Устройство для сжатия информации Советский патент 1982 года по МПК G08C19/28 

(5) УСТРОЙСТВО для СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ.

1

Изобретение относится к электроизмерительный и вычислительной технике и предназначено для передачи и . автоматизированной обработки информации.

Известно устройство, содержащее блоки ввода, регистры, ключи, шифраторы, перфораторы и дешифраторы ll.

Недостатком устройства является сложность процесса сжатия при отсутствии априорной информации о статистических свойствах исследуемого сигнала.

Известно также устройстбо для сжатия информации, содержащее аналогоцифровой преобразователь, блок выдачи существенных ординат, блок памяти и блок управления t 1.

Недостатком этого устройства является то,что при отсутствии априорной информации и Законе распределения вероятностей обрабатываемого случайного сигнала для сохранения заданной погрешности от сжатия информации

необходимо вручную подбирать параметр ры блока выдачи существенных значений. Низкая степень автоматизации, приводящая к большим затратам времени, в ряде случаев недопустима.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сжатия информации, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого подклю10чен к входу устройства, а выход соединён с первыми входами регистра (блок выдачи существенных значений) и блока вычитания, второй вход блока вычитания соединен с первым входом 15блока памяти, выход которого подключен к выходу устройства;вход квадратора соединен с выходом блока вычитания, а выход - через усреднитель связан с первым входом блока сравне

20 ния, второй вход которого соединен с выходом блока задания погрешности, а выход подключен к первому- входу первого ключа, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты (устройство управления) и с вторым входом аналого-цифрового пре образователя. Кроме указанных узлов блок выдачи существенных значений дополнительно содержит счетчик, вычитатель, компаратор и ключ, а устройство управления - второй счетчик З 3. Недостатком известного устройств является то, что оно использует апе турный алгоритм сжатия, который при водит к усложнению устройства и сни жению его быстродействия. Это выражается в том, что использовэние .;переменного во времени шага выходной последовательности приводит к необходимости запоминания временног масштаба каждой ординаты. Ц|ель изобретения - повышение быс родействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сжатия информации, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с входом уст ройства, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми входами блока вычитания и регистра памяти, выход которого coeди |eн с вторым входом блока вычитания и с первым входом блока памяти, выход которого соединен с выходом устройства, выход блока вычитания через п ледовательно соединенные квадратор и усреднитель соединены с первым входом .блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания погрешности, первый выход блока сравнения соединен с первым входом первого ключа, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового пре образователя и входом делителя частоты, введены коммутатор, сумматор, триггер переключения, второй и тре тий ключи, выход делителя частоты соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с вторы входом регистра и первым входом втор го ключа, выход которого соединен с вторым входом блока памяти, выход первого ключа соединен с первым вхо дом сумматора, выход которого соеди нен с вторым входом коммутатора, выход третьего ключа соединен с вто рым входом сумматора и входом тригг ра переключения, выход которого сое дйнен с вторыми входами второго и первого ключей и первым входом третьего ключа, второй вход третьего ключа подключен к второму выходу блока сравнения. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство для сжатия информации содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистр 2 памяти, блок 3 вычитания, блок памяти, квадратор 5, усреднитель 6, блок 7 сравнения, блок 8 задания погрешности, ключи 9 и 10, сумматор 11, триггер 12 переключения, ключ 13, генератор 14 импульсов, делитель 15 частоты и коммутатор 16. Устройство работает следующим образом. Обрабатываемый сигнал преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем I в дискретные моменты времени с шагом, задаваемым генератором 14 импульсов. Частота запуска аналого-цифрового преобразователя 1 поступает от генератора импульсов 14 на вход делителя частоты 15. С выходов делителя 15 частоты набор частот поступает на второй вход коммутатора 16, Каждой из этих частот соответствует выходной код накапливающего сумматора 11,который поступает на первый управляющий вход коммутатора 16. Перед началом процесса сжатия код накапливающего сумматора 11 соответствует максимальной частоте с делителя 15 частоты, равной, например f/2. Триггер 12, кроме того, открывает ключи 9 и 10 и закрывает ключ 13. Ординаты с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 и с выхода регистра 2 поступают на входы блока 3 вычитания, с выхода которого разность между текущими значениями и заполненными регистром 2 поступает в квадратор 5, усредняется в усреднителе 6 и поступает в ( блок 7 сравнения. Полученное значение с выхода усреднителя 6ffa, сравнивается в блоке 7 сравнения .с заданной погрешностью, формируемой блоком 8 задания погрешности (da и ( действительная и заданная среднеквадратическиё погрешности от сжатия информации). Интервал усреднения в усреднителе 6 выбирается в зависимости от допустимой задержки при выдаче сжатых данных. При ( 7 сравнения переда ет через ключ 9 сигнал в накапливающий сумматор 11, разрешая переключение выхода коммутатора 16 на более низкую частоту, поступающую от дели теля частоты 15. На следующем цикле усреднения будут сравниваться заполненные ординаты сигнала регистром 2 с текущими. Как в предыдущем цикле, разности возведутся в,квадрат блоком 5, усредняется блоком бив результате сравнения в блоке 7 величин Ли 1 Оо. иОл1 код накапливающего сумматора будет скорректирован еще раз. Такие циклы усреднения разностей будут следовать друг за другом до тех пор, пока не окажется, чтоуа сГа. В этом случае с второго выхода блока 7 сигнал поступит через ключ 10 на второй (вычитающий) вход накапливающего сумматора 11 и на вход триггера 12, который переключится и откроет ключ 13, а ключи 9 и 10 закроет. - .-, Код накапливающего сумматора 11 уменьшится на единицу, следовательно, возрастет частота с выхода делителя 15, поступающая на управление записью в регистр 2, а блок памяти начнет фиксировать ординатысжатого сигнала-с заданной среднеквадратичной погрешностью (при соотношении (f(fg..). Сжатая информация снимается с выхода блока памяти. Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать выбор параметров выдачи существенных значений в условиях априорной неопределенности относительно статистических свойств обрабатываемых сигналов при сохранении заданной среднеквадратической погрешности от сжатия данных, что по вышает его быстродействие. Указанные преимущества достигаются минимальными аппаратурными затратами на реали.зацию устройства и простотой схемных решений. Кроме того, в отличие от известного выходная последовательность уст ройства имеет постоянный временной масштаб, что облегчает последующие передачу и обработку сжатой информации. формула изобретения Устройство для сжатия информации,, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с входом устройства, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми входами блока вычитания и регистра памяти, выход которюго соединен с вторым входом блока вычитания и с первым входом блока памяти, выход которого соединен с выходом устройства, выход блока вычитания через последовательно соединенные квадратор и усреднитель соединены с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания погрешности, первый выход блока сравнения соединен с первым входом первого ключа, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом аналогоцифрового преобразователя и входом делителя частоты, отличающе е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены коммутатор, сумматор, триггер переключения, второй и третий ключи, выход делителя частоты соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым входом регистра и. первым входом второго ключа, выход которого соединен с вторым входом блока памяти, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, выход третьего ключа соединен с вторым входом сумматора и входом триггера переключения, выход которого соединен с вторыми входами второго и первого ключей и первым входом третьего ключа, второй вход третьего ключа подключен к второму выходу блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 452029, кл. G 08 С 19/28, 1967. 2.Ольховский Ю.Б., Новоселов О.Н. и Мановцев А.П. Сжатие данных при телеизмерениях. М., Советское радио, 1971, с. . 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2767790/18-2, кл. G 08 С 19/28, 1979 (прототип).