Способ сокращения избыточности непрерывных сигналов

Способ сокращения избыточности непрерывных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(61) Дополнительное к аит. сеид-ку(22) Заявлено 23.11,77 (21) 2546214-/3 8-24 (51)М. Кл.

G 08 С 13/02

G 08 С 19/28 с присоединением заявки РйВвудэретеееньй кемгет

CQCP.вO йеаем взе5риеинй м е ййытий (23) Приоритет

Опубликовано 05 $03 80. Оюллетекь (53) УД f(621.398 (088.8) Дата опубликования описания 07.0 (72) Авторы изобретения

Г. Л Биланов и. А. С. Гс !y6I.oü (54) СПССОБ СОКРЛ1ИЕНИЯ ИЗБЬ "ОЧ <ОСТИ жПРЕГЫБИЫ::. -..И;Ч Л, Изобретение относится к информационноизмерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах сбора и обработки измеритель ной информации.

Известен способ сокрашения избыточности непрерывных сообщений, имеющих неоптимальное распределение вероятностей, основанный на пе зераспрецеленкк вероятностей исходного сообщения. Устройство, реализующее этот способ, содержит нелинейный четырехполюснкк с заданной характеристикой, определяемой исходными и требуемым распределениями вероятностей. Указанный способ не может быть использован в условиях априорной неопределенности в отношении исходного сообщения (1 .

Известен способ сокращения избыточности непрерьпзных сообщений декорреляцией с использованием предсказания и разности ого представления сигналов (13 .

Эффективное использование этого способа требует полной статистической определепкостк в спксаккк исходного сообще» нкя, Рднак » в реальных $"словкях функ дионкровапкя информационно-кэмерктель ных систем таг:»я .ктуацкя часто не имеет мес а.

Наиболее близким к заявленному является кэвестчь .й спссоб сокращения избыло -IIIocTP p взрывных сигналов, осно ва -Hb и н,"; прг..»браэовакик исходного непрерьг»кого сигнала в сигнал квантован t0 ный по уровню, В кзвестном способе используют ра;зксстную обработку текущего значения I.cxoa,ного сигнала с использо ван:ю:л сигнала сбратной связи, форма руемого кнтегркрованием квантованных по .„-ровню дкскретов раэностного сигнала, подвергаемых также кодированию Ц.

Известный способ имеет недостаточную эффективность в условиях априорной неопределенности по следующим причинам.

Во-первых. не устраняется избыточность, обусловленная о-.лкчием реального закона распределения вероятностей сообщенкя o1 равномерного, ро»адаюшего наи3 72041э большей энтропией при ограниченной шкале. Во-вторых, несоответствие шкалы саобщения шкале информационного канала приводит либо к избыточности передаваемых данных и увеличиненному значению

5 погрешности передачи сообщения по сравнению с погрешностью, вносимой каналом (когда шкала сообщения меньше шкалы канала), либо к потере информации за счет срезания части сигнала (когда шка- l0 ла сообщения больше шкалы канала) .

Цель изобретения — повышение информативности преобразования путем оптимизации распределения вероятностей непрерывных сигналов и согласования шкал !5 сообщения и канала в условиях априорной неопределенности.

Поставленная пель достигается тем, что формируют непрерывный сигнал ошибки квантования путем вычитания из ис- 20 ходного непрерывного сигналя сигнала, квантованного по уровню, при этом контролируют число используемых уровней квантования и при Отклонении это -o числа от заданного изменяют шаг квактова 1с ния и соответственно и меня!От ампдитуду непрерывного сигнала оц иб1и квантования, Достиж11мость поставленной цели вы:« текает из следующего. Если шкала сообщения поцносп ю yl чадывается в шкалу информационного канала, то ошибка квантования сообщения по уровню ф1-нкциональ-но однозначно связана с текушим значением сообщения: 3. - — КС Х ПРИ КГ ) + (К4 !) (1 ! где Е - сшибка квантования, — номер интервала квантоваНияр

С(, - шаг кваитОВанкя, = текуц!ее значение сообшен

Известно, что число используемых при квантовании уровней может служить характеристикой равномерности плотности вероятности ошибки квантования и степени корреляции ошибки квантования с исходным сообщением. Чем больше это число, тем более близка плотность ьероятности ошибки квантова1гия к равномерной плотности вероятности, тем менее коррелирована ошибка квантования с исходным сообщением. При этом на плотность вероятности исхопного сообщения накладываются достаточно слабые ограничения— непрерывность и убывание со скоростью не меньшей, !ем, при больших значениях х, часто выполняемые в условиях априорной неопределенности. Задавшис1.. определенным значением числ.= 11спользуемых уровней, можгo с гHðHEIòIII.«BBHíoé тОчностью считат ь с11гнал О111ибки KBBIETQ вания, несущий информацию об исходном процессе, имеющим раBHомерную плотность

BE ()Î×Ò! O<. ТИ И НЕ E OPPe!EHPOBBHHÜ|Ì С РС ходным сообщением. 1,,остаточная для практики точность приближения достигается при использовании Восьми уровней квантования. Квантуя исходнь1й сиг:нал с шагом, величи;» которо!о изме!!я-ется таким Образом, -!тобы Обеспечить

ИСПОЛЬЗОВДНИЕ ЗадаННОГО ЧИСЛа уровнэй квантова:1ия, получг;от сигнал О.:1н. ;..и кВинтэвания (Bil".H "Bl! Ие M I(loY, -" «н Г эян"

НОГО сигнала !12 исход!к-:го!, .—,Р 1 з да:.о-. щий наибольшей энтропией прн OI ð»lè÷«H .

1!Ой IIIK!I#le. Согла«УЯ l:Ili: .Iy «Il: 11ал 1 oUlli .-: ки со шкалой каны.Q пер::строй:.-.Ой » 3 - è таба си1-нала В зл1- и«иlиости От»з -.не-: ния шага квантов 111ия, дополнител. з OIc-" ращают избытс;ность пепедавяем1Ix. с непрерывном cooGше!»1н даннь1Х„11ОВыгца1от точ! Ос .-..IOIEBHH-III;; »«ключаior потери информации, Возникаю цие прн десовпадении шкал. !!а чертеже лр-...ioTBB.-!OH Один из всзможн,l Вариантов реализации предложен-.

НОГО СПОСОба.

Контролируемый параметр 1 подается на Вход первичного креобразоват.-ля, 2, Выход <О1орого .Вяза!. С I ерв1:1ми I . ñ-дами разностпой схoi !û 3 >; . тнтовате. ля 4. 13ь ход квантователя cc;l нц1гн сс

Входом 5TIOKQ 6 Кок трол11 зуемых урО111 el кВ:1нто»: ння 1-.Торым

ВхОдом эазност нОЙ ex«El!,1, Б:.!ход кс ropolI через:"1ясл1т.= .;ру1оший блок 6 и кодер

7 со:-g»нен с трактом передачи. LH:ход блока 5»од-оединсп ко входу схемы герестройки масштаба сигналов 8 и ко

Входу схемы изменения шага квантоваН11Я 3 ВыхОд KoTof1ÎÉ подключен ко Вт0 рому входу квантопателя и второму входу кодера. Выход схемы перестройки масштаба сигналя " "âÿçàí со входом масштабирующего блока 6. ,Контролируемый!; параметр 1 Отображается первичным преобразователем 2 в непрерывный исходнь1й с1ггнал, кс; 11рый в процессе изменепия его теку ..е-rl зна чения преобразуется квант ОВО1 «!!B.» -1 я ступенчатую функцию. Текуш«е зна:энн= сигнала ошибки квантован«я с Выход разностной схемы 3 через масu.. аб;р.„.ю=ший блок 6 поступает ка кодер ..".or да количество используем-:,1х ypoi.ней

7204, квантования, контролируемое блоком 5, соответствует заданному числу, обеспе- чивающему оптимальное распределение вероятностей кодируемого сигнала и согласование шкал сообщения и канала, 5 квантование осуществляется с постоянным шагом. Если же дисперсия исходного сигнала изменится нас олько, что число используемых уровней квантования будет несоответствовать заданному, то про- О изойдет изменение шага квантования, направленное на восстановление требуемой точности приближения плотности распределения ошибки квантования к равномерной. При этом информация о величине отt5 клонения с выхода блока 5 контроля числа используемых уровней квацтования поступит в схему изменения шага квантования

9 и схему перестройки масштаба сигнала 8, 2О

Б соответствии с гелкчиной отклонения дискретно изменяется шаг квантования и масштаб кодируемого сигнала. Данные об измененном шаге квантования поступают не только на вход квантователя, но

25 и на вход кодера для передачи по тракту..

Переданные данные используются для восстановления исходного сообщения с требуемой точностью. Соответствующкм изменением масштаба ск."нала компенсирует30 ся изменение шага квантования к тем самым обеспечивается согласование шкал сообщения и канала.

59 о

Предложенный способ позволяет в условиях априорной неопределенности повысить информативность передаваемогî сообщения.

Формула изобретения

Способ сокращения избыточности непрерывных сигналов, основанный на преобразовани исходного непрерывного сигнала в квантованный по уровню сигнал, о тличающийся тем,что,сцелью повышения информативности преебразованкя, путем оптимизации распределения вероятностей непрерывных сигналов формируют непрерывный сигнал ошибки кванто вания путем вычитания из исходного непрерывного сигнала сигнала квантованного по уровню, при этом контролируют число используемых уровней квантования при отклонении этого числа от заданного изменяют шаг квантования и соответственно изменяют амплитуду непрерывного сигнала ошибки квантования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Харкевкч А. A. Теория информации.

Опознавание обра=-ов, И., Наука", 1973, с. 83, 89.

2. Вснедиктова M. Д. и др. Дельта.— модуляцкя. Теория и применение, М., Связь, 1976, с. 26-27 (прототип) Составитель H. Лысенко

Редактор Д. Милктеев Техред И. Асталош. Корректор В. Синицкая

Заказ 10223/36 Тираж (+Я Подписное

БНИИГИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4