входы которых подключены к соответствующим входам устройства, выходы - к соответстсутощим входам элемента ИЛИ, генератор импульсов, выход которого подключен к входу счетчика, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к объединенным вторым входам компараторов, введены блоки памяти и блок постоянной памяти, адресные входы которого подключены к выходам соответствующих компара- торов., выходы блока постоянной памяти подключены к знаковым входам соответствующих блоков памяти, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, информационные входы блоков памяти объединены и подключены к выходу счетчика. Такое устройство аппроксимирует пространственную функцию, заданную i совокупностью W входных величин п. дискретными базисными функциями, причем уменьщение объема выходной информации достигается путем отбрасывания части коэффициентов при сг хранении заданной погрешности восстановления исходной функции. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 электрическая схема одного из возможных вариантов его реализации. Устройство содержит компараторы I, элемент ИЛИ 2, постоянный блок 3 постоянной памяти (ПБП) , генератор 4 импульсов, счетчик 5, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 6, блоки 7 памяти. Один из возможных вариантов реализации устройства приведен для п 8, где п - число базисных функций. Компараторы 1 представляют микросхему ти па К 544 САЗА, ПБП - микросхему типа К 556 РЕ4. Входовая логическая схема ИЛИ-2 представляет микросхему типа К 561 ЛИ, ГТИ может быть выполнен на микросхеме К 155 ТЛ1, счетчик представляет собой серийно вьшускаемую микросхему типа К 56 ИЕ10, ЦАП содержит две микросхемы типа К 153 УД2 и К 572 ПА1, Блоки памяти выполнены на микросхемах типа 564 ИМ1, 564 ИР9, 564 ИЕ14, 564 ЛП2, 564 ЛА7, 564 ЛС2 и 564 ЛН1, при этом выходы ЛС2 подлючены к входам №-11 , к В входам которых подключены выходы ИР 9, выход t ИМ1 соединен с входом ИЕ 14, вход V которого соединен с выходом JIA7, выхо ды ИМ1 соединены с D-входами ИР9, С-входы которых соединены с выходом Л112 и первым ЛА7, второй вход которого соединен с первым входом Ш12 и входом Рд ИМ1, второй вход ЛП2 соед нен с выходом схемы ИЛИ через инверто ЛН1. Выходы .счетчика подключены к А входам ЛС2 и через инверторы ЛЫ - к входам В ЛС2. Устройство работает в соответствии с ниже приведенным алгоритмом. Функцию, заданную N значениями с равномерным шагом на пространственном интервале, можно аппроксимировать сис темой п дискретных базисных.функций заданных на этом интервале: f С, Чт ч- С 2 % + ... + С i Ч + t ... + С,, ,(1) где Cj - коэффициенты аппроксимации определенные по формуле (2 система ортогональных диск ретных базисных функций; -1,2, .... п; -число базисных функций. Задача аппроксимации состоит : в отыскании коэффициентов: Cj х, х fi (2) + X V (N) где С { - искомый коэффициент разложения по i-й базисной функции; f.(j)- значение i-й базисной функции в j - точке ин .тервала;значение аппроксимируемой функции в j-точке интервала, т.е. j - входная величина; ,2,..., N, N - число входных величин. Для пояснения работы системы достаточно рассмотреть ее функционирование для получения кода значения, например, С по ортогональной системе функций Уолша. Предварительно заметим, что в ПБП по i-му.адресу запи саны значения всех i функций Уолша последовательно в точках j ,2, ..., N ). Например, для восьми функ ций Уолша таблица прошивки 1ТБ11 выглядит следующим образом:На каждом такте уравновешивания, сли при этом не сработал ни один омпаратор, содержимое на вьгходе ПБП не меняется, если произошло срабатыание, например, четвертого компаратора то по четвертому адресу на выхоах ПБП выставляются коды значений восьми функций Уолша в четвертой точке. Уровень логической единицы говорит о том, что фнукция Уолша в данной точке равна - 1, а логического нуля +1. При этом в блоке памяти запишется код значения Х , в каждьш сумматор со своим знаком, соответствующим функциям Уолша в точке j 4. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока не срабатывают все компараторы и на последнем такте уровновешивания в блоках памяти устанавливаются все п кодов коэффициентов Ci. Уменьшение объема выходной информации зависит от отношения количества коэффициентов, необходимых для аппроксимации пространственной функции с заданной погрешностью (п) к числу входйых величин (N). Степень сжатия, исходной информации зависит от вида входной функции, типа базисных функций, требуемой погрешности устройства. Отношение во многих случаях может быть значительным. Предлагаемое устройство значительно прош;е прототипа и позволяет осуществлять измерение значений совокупности входных величин, а также сжатие информации, при этом общее быстродействие устройства практически не снижается , поскольку вновь введенные узлы представляют собой цифровые блоки с более высоким быстродействием.

ф1/г. 1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ Ш1ФОРМАЦИИ, содержащее компараторы, первые входы которых подключены к соответствующим входам устройства, выходы - к соответствующим входам элемента ИЛИ, генератор импульсов, выход которого подключен к входу счетчика, выход которого подключен к входу цифро-аналогового преобразователя, выход которого подключен к объединенные вторш входам компараторов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блоки памяти и блок постоянной памяти, адресные входы которого подключены к выходам соответствующих компараторов, выходы блока постоянной памяти подключены к знаковым входам соответствующих блоков памяти, управляющие входы (Л которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, информационные входы блоков памяти объединены и подключены к выходу счетчика.