Устройство для сжатия информации Советский патент 1985 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к области обработки данных и может быть использовано в телеметрических системах для сжатия передаваемой информации. Целью изобретения является повышение информативности устройства за счет увеличения коэффициента сжатия данных по объему двоичных знаков при заданной достоверности информации. На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для сжатия информации; на фиг. 2 - функциональная схема анализатора; на фиг. 3 - функциональная схема генератора базисных функций. Устройство для сжатия информации содержит анализатор 1 спектра, блоки 2 сравнения, ключи 3, дифференциальные элементы 4, элементы И 5, триггеры б, формирователи 7 модуля числа, сумматор 8, блок 9 сравнения, кодер 10, триггеры 11 и 12 генератор 13 пилообразного напряжения, элемент 14 задержки, элемент НЕ 15, элемент И 16, сумматор 17 и блок 18 сравнения (фиг. 1). Анализатор 1 спектра содержит генератор 19 базисных функций, умножители 20 и сумматоры 21 (фиг. 2). Генератор 19 базисных фукнций содержит триггеры 22-25, умножители 26-36 и источник 37 постоянного напряжения (фиг. 3) В анализаторе 1 спектра на входы умножителей 20 поступает входной сигнал, на другие входы уменожителей 20 поступают ортонормированные базисные функции от генератора 13 базисных функций (фиг. 2). Результаты перемножения суммируются в сумматорах 21 в течение интервала анализа. По окончании интервала анализа на выходах анализатора 1 формируются сигналы, характеризующие коэффициенты разложения в ряде Фурье входного сигнала. Ортонормированные базисные функции Уол ша формируются в генераторе 19 базисных функций (фиг. 3) при поступлении на вход триггера 25 тактовых импульсов. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы на управляющий вход устройства поступает синхронизирующий импульс, который устанавливает в нулевое состояние триггеры 6 и 11, в единичное состояние - триггер 12, осуществляется запуск анализатора 1 и генератора 13 пилообразных напряжений (фиг. 1). С выходов анализатора 1 коэффициенты ортогонального разложения в базисе Уолща поступают на входы блоков 2 сравнения и на входы ключей 3, которые находятся в закрытом состоянии, генератор 13 пилообразного напряжения выдает одинаковые по амплитуде положительное и отрицательное напряжения, которые поступают на входы блоков 2 сравнения. В начальный момент времени эти направления максимальны, затем убывают по линейному закону. При этом сначала срабатывают те блоки 2 сравнения на входах которых имеются каибольщие по амплитуде коэффициенты разложения анализируемого процесса. Сигналы с выходов блоков 2 сравнения через дифференцирующие элементы 4 поступают на входы элементов И 5, на другие входы которых поступает разрещающий потенциал с выхода триггера 12. Сигналы с выходов элементов И 5 устанавливают в единичное состояние триггеры 6, которые замыкают соответствующие ключи 3. Замкнутые ключи 3 разрещают прохождение наибольших по амплитуде коэффициентов ортогонального разложения через соответствующие формирователи 7 модуля числа на входы сумматора 8. Как только энергия суммируемых отобранных коэффициентов достигает допустимой ошибки представления Едод), блок 9 сравнения сигналом со своего выхода устанавливает в нулевое состояние триггер 12 и тем самым блокирует срабатывание оставщихся элементов И 5. Соответствующие триггеры 6 остаются в нулевом состоянии и коэффициенты разложения с малыми весами не поступают на выходы разомкнутых ключей 3. Этот же сигнал с выхода блока 9 сравнения устанавливает в единичное состояние триггер 11, разрещая тем самым работу кодера 10, сумматора 17, блокирует работу сумматора 8 и через элемент 14 задержки поступает на вход элемента И 16. В кодере 10 отобранные коэффициенты квантуются на фиксированное число уровней и поступают на входы сумматора 17. При этом суммарная энергия квантовых коэффициентов будет отличаться от заданной ошибки преобразования Е дол и будет превосходить ее. Блок 18 сравнения не срабатывает и проинвертированный сигнал с его выхода поступает на вход элемента И 16. На выходе элемента И 16 появляется единичный сигнал, который устанавливает в единичное состояние триггер 13, который своим сигналом открывает элементы И 2 и позволяет прохождение следующего по амплитуде коэффициента ортогонального разложения через соответствующий открытый ключ 3 на вход кодера 10. Этот коэффициент квантуется и поступает на вход сумматора 17. Как только ошибка преобразования достигает заданной, на выходе блока 18 сравнения появляется сигнал, который через элемент НЕ 15 поступает на вход элемента И 16. Сигнал с выхода элемента И 16 устанавливает в нулевое состояние триггер 12 и тем самым блокируется работа элементов И 5, т. е. поступление новых координат преобразования на вход кодера 10. Таким образом, на выход устройства поступают отобранные коэффициенты ортогонального разложения Уолша, объем по двоичным знакам которых будет меньше, чем в известном. По сравнению с известным ожидаемый экономический эффект от использования

предлагаемого изобретения можно рассчитать следующим образом.

Предлагаемое устройство позволяет при заданной достоверности ()

получить коэффициент сжатия по объему двоичных знаков при обработке натурных телеметрических данных, равный 8.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее анализатор спектра, первый вход которого является информационным входом устройства, выходы анализатора спектра соединены с первыми входами соответствующих ключей и первыми входами соответствующих блоков сравнения, генератор пилообразного напряжения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторыми и третьими входами первых блоков сравнения, выходы которых соединены с входами соответствующих дифференциальных элементов, первые триггеры, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих ключей, выходы ключей соединены с соответствующими первыми входами кодера и через соответствующие формирователи модуля числа - с первыми входами первого сумматора, выход которого соединен через второй блок сравнения с первым входом второго триггера, второй вход анализатора спектра объединен с входом генератора пилообразного напряжения, вторым входом второго триггера и является управляющим входом устройства, выходы кодера являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщения информативности устройства, в него введены элементы И, элемент НЕ, элемент задержки, третий триггер, второй сумматор и третий блок сравнения, выход второго блока сравнения соединен с первым входом третьего триггера и через элемент задержки с первым входом первого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторыми входами первого сумматора, кодера и первым входом второго сумматора, вторые входы второго сумматора подключе(Л ны к соответствующим выходам кодера, выход второго сумматора соединен через последовательно соединенные третий блок сравнения и элемент НЕ с вторым в.чодом первого элемента И, выход первого элемента И соединен с третьим входом второго триггера, выход которого соединен с первыми входами вторых эле.ментов И, вторые входы вторых элементов И подключены к 00 выходам соответствующих дифференциальных элементов, выходы вторых элементов И соединены с первыми входами соответ(Ь ствующих первых триггеров, вторые входы ) первых и третьего триггеров объединены и о: подключены к управляющему входу устройства.

Lpiil 1

20

2/

21

20

21

Фкг.2

.Л