Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи Советский патент 1987 года по МПК G11B20/10 

Изобретение относится к устройствам для накопления информации,а именно к устройствам для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи.

Цель изобретения - увеличение объема записываемой информации путем увеличения степени сжатия информации.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи.

Устройство содержит регистр 1, подключенный входом к входной шине 2,, а выходом через последовательн(9 соединенные блок 3 сравнения, дешифратор 4, формирователь 5 импульсов и формирователь 6 выходного сигнала - к выходной шине 7.

Кроме того, устройство содержит анализатор 8 статистических свойств сигнала, включенный между входной шиной 2 и. соединенными между собой одним из входов дешифратора 4 и дополнительным входом формирователя выходного сигнала, и элемент 9 задержки, включенный между дополнительным выходом формирователя 5 импульсов и одним из входов формирователя 6 выходных сигналов.

На фиг.2 представлены схемы блока 3 сравнения и дешифратора 4 для случая, когда используется два алгоритма кодирования. В первом случае кодируются комбинации 111, 101, 110 и 011, во втором - 000, 010, 001 и 100.

На фиг.З представлены схемы формирователя 5 импульсов и элемента 9 задержки j на фиг.4 - временные диаграммы, где до момента времени t, кодируются комбинации 111, 101, 110 и 011, а с момента t - комбинации 000 010, 001 и 100.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал (фиг.4а) подается одновременно во входной регистр 1 и анализатор 8 статистических свойств входного сигнала. С выхода регистра 1 прямые и инверсные значения посьшок, записанных в трех его ячейках, подаются по шести шинам в блок 3 сравнения на элементы И 10-17. При этом по первой и второй шинам подаются прямо и инверсное значения первой ячейки регистра 1, по третьей и четвертой - значения второй ячейки, по пятой и шестой - значения третьей ячейки.

5

0

5

5

0

5

0

5

0

Сигнал на выходе элемента И 10 соответствует состоянию, когда в регистре 1 записана комбинация 111, на выходе элемента И 11 -110, на выходе элемента И 12 - 101, на выходе элемента И 13 - 011, на выходе элемента И 14 - 100, на выходе элемента И 15 - 010, на выходе элемента И 16-001 и на выходе элемента И 17 - 000. По восьми шинам сигналы с элементов И 10 - 17 подаются в дешифратор 4, который осуществляет выбор сигналов, соответст- четырем кодируемым комбинациям, на элементы И 22-29. По сигналу анализатора 8 один из триггеров 20 или .21 устанавливается в единичное состояние, а другой - в нулевое(триггеры 20 и 21 соединены с элементами ИЛИ 18 и 19). Значение выходного сигнала анализатора 8 определяется числом единичных и нулевых посылок на заданном интервале анализа. Если на этом интервале больше единичных посылок, то кодироваться должны комбинации 000, 001, 010 и 100, а если больше нулевых посылок - то комбинации 111, 110, 101 и 011. Единичный сигнал с выхода одного из триггеров 20 или 21 открывает четыре элемента И из восьми. Таким образом, на выходе элементов И.ПИ 30-33 появляется сигнал, который соответствует состоянию когда в регистре 1 записана одна из кодируемых комбинаций. Импульсы с элементов ИЛИ 30-33 по четырем шинам поступают на элементы 34-37 запрета, формирователя 5, который обеспечивает формирование не более одного импульса на интервале, соответствующем трем посылкам исходного сообщения. Сигналы с элементов 34-37 запрета через элемент ИЛИ 38 поступают на элеме.нт 39 задержки на, о (где Гд - длительность элементарной посылки, Г. длительность задержки). Элемент 40 задержки и элемент ШШ 41 формируют импульсы длительностью 2 , которые подаются на запрещаюш;ие входы элементов 34-37 запрета. С выходов элементов 34 и 35 запрета импульсы поступают в формирователь 6 выходного сигнала. Сигналы с выходов элементов 36 и 37 запрета задерживаются элементами 42 и 43 задержки на 0,5(, и также подаются в формирователь 6 выходного сигнала.

В соответствии с кодирующими сигналами, сформированными в дешифраторе 4 и в формирователе 5 и задержанными элементом 9 задержки, формирователь 6 выходного сигнала формирует импульсы следующим образом.

В начале последней посылки первой кодируемой комбинации (111 или 000) формируется положительный импульс, т.е. осуществляется переход с нулевого уровня и уровня - 1 на уровень +1 или с уровня +1 на нулевой уровень. tO

В середине последней посылки второй кодируемой комбинации (110 или 001) формируется положительный импульс.

В начале последней посылки третьей15 кодируемой комбинации (101 или 010) формируется отрицательный импульс, т.е. осуществляется переход с уровней О и +1 на уровень -1 или с уровня -1 на нулевой уровень.20

В середине последней посьшки четвертой кодируемой комбинации (011 или 100) формируется отрицательный импульс

тях появления единичных (нулевых) символов разных алгоритмов кодирования. Каждый алгоритм используется при тех значениях вероятностей появления единичного символа, когда его эффективность выше другого.

Для устройства средний коэффициент сжатия зависит от статистики записываемого сообщения - вероятностей появления Р (1) единицы и Р (0) нуля, а также от того, какие комбинации символов исходного сообщения (четыре из восьми возможных) выбраны для кодирования. Зависимость, представленная на фиг.5а, соответствует случаю, когда кодированию подлежат комбинации 111, 000, 101 и 010, на фиг.56 - 110, 101, 001 и 010, на фиг.5в - 110, 011, 111 и 101, на фиг.Зг - 100, 010, 001 и 000. Устройство позволяет изменить алгоритм (набор кодируемых комбинаций) кодирования при изменении статистики записываемого сообщения, добиваясь максимального коэффициента

В целях однозначного восстанов- 25 сжатия. Использование для кодирования

комбинаций 110, 011, 111 и 010 при Р(1)6 0,5 и комбинаций 100, 010, 001 и 000 при Р(1) 0,5 позволяет получить максимальный коэффициент сжатия.

Формула изобретения

ления сигнала при изменении кодируемых комбинаций с анализатора 8 в формирователь 6 поступает сигнал на формирование маркера. В качестве маркера предлагается использовать сочетания 30 двух отстоящих на 2,5 импульсов, запрещенные при обычном кодировании любых комбинаций, когда после импульса в начале посьшки следующий импульс может быть сформирован не ранее чем 35

Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи, содержащее регистр, подключенный входом к входной шине и выходом через последовательно соединенные блок сравнения, дешифратор, формирователь импульсов и формирователь выходного сигнала - к выходной шине, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема записываемой информации за счет увеличения сте- пени сжатия информации, в него введены анализатор статистических свойств сигнала и элемент задержки, формирователь импульсов выполнен с дополчерез 3 Ojj. На фиг.5 представлены различные варианты таких сочетаний. Формирование маркера может осуществляться сразу после поступления соответствующего сигнала с анализатора 8, если потеря пяти символов при изменении алгоритма несущественна, либо при поступлении одной из двух пятисим- вольных комбинаций, которые выбраны для данной алгоритма кодирования.

Минимальная длительность о

мин

пульса выходной последовательности (фиг.4в) равна 2,5 0о.

Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи, содержащее регистр, подключенный входом к входной шине и выходом через последовательно соединенные блок сравнения, дешифратор, формирователь импульсов и формирователь выходного сигнала - к выходной шине, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема записываемой информации за счет увеличения сте- пени сжатия информации, в него введены анализатор статистических свойств сигнала и элемент задержки, формирователь импульсов выполнен с дополнительным выходом, формирователь вы- Таким образом, устройство обеспе- д ходного сигнала выполнен с дополничивает увеличение эффекта сжатия за счет сокращения общего числа импульсов, необходимых для записи сообщения, и гарантирует минимальный временной интервал между импульсами Т „иц 2,5,. Сокращение общего числа импульсов, необходимых для записи сообщения, достигается за счет использования при различных вероятнеетельным входом, причем анализатор статистических свойств сигнала включен между входной шиной и одним из входов дешифратора, соединенного с дополнительным входом формирователя выходного сигнала, подсоединенного одним входом к дополнительному выходу формирователя импульсов через элемент задержки.

тях появления единичных (нулевых) символов разных алгоритмов кодирования. Каждый алгоритм используется при тех значениях вероятностей появления единичного символа, когда его эффективность выше другого.

Для устройства средний коэффициент сжатия зависит от статистики записываемого сообщения - вероятностей появления Р (1) единицы и Р (0) нуля, а также от того, какие комбинации символов исходного сообщения (четыре из восьми возможных) выбраны для кодирования. Зависимость, представленная на фиг.5а, соответствует случаю, когда кодированию подлежат комбинации 111, 000, 101 и 010, на фиг.56 - 110, 101, 001 и 010, на фиг.5в - 110, 011, 111 и 101, на фиг.Зг - 100, 010, 001 и 000. Устройство позволяет изменить алгоритм (набор кодируемых комбинаций) кодирования при изменении статистики записываемого сообщения, добиваясь максимального коэффициента

30 35

40

Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи, содержащее регистр, подключенный входом к входной шине и выходом через последовательно соединенные блок сравнения, дешифратор, формирователь импульсов и формирователь выходного сигнала - к выходной шине, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема записываемой информации за счет увеличения сте- пени сжатия информации, в него введены анализатор статистических свойств сигнала и элемент задержки, формирователь импульсов выполнен с дополтельным входом, причем анализатор статистических свойств сигнала включен между входной шиной и одним из входов дешифратора, соединенного с дополнительным входом формирователя выходного сигнала, подсоединенного одним входом к дополнительному выходу формирователя импульсов через элемент задержки.

Изобретение относится к накоплению информации. Цель изобретения - увеличение объема записываемой информации за счет увеличения степени сжатия информации. Устройство содержит регистр 1, блок 3 сравнения, дешифратор 4, формирователь 5 импульсов, формирователь 6 выходного сигнала, анализатор 8 статических свойств сигнала и элемент 9 задержки. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет использовать при различных вероятностях появления единичных символов разные алгоритмы кодирования. алгоритм используется при тех значениях вероятностей появления единичного символа, когда его эффективность вьше другого. 5 ил. Т о: о ( 00 Ф1/г.1

От/lesijffnpa /

af/a S/ioH 5

(PufZ

ffmSaona4

39

L Xi J

ffa (fOflfiffffffsff/rrf A д

(pu94f° л т /4

12 10 в 6 Д 2 О

0,2 0. 0.6 0.8 го

о

0.2 0.4 0.6 0,8 10

5

)f(

0,2 0.4 0.6 as 1.0

0,2 0,4 0,6 0.8 J.O

Редактор Л.Пчолинская

1637/50

Тираж 590 ВНИИПИ 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

Фив. 5

Составитель В.Добровольский

Техред В.КадарКорректор М.Шароши

Подписное