Устройство для сжатия данных (варианты)

Устройство для сжатия данных (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к области сокращения информационной избыточности. Оно позволяет повысить быстродействие и коэффициент сжатия данных, обеспечиваемые устройством. Для этого оно на каждом уровне обработки содержит блоки 1-3 сжатия данных, причем выход обобщенных данных и выход признака обобщения блока предыдущего уровня соединены соответственно с информационным входом и входом признака обобщения блока смежного более высокого уровня, а каждый блок сжатия содержит формирователь 4 локальных центров, вычитатель 5, узел 6 адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь 7, вычислитель 8 обобщенных данных, формирователь 9 признаков обобщения, а также в вариантах устройства - узел 10 адаптивной регулярной дискретизации и узел 11 адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации. 4 с.п.ф-лы, 1 табл., 11 ил.

Изобретение относится к области сокращения информационной избыточности и, в первую очередь, сжатия данных, представляющих многомерные сигналы, в частности, изображения.

Известны устройства [1] для сжатия данных без потерь информации, содержащие блок предсказания, вычитатель и блок неравномерного кодирования. Такие устройства имеют небольшой коэффициент сжатия данных.

Известны устройства [2] для сжатия данных в пространстве преобразований, содержащие последовательно соединенные блоки дискретного интегрального типа преобразования (косинусного, Уолша и т.д.), квантования и неравномерного кодирования. Недостатком этих устройств являются негарантированное воспроизведение низкоэнергетичных элементов сигнала и высокая сложность.

От этого недостатка свободны устройства [3, 4] для сжатия данных методом дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (ДИКМ), содержащие вычитатель, вход уменьшаемого которого является информационным входом устройства, квантователь, выход которого является выходом устройства, а также предсказатель значения текущего отсчета, выход и один вход которого соединены с входом вычитаемого вычитателя, а другой вход с выходом квантователя, вход которого соединен с выходом вычитателя.

Однако и эти устройства имеют недостаток, состоящий в низком быстродействии и недостаточно высоком коэффициенте сжатия данных. Низкое быстродействие обусловлено использованием предсказателя, задерживающего действия по текущему отсчету сигнала до выполнения действий по предыдущему отсчету. Недостаточно высокой коэффициент сжатия обусловлен поточечным (негрупповым) характером действий, а также отсутствием средств декорреляции отсчетов сигнала посредством адаптивной дискретизации, при которой соответственно соотношению значений разностей в группе отсчетов для этой группы назначался бы шаг дискретизации, совпадающий с исходной частотой дискретизации или отличающийся от нее (адаптивная регулярная дискретизация), или одинаковые по некоторому критерию разности независимо от их местоположения в группе объединялись бы в серии (адаптивная нерегулярная дискретизация).

С другой стороны, известны устройства [5] для сжатия данных, содержащие на каждом уровне обработки блок сжатия данных, каждый из которых имеет вход идентификации обобщенных данных, вход порога нерегулярной дискретизации, информационный выход и выход кода конфигурации, являющиеся одноименными входами и выходами устройства, причем выход обобщенных данных и вход идентификации обобщенных данных блока сжатия предшествующего уровня соединены соответственно с информационным входом и входом идентификации данных блока сжатия смежного последующего уровня, информационный вход и вход идентификации данных блока сжатия нижнего уровня и выход обобщенных данных блока сжатия верхнего уровня являются одноименными входами и выходом устройства, при этом каждый блок сжатия содержит узел нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь и вычислитель обобщенных данных, причем вход идентификации обобщенных данных, вход идентификации данных, вход порога нерегулярной дискретизации, выход кода конфигурации, а также информационный вход узла нерегулярной пороговой дискретизации являются одноименными входами и выходами блока сжатия, выход квантователя и выход вычислителя обобщенных данных являются соответственно информационным выходом и выходом обобщенных данных блока сжатия, а вход квантователя соединен с информационным выходом узла нерегулярной пороговой дискретизации.

Благодаря пирамидальной (иерархической) структуре действий эти устройства имеют достаточно большой фрагмент обработки, что обеспечивает групповой характер сжатия данных. Это, а также многовариантное образование серий отсчетов способствует повышению коэффициента сжатия данных.

Однако и эти устройства имеют недостаток, состоящий в недостаточно высоком коэффициенте сжатия, поскольку возможность повышения коэффициента сжатия ограничена в них отсутствием средств декорреляции посредством адаптивной регулярной дискретизации, адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации, разностного кодирования, а также недостаточной многовариантностью образования серий отсчетов.

Заявляемое изобретение направлено на исключение предсказателя и повышение степени декорреляции отсчетов сигнала.

Решение этой задачи дает повышение быстродействия и коэффициента сжатия данных, обеспечиваемых устройством.

Для этого (в первом варианте) в устройстве для сжатия данных, содержащем на каждом уровне обработки блок сжатия данных, каждый из которых имеет вход идентификации обобщенных данных, вход порога нерегулярной дискретизации, информационный выход и выход кода конфигурации, являющиеся одноименными входами и выходами устройства, причем выход обобщенных данных и вход идентификации обобщенных данных блока сжатия предшествующего уровня соединены соответственно с информационным входом и входом идентификации данных блока сжатия смежного последующего уровня, информационный вход и вход идентификации данных блока сжатия нижнего уровня и выход обобщенных данных блока сжатия верхнего уровня являются одноименными входами и выходом устройства, при этом каждый блок сжатия содержит вычитатель, узел адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь и вычислитель обобщенных данных, причем вход уменьшаемого вычитателя, вход порога, вход идентификации данных, вход идентификации обобщенных данных, выход кода конфигурации узла нерегулярной дискретизации являются одноименными входами и выходом блока сжатия, выход квантователя и выход вычислителя обобщенных данных являются соответственно информационным выходом и выходом обобщенных данных блока сжатия, а информационный выход узла нерегулярной пороговой дискретизации соединен входом квантователя, в нем блок сжатия данных каждого уровня имеет выход признака обобщения данных, являющийся одноименным выходом устройства, причем выход признака обобщения блока сжатия каждого более низкого уровня соединен с входом признака обобщения блока сжатия смежного более высокого уровня, вход признака обобщения блока сжатия нижнего уровня является одноименным входом устройства, а в каждый блок сжатия дополнительно введены формирователь локальных центров и формирователь признаков обобщения данных, при этом вход и выход признаков обобщения формирователя признаков обобщения являются одноименными входом и выходом блока сжатия, выход формирователя локальных центров соединен с входом вычитаемого вычитателя и с первым входом вычислителя обобщенных данных, выход признака полной серии из состава выхода кода конфигурации узла нерегулярной пороговой дискретизации соединен с вторым входом вычислителя обобщенных данных и входом признаков полной серии формирователя признаков обобщения, а вход идентификации локальных центров, информационный вход формирователя локальных центров, выход вычитателя, выход медиального значения разностей узла нерегулярной дискретизации, вход идентификации данных формирователя признаков обобщения соединены соответственно с входом идентификации обобщенных данных, информационным входом блока сжатия, информационным входом узла нерегулярной пороговой дискретизации, третьим входом вычислителя обобщенных данных, входом идентификации данных блока сжатия. Это позволяет запоминать в формирователе оценок локальных центров блока сжатия нижнего уровня один из группы отсчетов сигнала и вычислять в вычитателе разность между этим отсчетом (локальным центром) и остальными отсчетами группы, то есть производить частичную декорреляцию отсчетов сигнала без предсказателя, выявлять в группе разностей серии разностей, различие между которыми не превышает порога, заменять входящие в серии разности их медиальными значениями, в том числе использовать медиальное значение разностей группы как коррективу локального центра, идентифицировать совокупность получающихся серий различной длины и одиночных (уникальных) разностей соответствующим кодом конфигурации, а также повторять эти действия для скорректированных локальных центров (обобщенных данных) в блоках сжатия более высокого уровня, объединяя тем самым сжатые данные групп в фрагмент с общей иерархией (пирамидой) кодов конфигурации и дополняющих их признаков обобщения. В итоге это позволяет повысить быстродействие устройства и коэффициент сжатия данных. Кроме того, изменением порога нерегулярной дискретизации можно управлять коэффициентом сжатия данных, например, в зависимости от заполненности уравнивающего буфера в системах, использующих предлагаемое устройство.

Второй вариант предлагаемого устройства состоит в том, что в устройстве для сжатия данных, содержащем на каждом уровне обработки блок сжатия данных, каждый из которых имеет вход идентификации обобщенных данных, вход порога нерегулярной дискретизации, информационный выход и выход кода конфигурации, являющиеся одноименными входами и выходами устройства, причем выход обобщенных данных и вход идентификации обобщенных данных блока сжатия предшествующего уровня соединены соответственно с информационным входом и входом идентификации данных блока сжатия смежного последующего уровня, информационный вход и вход идентификации данных блока сжатия нижнего уровня и выход обобщенных данных блока сжатия верхнего уровня являются одноименными входами и выходом устройства, при этом каждый блок сжатия содержит вычитатель, узел адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь и вычислитель обобщенных данных, причем вход уменьшаемого вычитателя, вход порога, вход идентификации данных, вход идентификации обобщенных данных узла нерегулярной дискретизации являются одноименными входами блока сжатия, выход квантователя и выход вычислителя обобщенных данных являются соответственно информационным выходом и выходом обобщенных данных блока сжатия, а информационный выход узла нерегулярной пороговой дискретизации соединен с входом квантователя, в нем блок сжатия данных каждого уровня имеет выход признака обобщения данных, являющийся одноименным выходом устройства, причем выход признака обобщения блока сжатия каждого более низкого уровня соединен с входом признака обобщения блока сжатия смежного более высокого уровня, вход признака обобщения блока сжатия нижнего уровня является одноименным входом устройства, а в каждый блок сжатия дополнительно введены формирователь локальных центров, узел адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации и формирователь признаков обобщения данных, при этом вход и выход признаков обобщения формирователя признаков обобщения, выход кода конфигурации узла нерегулярной беспороговой дискретизации являются одноименными входом и выходами блока сжатия, выход формирователя локальных центров соединен с входом вычитаемого вычитателя и с первым входом вычислителя обобщенных данных, выход признака полной серии из состава выхода кода конфигурации узла нерегулярной беспороговой дискретизации соединен с вторым входом вычислителя обобщенных данных и входом признаков полной серии формирователя признаков обобщения, вход идентификации данных формирователя признаков обобщения и вход идентификации разностей узла нерегулярной беспороговой дискретизации соединены между собой и с входом идентификации данных блока сжатия, а вход идентификации локальных центров, информационный вход формирователя локальных центров, выход вычитателя, выход медиального значения разностей узла нерегулярной пороговой дискретизации, информационный вход узла нерегулярной беспороговой дискретизации соединены соответственно с входом идентификации обобщенных данных, информационным входом блока сжатия, информационным входом узла нерегулярной пороговой дискретизации, третьим входом вычислителя обобщенных данных, выходом квантователя. Это позволяет повысить быстродействие и в отличие от вышеописанного для первого варианта устройства выявлять в группе разностей, преобразованных квантователем, серии одинаковых кодов разностей, идентифицировать совокупность получающихся серий и уникальных кодов разностей соответствующим кодом конфигурации, а в итоге, выбором порога нерегулярной дискретизации и нелинейной шкалы преобразования сигнала в квантователе управлять образованием серий одинаковых кодов разностей как в области низких (околопороговых) их значений, так и в области средних и больших значений разностей, то есть получать повышенное увеличение коэффициента сжатия данных.

Третий вариант предлагаемого устройства состоит в том, что в устройстве для сжатия данных, содержащем на каждом уровне обработки блок сжатия данных, каждый из которых имеет вход идентификации обобщенных данных, вход порога нерегулярной дискретизации, информационный выход и выход кода конфигурации, являющиеся одноименными входами и выходами устройства, причем выход обобщенных данных и вход идентификации обобщенных данных блока сжатия предшествующего уровня соединены соответственно с информационным входом и входом идентификации данных блока сжатия смежного последующего уровня, информационный вход и вход идентификации данных блока сжатия нижнего уровня и выход обобщенных данных блока сжатия верхнего уровня являются одноименными входами и выходом устройства, при этом каждый блок сжатия содержит вычитатель, узел адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь и вычислитель обобщенных данных, причем вход уменьшаемого вычитателя, вход порога, вход идентификации данных, вход идентификации обобщенных данных, выход кода конфигурации узла нерегулярной дискретизации являются одноименными входами и выходом блока сжатия, выход квантователя и выход вычислителя обобщенных данных являются соответственно информационным выходом и выходом обобщенных данных блока сжатия, а информационный выход узла нерегулярной пороговой дискретизации соединен с входом квантователя, в нем блок сжатия данных каждого уровня имеет выход признака обобщения данных, вход порога регулярной дискретизации и выход признака децимации, являющиеся одноименными входом и выходами устройства, причем выход признака обобщения блока сжатия каждого более низкого уровня соединен с входом признака обобщения блока сжатия смежного более высокого уровня, вход признака обобщения блока сжатия нижнего уровня является одноименным входом устройства, а в каждый блок сжатия дополнительно введены формирователь локальных центров, узел адаптивной регулярной дискретизации и формирователь признаков обобщения данных, при этом вход порога регулярной дискретизации, выход признака децимации узла регулярной дискретизации, вход и выход признаков обобщения формирователя признаков обобщения являются одноименными входами и выходами блока сжатия, выход формирователя локальных центров соединен с входом вычитаемого вычитателя и с первым входом вычислителя обобщенных данных, выход признака полной серии из состава выхода кода конфигурации узла нерегулярной пороговой дискретизации соединен с вторым входом вычислителя обобщенных данных и входом признаков полной серии формирователя признаков обобщения, входы идентификации локальных центров формирователя локальных центров и узла регулярной дискретизации соединены между собой и с входом идентификации обобщенных данных блока сжатия, вход идентификации данных формирователя признаков обобщения и вход идентификации разностей узла регулярной дискретизации соединены между собой и с входом идентификации данных блока сжатия, а информационный вход формирователя локальных центров, выход вычитателя, информационный выход, выход признака децимации узла регулярной дискретизации, выход медиального значения разностей узла нерегулярной пороговой дискретизации соединены соответственно с информационным входом блока сжатия, информационным входом узла регулярной дискретизации, информационным входом узла нерегулярной пороговой дискретизации, входом признака децимации узла нерегулярной пороговой дискретизации, третьим входом формирователя обобщенных данных. Это позволяет дополнительно к вышеописанному для первого варианта устройства вычислять некоторый показатель детальности сигнала в пределах групп отсчетов и (если этот показатель не превосходит порога регулярной дискретизации) производить регулярную дискретизацию изображения с пониженной частотой (например, прореживание разностей с постоянным в пределах группы коэффициентом) и, в итоге, получать повышенное увеличение коэффициента сжатия данных. Существенным фактором эффективности этого варианта устройства является возможность передискретизации отсчетов группы по замкнутому контуру, что исключает обычно присущие пофрагментной передискретизации краевые эффекты, а также позволяет получить "шахматную" структуру прореженных отсчетов, благоприятную для улучшения качества восстановленного сигнала.

Четвертый вариант предлагаемого устройства состоит в том, что в устройстве для сжатия данных, содержащем на каждом уровне обработки блок сжатия данных, каждый из которых имеет вход идентификации обобщенных данных, вход порога нерегулярной дискретизации, информационный выход и выход кода конфигурации, являющиеся одноименными входами и выходами устройства, причем выход обобщенных данных и вход идентификации обобщенных данных блока сжатия предшествующего уровня соединены соответственно с информационным входом и входом идентификации данных блока сжатия смежного последующего уровня, информационный вход и вход идентификации данных блока сжатия нижнего уровня и выход обобщенных данных блока сжатия верхнего уровня являются одноименными входами и выходом устройства, при этом каждый блок сжатия содержит вычитатель, узел адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь и вычислитель обобщенных данных, причем вход уменьшаемого вычитателя, вход порога, вход идентификации данных, вход идентификации обобщенных данных узла нерегулярной дискретизации являются одноименными входами блока сжатия, выход квантователя и выход вычислителя обобщенных данных являются соответственно информационным выходом и выходом обобщенных данных блока сжатия, а информационный выход узла нерегулярной пороговой дискретизации соединен с входом квантователя, в нем блок сжатия данных каждого уровня имеет выход признака обобщения данных, вход порога регулярной дискретизации и выход признака децимации, являющиеся одноименными входом и выходами устройства, причем выход признака обобщения блока сжатия каждого более низкого уровня соединен с входом признака обобщения блока сжатия смежного более высокого уровня, вход признака обобщения блока сжатия нижнего уровня является одноименным входом устройства, а в каждый блок сжатия дополнительно введены формирователь локальных центров, узел адаптивной регулярной дискретизации, узел адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации и формирователь признаков обобщения данных, при этом вход порога регулярной дискретизации, выход признака децимации узла регулярной дискретизации, выход кода конфигурации узла нерегулярной беспороговой дискретизации, вход и выход признака обобщения формирователя признака обобщения являются одноименными входами и выходами блока сжатия, выход формирователя локальных центров соединен с входом вычитаемого вычитателя и с первым входом вычислителя обобщенных данных, выход признака полной серии из состава выхода кода конфигурации узла нерегулярной беспороговой дискретизации соединен с вторым входом вычислителя обобщенных данных и входом признака полной серии формирователя признаков обобщения, входы идентификации локальных центров формирователя локальных центров и узла регулярной дискретизации соединены между собой и с входом идентификации обобщенных данных блока сжатия, вход идентификации разностей узла регулярной дискретизации, вход идентификации разностей узла нерегулярной беспороговой дискретизации и вход идентификации данных формирователя признаков обобщения соединены между собой и с входом идентификации данных блока сжатия, а информационный вход формирователя локальных центров, выход вычитателя, информационный выход, выход признака децимации узла регулярной дискретизации, выход медиального значения разностей, выход признака децимации узла нерегулярной пороговой дискретизации, информационный вход узла нерегулярной беспороговой дискретизации соединены соответственно с информационным входом блока сжатия, информационным входом узла регулярной дискретизации, информационным входом, входом признака децимации узла нерегулярной пороговой дискретизации, третьим входом вычислителя обобщенных данных, входом признака децимации узла нерегулярной беспороговой дискретизации, выходом квантователя. Это позволяет повысить быстродействие и благодаря сочетанию эффектов адаптивной регулярной, адаптивной нерегулярной пороговой и адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации получать максимальное (среди предлагаемых вариантов устройства) повышение коэффициента сжатия данных.

Действия, выполняемые вариантами предлагаемого устройства, являются гибридом (сочетанием) разновидностей адаптивной дискретизации (АД) и локального дифференциального кодирования (ЛДК) и поэтому далее именуются термином АД-ЛДК.

Во всех вариантах устройства функцию формирователя локальных центров может выполнять запоминающий регистр, причем вышеназванные два входа и выход формирователя являются одноименными входами и выходом этого регистра.

На фиг. 1 4 представлены блок-схемы первого четвертого вариантов предлагаемого устройства для сжатия данных (для конкретности представлены трехуровневые варианты устройства); на фиг. 5 7 представлены примеры блок-схем узлов адаптивной соответственно нерегулярной пороговой, нерегулярной беспороговой и регулярной дискретизации; на фиг. 8, 9 представлены примеры блок-схем вычислителя обобщенных значений данных и формирователя признаков обобщения; на фиг. 10, 11 представлены примеры субузла определения показателя длительности и субузла выявления неполных серий.

Первый вариант устройства содержит блок 1 сжатия данных первого (нижнего) уровня, блок 2 сжатия данных второго уровня, блок 3 сжатия данных третьего (верхнего) уровня и в каждом блоке сжатия данных формирователь 4 локальных центров, вычитатель 5, узел 6 адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь 7, вычислитель 8 обобщенных данных, формирователь 9 признаков обобщения.

Второй вариант устройства содержит блоки 1, 2, 3 сжатия данных соответственно первого, второго, третьего уровней и в каждом блоке сжатия данных формирователь 4 локальных центров, вычитатель 5, узел 6 адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь 7, вычислитель 8 обобщенных данных, формирователь 9 признаков обобщения, узел 10 адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации.

Третий вариант устройства содержит блоки 1, 2, 3 сжатия данных соответственно первого, второго и третьего уровней и в каждом блоке сжатия данных формирователь 4 локальных центров, вычитатель 5, узел 6 адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь 7, вычислитель 8 обобщенных данных, формирователь 9 признаков обобщения, узел 11 адаптивной регулярной дискретизации.

Четвертый вариант устройства содержит блоки 1, 2, 3 сжатия данных соответственно первого, второго и третьего уровней и в каждом блоке сжатия данных формирователь 4 локальных центров, вычитатель 5, узел 6 адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации, квантователь 7, вычислитель 8 обобщенных данных, формирователь 9 признаков обобщения, узел 10 адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации, узел 11 адаптивной регулярной дискретизации.

Узел 6 адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации содержит, например, сдвиговый регистр 12, схему 13 выявления полной серии, схему 14 выявления предполной серии, субузел 15 выявления неполных серий, коммутатор 16, сдвиговый регистр 17. Выход кода конфигурации узла 6 используется только в первом и третьем вариантах предлагаемого устройства. Вход признака децимации узла 6 используется только в третьем и четвертом вариантах устройства, вход идентификации локальных центров схемы 13 и выход признака децимации схемы 13 и узла 6 используются только в четвертом варианте устройства.

Узел 10 адаптивной нерегулярной беспороговой дискретизации содержит, например, сдвиговый регистр 18, схему 19 выявления полной серии, схему 20 выявления предполной серии, субузел 21 выявления неполных серий. Вход признака децимации узла 10 используется только в четвертом варианте устройства.

Узел 11 адаптивной регулярной дискретизации содержит, например, сдвиговый регистр 22, субузел 23 определения показателя детальности, триггер 24, схему 25 децимации идентификаторов, сдвиговый регистр 26. Вход начальной установки узла 11 не является принципиально необходимым и может быть заменен, например, внутренней схемой выработки сигнала установки триггера 24 по включению питающего напряжения.

Вычислитель 8 обобщенных данных содержит, например, сумматор 27 и коммутатор 28.

Формирователь 9 признаков обобщения содержит, например, сдвиговый регистр 29 и элемент 30 И.

Субузел 23 определения показателей детальности содержит, например, вычитатели 31 38, вычитатели 39 46, элемент 47 ИЛИ.

Субузел 15 выявления неполных серий содержит, например, два модуля 48 и 49 определения конфигураций серий на четырех точках группы, каждый из которых содержит, например, схему 50 выявления серии из четырех разностей, схемы 50 54 выявления трехточечных серий, схемы 55 57 выявления двух двухточечных серий, схемы 58 63 выявления двухточечной серии и двух уникальных отсчетов, элементы 64 76 ИЛИ, элементы 77 89 ЗАПРЕТА ("конъюкция с одним запретом"), коммутатор 90.

Субузел 21 выявления неполных серий в отличие от субузла 15 не имеет входа порога и оперирует с квантованными разностями, то есть с числами меньшей разрядности.

Схемы 13, 14, 19, 20, 50 63 выявления серий могут быть выполнены на основе сумматоров, вычитателей, элементов поразрядного сравнения типа содержащихся в интегральной микросхеме К 531 ЛП 5 П [6] Входы устройства: 91, 92, 93 входы идентификации обобщенных данных первого, второго и третьего уровней; 94 информационный вход; 95, 96, 97 входы порога нерегулярной дискретизации первого, второго и третьего уровней; 98 вход идентификации данных; 99 вход признака обобщения; 100, 140, 141 входы порога регулярной дискретизации первого, второго и третьего уровней; 101 вход начальной установки (входы начальной установки узлов 1, 2, 3 сжатия данных объединены).

Выходы устройства: 102, 103, 104 информационные выходы первого, второго и третьего уровней; 105, 106, 107 выходы кода конфигурации первого, второго и третьего уровней; 108, 109, 110 выходы признаков обобщения первого, второго и третьего уровней; 111 выход обобщенных данных; 112, 113, 114 выходы признаков децимации первого, второго и третьего уровней.

Входы и выходы узлов, субузлов, схем, являющиеся входами и выходами устройства, имеют номера входов и выходов устройства.

Остальные входы узлов 6, 10, 11, вычислителя 8, формирователя 9, субузлов 15, 23: 115 вход признака децимации узла 6; 116 информационный вход узла 6; 117 вход признака децимации узла 10; 118 информационный вход узла 10; 119 информационный вход узла 11; 120 первый вход (вход кода локальных центров) вычислителя 8; 121 третий вход (вход медиального значения) вычислителя 8; 122 второй вход (вход признака полной серии) вычислителя 8; 123 вход признака полной серии формирователя 9; 124-131 информационные входы субузла 23; 132 информационный вход субузла 15.

Остальные выходы узлов 6, 10, 11, вычислителя 8, формирователя 9, субузлов 15, 23: 133 выход медиального значения разностей узла 6; 134 информационный выход узла 6; 135 информационный выход узла 11; 136 выход вычислителя 8; 137 выход признака детальности субузла 23; 138 выход кода конфигурации субузла 15; 139 информационный выход субузла 15.

Для конкретности работа устройства для сжатия данных рассматривается на примере двумерного сигнала при фрагменте обработки из 27x27 отсчетов, состоящем из 9x9 групп по 3x3 отсчета в каждой. При этом сдвиговые регистры 12, 17, 18, 22, 26 содержат по восемь каскадов (групповых выходов), а сдвиговый регистр 29 девять каскадов.

Входные для устройства сигналы меняются по тактам (периодам времени) длительностью T.

В исходном состоянии всех вариантов устройства на их информационном входе 94, на входах 91, 92, 93 идентификации обобщенных данных и на входе 98 идентификации данных, а в третьем и четвертом вариантах также на входе 101 начальной установки действуют сигналы логического "0", на входе 99 показателя обобщения данных действует сигнал-константа со значением логической "1", на входах 95, 96, 97 порогов нерегулярной дискретизации и (в третьем, четвертом вариантах) на входах 100, 140, 141 порогов регулярной дискретизации действуют коды заданных порогов, состояние выходов 102-111 и (в третьем и четвертом вариантах) выходов 112, 113, 114 может быть произвольным.

Первый вариант устройства для сжатия данных работает следующим образом.

В первом такте на информационный вход 94 устройства приходит (например, восьмиразрядный) код первого отсчета (локального центра) первой группы первого фрагмента сигнала, поступающий далее на информационный вход формирователя 4 локальных центров блока сжатия данных. В это же время на вход 91 идентификации обобщенных данных приходит импульс-идентификатор, который своим задним фронтом заносит в формирователь 4 вышеназванный код локального центра. С выхода формирователя 4 код локального центра поступает на вход вычитаемого вычитателя 5 и на первый вход вычислителя 8 обобщенных данных.

Во втором такте на информационный вход 94 устройства и вход уменьшаемого вычитателя 5 блока 1 приходит код второго отсчета первой группы. Из кода второго отсчета вычитатель 5 вычитает код локального центра, действующий на его входе вычитаемого. С выхода вычитателя 5 девятиразрядный код полученной разности поступает на информационный вход узла 6 адаптивной нерегулярной пороговой дискретизации. Приходящий в этом же такте на вход 98 импульс идентификации данных поступает на вход идентификации разностей узла 6 нерегулярной дискретизации и заносит в него своим фронтом названный код разности.

В третьем девятом тактах вышеописанным образом вычисляются и заносятся (накапливаются) в узел 6 разности между третьим девятым отсчетами первой группы и ее локальным центром. Над восемью накопленными разностями узел 6 выполняет в девятом такте следующие действия: вычисляет медиальное для группы значение разностей и выдает его через одноименный свой выход на третий вход вычислителя 8 обобщенных данных (в качестве медиального значения могут использоваться, например, среднее значение по группе отсчетов, среднее значение по целесообразной подгруппе отсчетов, полусумма максимального и минимального значений в группе и другие аналогичные величины; оптимальным с точки зрения приемлемого качества при невысокой сложности часто является медиальное значение в виде среднего по подгруппе с максимальным числом отсчетов, равным степени двойки); определяет максимальные модули различий между разностями, входящими в различные их сочетания; сравнивает максимальные модули различий с действующим на входе 95 и соответствующем входе узла 6 блока 1 порогом нерегулярной дискретизации: если эти модули не превышают порога, соответствующие сочетания разностей идентифицируются как серии одинаковых значений, равных медиальному значению входящих в серию разностей; при этом разности, не вошедшие в серии, представляются своими исходными индивидуальными (уникальными) значениями; выбирает из возможных серий и индивидуальных значений разностей такую их совокупность (конфигурацию), которая минимизирует объем данных, представляющих группу отсчетов, и по импульсу-идентификатору обобщенных данных следующей группы, приходящему на вход 91 устройства в десятом такте, начинает выдачу на свой информационный выход кодов разностей соответственно выбранной конфигурации; формирует код выбранной конфигурации, например, унитарный в виде набора признаков серий, образующих конфигурацию, и выдает этот код на свой выход кода конфигурации и выход 105 устройства; при этом признак полной серии из состава унитарного кода конфигурации поступает на второй вход вычислителя 8 обобщенных данных и на вход признака полной серии формирователя 9 признака обобщения данных.

Вычислитель 8 обобщенных данных в девятом такте суммирует код локального центра и медиальное значение разностей, действующие соответственно на первом и третьем его входах, выдает на свой выход и выход обобщенных данных блока 1 сжатия либо скорректированное таким образом значение локального центра (при "единичном" значении признака полной серии на втором входе вычислителя 8), либо исходное значение локального центра (при "нулевом" значении признака полной серии).

Формирователь 9 признаков обобщения по задним фронтам импульсов идентификации данных, поступающих со входа 98 устройства, накапливает в первом девятом тактах девять признаков обобщения, последовательно во времени действующих на одноименном входе 99 устройства, а в девятом такте вычисляет конъюнкцию накопленных признаков обобщения и признака полной серии, приходящего на одноименный вход формирователя 9 с выхода кода конфигурации узла 6. Поскольку на входе 99 признака обобщения блока 1 (первого уровня) постоянно действует сигнал логической "1", то сигнал на выходе формирователя 9 блока 1 и выходе 108 устройства равен значению признака полной серии.

Нулевое значение признака обобщения для группы отсчетов данного уровня говорит о наличии в связанных с ней группах отсчетов более низких уровней хотя бы одной неполной серии, то есть о невозможности характеризовать эту группу данного уровня одним общим значением сигнала.

С информационного выхода узла 6 в тактах следующей группы отсчетов коды разностей поступают на вход квантователя 7 с нелинейной амплитудной характеристикой и преобразовываются в нем, например, соответственно таблице.

С выхода квантователя трехразрядные коды разностей поступают на информационный выход блока 1 сжатия данных и на одноименный выход 102 устройства.

В десятом восемнадцатом тактах вышеописанным образам обрабатываются девять отсчетов второй группы первого фрагмента сигнала. Обработкой в 721-729 тактах восемьдесят первой группы отсчетов завершается обработка на первом уровне (в блоке 1 сжатия) первого фрагмента сигнала.

Получаемые в девятом такте каждой группы вышеописанным образом обобщенные данные и признак обобщения с одноименных выходов блока 1 поступают соответственно на информационный вход и вход признаков обобщения блока 2 сжатия второго уровня. Одновременно на вход идентификации данных блока 2 поступают с входа 91 устройства идентификаторы обобщенных данных первого уровня.

Первый отсчет обобщенных данных первого уровня является локальным центром первой группы из девяти отсчетов второго уровня, десятый отсчет обобщенных данных первого уровня является локальным центром второй группы из девяти отсчетов второго уровня. Всего на втором уровне исходному фраг