Рекурентно-адаптивний спосіб зменшення надлишковості інформаційних потоків

Реферат: Рекурентно-адаптивний спосіб зменшення надлишковості інформаційних потоків, в якому спеціальний пристрій - спецконтролер стискає вхідну інформацію в дистрибутивних комп'ютерних системах із використанням рекурсивних властивостей кодових послідовностей Галуа. Контролер ідентифікує вхідний потік та вибирає один із запропонованих методів, а визначення істотних відліків відбувається за ефективнішими методами адаптивного апертурного зменшення надлишковості інформаційних потоків. UA 72227 U (12) UA 72227 U UA 72227 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до адаптивних апертурних методів зменшення надлишковості інформації і може бути застосована для стиснення інформаційних потоків в дистрибутивних комп'ютерних системах, в яких інформаційні потоки формуються в реальному часі на основі оцифрованих сигналів. Відомі адаптивні апертурні однопараметричні методи зменшення надлишковості інформаційних потоків (Ольховський Ю.Б. Сжатие данных при телеизмерениях / Ольховський Ю.Б., Новоселов О.Н. Мановцев А.П. - М.: Сов. радио, 1971. - 340 с). В даних методах формування службової інформації відбувалось за рахунок внесення в стиснутий потік даних інформації про час появи істотного відліку або номер істотного відліку. В наслідок чого утворені бітові послідовності мали значну надлишковість та при значній кількості істотних відліків отримувався коефіцієнт ефективності, менший за одиницю. Найбільш близькими за технічною суттю до корисної моделі, що заявляється, є спосіб зменшення надлишковості інформації, в якому спецконтролер стискає вхідну інформацію в дистрибутивних комп'ютерних системах із використанням рекурсивних властивостей кодових послідовностей Галуа (Николайчук Я.М. Теорія джерел інформації / Николайчук Я.М. [Видання друге, виправлене] - Тернопіль: ТзОВ "Терно-граф", 2010. - 536 с). Однак аналіз способу дозволяє визначити наступні функціональні обмеження та недоліки, а саме: 1. Спосіб базується тільки на передбаченні нульового порядку з фіксованою апертурою. 2. Даний спосіб не може ефективно бути використаний для квазістаціонарних сигналів, оскільки при його використанні зростатиме надлишковість. В основу корисної моделі поставлена задача ідентифікувати вхідний інформаційний потік та вибрати оптимальний метод зменшення надлишковості, шляхом порівняння коефіцієнтів стиснення за двійковими значеннями. Корисна модель може бути використана для зменшення надлишковості інформаційних потоків в дистрибутивних комп'ютерних системах. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що спецконтролер ідентифікує вхідний потік інформації та стискає його трьома розробленими методами зменшення надлишковості інформаційних потоків на базі адаптивних методів передбачення та інтерполяції. В реальних інформаційних системах вихідні сигнали АЦП формуються у вигляді сукупності різних класів сигналів та їх періодичних послідовностей, відповідно ідеального методу компресії не існує. Спецконтролером проводиться ідентифікація інформаційного повідомлення та вибирається оптимальний метод компресії. Такий підхід до ідентифікації структури вхідного інформаційного повідомлення дозволить отримати високі коефіцієнти компресії, не виходячи за межі максимально допустимого відхилення при відновленні ІП на приймальному кінці. Розроблені методи належать до класу апертурних адаптивних методів зменшення надлишковості інформації з адаптацією до інтервалу апроксимації. Суть першого методу полягає в принципі відбору істотних відліків, який базується на оцінці наступного відліку за допомогою значень двох попередніх відліків, а як службова інформація формується бітова рекурсивна послідовність. Елементи якої є прив'язкою дискретів сигналу до часу їх появи. При надходженні перших двох відліків у1 у2 кожному отриманому відліку ставиться у відповідність інвертовані елемент РКП G1 G 2 . Перед отриманням наступного третього відліку обчислюється його передбачене значення ~ . Якщо передбачене значення відрізняється від дійсного значення на величину, яка не y3 перевищує максимально допустиме відхилення ε, тоді формується елемент кодової послідовності G3. Для визначення передбаченого значення четвертого відліку y4 використовуються дійсне значення другого відліку у2 та передбачене значення третього відліку ~ 4 . y Для визначення передбачених значень наступних відліків вже використовуються передбачені значення двох попередніх відліків. Дана процедура повторюється доти, доки на і-ому етапі різниця (~i  y i )  , тоді формується y інвертований і-тий елемент кодової послідовності G i , і за ним слідує дійсне значення сигналу. Для обчислення наступних передбачених значень вибираються дійсне значення відліку уi та дійсне значення попереднього відліку уi-1. Для цього відбувається передача і дійсного значення попереднього відліку, таким чином на приймальному боці буде отримана наступна послідовність y i1 y i Gi Gi1...G5 G 4 G3 y 2 G2 y1G1. 1 UA 72227 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При такій умові обчислень передбачених значень сигналу апроксимація вхідного повідомлення буде здійснюватись окремими відрізками. В результаті роботи методу буде отримана бітова послідовність, яка представляє стиснутий вхідний потік даних з уже внесеною службовою інформацією для її відновлення при декомпресії. Але для визначення об'єму стиснутого потоку потрібно враховувати, що з появою істотного відліку пересилається два дійсні значення сигналу. При роботі спецконтролера з другим методом отримується перший відлік уk+1. Він буде початком апроксимуючої прямої. При отриманні першого значення сигналу формується елемент Gk+1 рекурсивної кодової послідовності. Потім отримується наступний відлік уk+2, шукається різниця між першим відліком уk+1 та отриманим уk+2. Якщо різниця не перевищує допустимого відхилення , тоді запам'ятовується середнє арифметичне даної різниці, генерується та передається елемент Gk+2 РКП. Отримується наступний відлік уk+3. Потім шукається максимальне уmах і мінімальне уmin значення серед всіх відліків між поточним та початковим уk+1 відліками. Якщо різниця між ними не перевищує допустимого відхилення, тоді знов генерується та передається прямий біт РКП та очікується на наступне значення. І процедура повторюється. Шукається максимальне і мінімальне значення серед всіх відліків, які отримані починаючи від уk+1 до поточного значення щойно отриманого відліку. Якщо на і-му етапі отримується відлік уk+i і різниця між максимальним і мінімальним значенням всіх відліків буде більша за величину допустимого відхилення, тоді в цей момент передається інвертований біт РКП Gk  i , і за ним слідує середнє арифметичне між максимальним уmах і мінімальним ymin значенням відліків від уk+1 та yk+i+1. В результаті роботи інтерполятора буде отримано бітову послідовність, яка передаватиметься пристроєм стиснення інформації по каналах зв’язку. На приймальному кінці за допомогою спецконтролера декомпресії згідно з отриманими значеннями буде відновлено інформаційний потік. Спецконтролером при отриманні першого відліку yj+1, який буде початком апроксимуючої прямої, при інтерполяції першого порядку, генерується обернений біт РКП G j  i і разом із значенням yj+1 пересилається до отримувача. Кінець апроксимуючої прямої встановлюється в щойно отриманий відлік yj+n, до отриманої апроксимуючої прямої встановлюється гістерезис шириною 2 з межами, які визначаються пристроєм компресії згідно з встановленими критеріями відновлення. Перевіряється чи всі відліки між першим та останнім потрапляють в утворений гістерезис. Якщо для всіх n-2 відліків умова істинна, то апроксимуюча пряма залишається незмінною та отримується значення наступного відліку yj+n+1. При отриманні поточного yj+n збиткового відліку генерування для нього ознаки РКП не відбувається, оскільки в залежності від характеру наступного відліку він може бути або дійсно збитковим, або буде кінцем апроксимуючої прямої. Таким чином при отриманні значення yj+n+1 при умові, що попереднє значення yj+n збиткове, для значення j+n-1 контролером буде згенеровано пряму ознаку РКП Gj+n-1 Таким чином при отриманні yj+n+1 відліку контролером було сформовано та надіслано наступну послідовність G jn1,..., G j 3 , G j 2 , y j1, G j1 . У випадку невиконання умови попадання в гістерезис принаймні для одного з отриманих значень відбувається уточнення положення апроксимуючої прямої. Встановлюються нові межі допустимого відхилення та перевірка збитковості повторюється. Якщо виявиться, що якесь значення відліку не попадає в гістерезис то відбувається побудова нової апроксимуючої прямої з початком в точці у1, а кінець переміщується в значення y  ( j  n)   , де  - деяка величина. Така процедура триватиме доти, доки не знайдеться таке положення апроксимуючої прямої, при якому всі значення отриманих відліків попадуть в утворений гістерезис або доки кінець прямої не опиниться в значенні y  ( j  n) . Якщо при обході всіх положень прямої відповідного положення не знайдено, тоді отриманий відлік yj+n вважається істотним, він є початком нової апроксимуючої прямої, а спецконтролером передається те значення y  ( j  (n  1))   , при якому для всіх відліків виконувались умови з відповідним йому оберненим елементом РКП. Відповідно для щойно виявленого істотного відліку також генерується обернений біт РКП та пересилається. Описані методи є основою для побудови та реалізації спец процесора, зменшення надлишковості квазістаціонарних інформаційних потоків в дистрибутивних комп'ютерних системах. 2 UA 72227 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Рекурентно-адаптивний спосіб зменшення надлишковості інформаційних потоків, в якому спеціальний пристрій - спецконтролер стискає вхідну інформацію в дистрибутивних комп'ютерних системах із використанням рекурсивних властивостей кодових послідовностей Галуа, який відрізняється тим, що контролер ідентифікує вхідний потік та вибирає один із запропонованих методів, а визначення істотних відліків відбувається за ефективнішими методами адаптивного апертурного зменшення надлишковості інформаційних потоків. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3