Устройство для сжатия информации Советский патент 1986 года по МПК G08C19/28 

1

Изобретение относится к электро связи и может быть использовано в телеметрических системах, где требуется сокрая1ение избыточности передаваемой информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 график, поясняющий работу устройства при сжатии посто5 нного сигнала; на фиг. 3 - график, поясняющий работ устройства при сжатии изменяющегося во времени сигнала.

На фиг. 2 и 3 используются следующие обозначения:

X - входные отсчеты, которые

исключаются из рассмотрения (при сжа;тии); 0 - входные отсчеты А, которые

передаются на выход устройства;указывает те входные отсчеп ты А, с которыми работает

п-й информационный канал. Устройство для сжатия информации содержит (фиг.1) информационные каналы 1-4 (модули сжатия), кзждьш из которых выполнен на регистре 5 сдвига, сумматоре 6, вычитателях 7 и 8, триггере 9 и элементе 10 ИЛИ, во все информационные каналы, кроме перкоррекции, вы- 12 сравнения и блок 14 памявого, включен бл ок 11 полненньш на элементе и регистре 13 сдвига, ти.

Устройство работает следующим образом.

Очередной входной отсчет А поступает на первый вход устройства и записывается в регистр 5 модуля 1 сжатия. Сигнал об окончании записи отсчета А , с регистра 5 поступает на счетный вход триггера 9. При поступлении входного отсчета с четным номером сигнал с инверсного выхода триггера 9 через элемент 10 ИЛИ разрешает запись данных с выхода регистра 5 модуля 1 сжатия в регистр 5 модуля 2 сжатия и изменяет состояние триггера 9 модуля 2 сжатия на противоположное. При записи в регистр 5 модуля 1 сжатия входного отсчета с нечетным номером сигнал с прямого выхода триггера 9 инициирует проверку критерия сжатия в модуле 1 вычи- тателем ; 8. и коррекцию noporafV „ сжатия в модуле 2 блоком 11 коррек 692 гп АЛ

дни, используя разность ( Л, - ; с

вь1хода вычитателя 8. При этом на входе сумматора 6 находятся входные отсчеты А , и А, с выходов , регистра 5. Если критерий сжатия выполняется, то устройство ожидает поступления следующих входных отсчетов А, не выполняя каких-либо действий , Если критерий сжатия не выполняется, то управляющий сигнал со второго (знакового) выхода вычитателя 8 обнз ляется регистр 13 блока 11

to

коррекции, т.е. элемент 10 ИЛИ отсчета А . с

П О, и через разрешает запись выхода регистра 5 модуля 1 в регистр 5 модуля 2, а также изменяет состояние триггера 9 модул; 2 на противоположное. Эти действия обеспечивают продвижение входных отсчетов к выходу устройства без сжатия.

Устройство выполняет сжатие данных на основе критерия:

П -S

h h

О,

где

п

Г|,

$ номер модуля сжатия; текущий порог сжатия п-го модуля;

модуль ошибки кодирования п-го модуля сжатия. Текущая проверка критерия сжатия в модуле 1 выполняется каждый раз после поступления двух входных отсчетов А. Если критерий сжатия в модуле 1 сжатия выполняется два раза подряд, то производится проверка критерия сжатия в модуле 2. Если два раза подряд выполнен критерий сжатия в модуле 2 сжатия, то выполняется проверка в модуле 3 и т.д. Если критерий сжатия в п-ом модуле сжатия выполняется, то устройство не выполняет никаких дополнительных операций, если не выполняется - то приходит внеочередная запись данных с выхода регистра 5 сдвига пре- дьщущего модуля в регистр 5 сдвига модуля, а также осуществляется продвижение данных, участвующих в проверке, к выходу устройства без сжатия.

Модуль ошибки S входного процесса представляет собой отклонение среднего отсчета из трех после- доват(;лы. отсчетов от аппроксимирующей его прямой линии, проводимой между крайними отсчетами, участ- .вующими в вычислении. Значение модуля ошибки кодирования 8 , вычисляемое в модуле п сжатия с помощью сумматора 6 и вычитателя 7, определяется по формуле:

S .А

гп-2.

где А

iVf

- отсчеты входных данных; п - номер модуля сжатия. Значения текупщх порогов сжатия П формир уются по описанному ниже правилу - эту задачу выполняют блоки 11. Для модуля 1 сжатия (п 1) всегда

П,Л

где п порог сжатия для первого

модуля сжатия;

. Д - постоянньй максимальный допуск ошибки кодирования, значение которого подается на второй вход устройства,

следовательно, для модуля 1 сжатия отсутствует необходимость в блоке 11 коррекции (фиг.I).

Для модулей 2 - N сжатия значения порогов П формируются согласно выражению

п-. П , если П Р (П. -8 )П

h 1

h-n

h+(

де ( П S| ) - значение разности

вычисляемой вычита- телями 8 в модулях 1 - N сжатия при проверке критерия сжатия ;

п - значение порога ежа- nv 1

тия, хранящегося в

блоке 11 коррекции (п+1)-го модуля сжатия;

коэффициент коррекции 45 сжатия П постоянный для п-го модуля сжатия (,

Если Р управляю управлен батывает значения т.е. вып порога с ля сжати

В исх сжатия П ное 4 , 11 через процессе

зуются п в отдель проверки лем знач порог сж

Р 2; п 2,3, Р Р. 0,5; п 4,

i-i:. /i

1).

корректируются и используются при проверках критерия сжатия в отдельных модулях сжатия. После проверки критерия сжатия п-М модулем значение Л вновь заносится в порог сжатия П .

Состояние устройства в произвольный момент времени полностью определяется состоянием триггеров 9. Они инициируют проверку критерия

50

Дпя учета коэффициента Р не требуется выполнения дополнительных вычислительных операций, так как значение разности ( S ) с необходимым коэффициентом для (п + 1)-го мо- 55 сжатия.во всех модулях сжатия кон- дуля сжатия следует брать с соответ- вейера обработки, осуществляют зане- ствующих разрядов вычислителей 8: значение р азности с выхода в.ычислисение и коррекцию порогов сжатия П. , обеспечивают запись и продвижение

2446924

теля 8 модуля 1 сжатия следует подавать на вход блока 11 коррекции модуля 2 сжатия, начиная с второго разряда, на первый, младший разряд 5 входа блока I1 коррекции подать значение нуля, что соответствует Р,, 2; значения разности с выходов вычита- телей 8 модулей 2 и 3 сжатия начиная с второго разряда (первый, млад- 10 ший разряд разности не учитывается), следует подать на выходы блоков 11 коррекции модулей 3 и 4 сжатия, начиная с младших разрядов входов, что

15

20

30

О

5 сжатия П

соотвё гствует Р Р 0,5; при включении дополнительных модулей сжатия, значение разности ( ) с соответствующих выходов вычитате- лей 8 на соответствующие входы блоков 11 коррекции передаются без смещения, что соответствует Р. 1.

Коррекция порогов сжатия п , выполняется блоками 11 коррекции следующим образом.

Значение разности (П ) с со- 25 ответствующим коэффициентом Р поступает на вход блока 11 коррекции (п + 1)-го модуля сжатия, на выходе блока 11 коррекции формируется текущее значение порога сжатия П, . Элемент 12 сравнения блока 1 1 к ор- рекции сравнивает значения порогов сжатия на входе и выходе блока 11.

Если Р f к+ ° Р наличии управляющего сигнала на своем входе управления элемент 12 сравнения выра- батывает сигнал разрешения записи значения Р„ (П - 6 ) в регистр 13, т.е. выполняет коррекцию текущего порога сжатия ля сжатия.

В исходном состоянии все порога сжатия П принимают значение равное 4 , которое поступает в блоки 11 через второй вход устройства. В процессе работы устройства пороги

корректируются и используются при проверках критерия сжатия в отдельных модулях сжатия. После проверки критерия сжатия п-М модулем значение Л вновь заносится в порог сжатия П .

Состояние устройства в произвольный момент времени полностью определяется состоянием триггеров 9. Они инициируют проверку критерия

П для ()-го модуh- t

0

5 сжатия.во всех модулях сжатия кон- вейера обработки, осуществляют зане-

сжатия.во всех модулях сжатия кон- вейера обработки, осуществляют зане-

сение и коррекцию порогов сжатия П. , обеспечивают запись и продвижение

данных в регистрах 5 сдвига, обеспечивая этим сжатие и передачу данных А йа выход устройства через блок 14 буферной памяти.

Для постоянного сигнала на входе . (фиг.2) устройство имеет максимальный коэффициент сжатия равный шестнадцати, т.е. на выход передается каждый шейтнадцатый ртсчет А,,,. IQ

Для сигнала;, величина которого изменяется во времени, устройство сжатия работает точно так же, но так как критерий сжатия будет выполнять- ся не всегда, то коэффициент сжатия будет меньше максимального (фиг.З).

Предлагаемое устройство имеет иксированную длительность рабочего 2о цикла сжатия, не зависящую от коэффициента сжатия и позволяет увеличить быстродействие по сравнению с прототипом в пятнадцать раз.

1) ормула изобре тения

1. Устройство для сжатия информации, содержащее блок памяти, выход которого является выходом устройства, и в первом информационном канале регистр, сумматор и вычита- тели, вход регистра является первым входом устройства, первый и второй выходы регистра соединены соответственно с первым и вторым входами сум- матора, выход сумматора соединен с первым входом первого вычитателя, выход которого соединен с первым информационным входом второго вычитателя, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействи устройства, в него введены (N - 1) информационных каналов, в каждьй информационный канал введены триггер и эле.мент ИЛИ, и в каждый информационный канал, кроме первого, введен блок коррекции, прямой выход триггер .каждого информационного канала соединен с управляющим входом второго вычитателя, первый выход второго вычитателя и инверсный выход триггера соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, третий выход регистра первого информационного канала соединен с входом триггера, первый управляющий вход и выход блока коррекции информационного канала подклю чены соответстQ

о

5

0

0

- 5

венно к прямому выходу триггера и второму информационному входу второго вычитателя, выход элемента ИЛИ каждого предьщущего информационного канала, кроме последнего, соединен с входом триггера и управляющим входом регистра каждого последующего информационного канала, выход элемента ИЛИ и второй вход первого вычитателя последнего информационного кан.ала подключены соответственно к управляющему входу и выходу блока памяти, информационный вход блока памяти подключен к второму выходу регистра последнего информационного канала, второй выход второго вычитателя каждого предыдущего информационного канала, кроме последнего, соединен с первым информационным входом блока коррекции каждого последующего информационного канала, второй вход первого вычитателя каждого предыдущего информационного канала, кроме последнего, подключен к первому выходу регистра каждого последующего информационного канала, второй и третий управляющие входы блока коррекции каждого последующего информационного канала подключены соответственно к прямому выходу триггера и первому выходу второго вычитателя предыдущего i информационного канала, информационный вход регистра каждого последующего информационного канала подключен к второму выходу регистра каждого предыдущего информационного канала, второй информационный вход второго вычитателя первого информационного канала объединен с вторыми информационными входами блоков коррекции остальных информационных каналов и является вторым входом устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что . блок коррекции содержит элемент сравнения и регистр, выход и первый информационный вход элемента сравнения соединены соответственно с первым управляющим входом и выходом регистра, объединенные первый информационный вход регистра и второй информационный вход элемента сравнения, вто- рЬй информационный вход регистра, второй управляющий .вход регистра, управляющий вход элемента сравне 124Д6928

ния и третий управляющий вход регист- рьш и третьим управляющими входами ра являются соответственно первым, блока коррекции, выход регистра яв- вторым информационными, первым, вто- ляется выходом блока коррекции.

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в информационно-измерительных системах для передачи телеметрической информации. Целью изобретения является повьшение быстродействия устройства. Устройство сжатия конвейерного типа состоит из последовательно соединенных модулей сжатия (информационных каналов). В каждом модуле входной отсчет проверяется на соответствие критерию сжатия, и если критерий сжатия не выполняется, то отсчет проходит на вход следующего модуля сжатия, в противном случае отсчет считается избыточным. Существенные отсчеты, прошедшие все модули сжатия, поступают на выход устройства. Уст- ройств о содержит информационные ка- налы (модули сжатия), каждый из кото- S рых выполнен на регистре сдвига, сумматоре, вычитателях, триггере и элементе ИЛИ. Во все информационные каналы, кроме первого, включен блок коррекции, выполненный на элементе сравнения и регистре сдвига. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

Ат- Ат-г А

сриг.2

/7-4

/4/77-4

А т-г

Редактор Л.Авраменко

фиг. З

Составитель М.Никуленков Техред Л.Олейник

Заказ 3920/53Тираж 515Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор В.Бутяга