Исследование сжатия телеметрической информации без потерь на основе дискретного косинусного преобразования

Сидякин И.М; Павлов Ю.Н.

р

Федеральный портал "Инженерное образование"

электронный журнал ц

ИНЖСНЕРН0Е1

ОБРАЗОВАНИЕ

#8 август 2006 Ред. совет Специальности Рецензентам Авторам English Koi-8 Win

ИССЛЕДОВАНИЕ СЖАТИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ БЕЗ ПОТЕРЬ НА ОСНОВЕ ДИСКРЕТНОГО КОСИНУСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ #8 август 2006

Сидякин И.М, Павлов Ю.Н.

1. Структурная схема системы сжатия данных без потерь

Система предназначена для обратимого сжатия параметров потока телеметрической информации. Структурные схемы кодера и декодера системы сжатия представлены на рисунке 1. На вход кодера подаются целочисленные значения отсчётов телеметрического сигнала. Действительные коэффициенты преобразования квантуются по уровню. К квантованным коэффициентам применяется обратное преобразование. Результат обратного преобразования во временной области квантуется по уровню и вычитается из исходного сигнала. Целочисленные значения ошибки и квантованных коэффициентов преобразования поступают на энтропийный кодер.

Число уровней квантования коэффициентов преобразования является регулируемым параметром. Увеличение числа уровней квантования приводит к увеличению коэффициента сжатия сигнала ошибки и уменьшению коэффициента сжатия коэффициентов преобразования. Блоки ДКП и ИДКП на рисунке используются для обозначения прямого и обратного дискретного косинусного преобразований. Блоки О выполняют операцию квантования по уровню.

Подобный метод кодирования применяется в частности для обратимого сжатия аудио информации. Структурная схема декодера показана на рисунке 2.

Сигнал разделяется на блоки. Для каждого блока рассчитывается дискретное косинусное преобразование. Коэффициенты преобразования умножаются на

масштабирующий коэффициент и квантуются по уровню с шагом 1.

а

обр

Рис. 1. Кодер

Д

■'" ч + О идкп ш Ск Энтропийный декодер и демультиплексор

у

Рис. 2. Декодер

При квантовании часть информации теряется. Квантованные коэффициенты

умножаются на масштабный коэффициент от1 и преобразуются во временную область с

помощью обратного ДКП. Полученные отсчёты округляются и вычитаются из отсчётов исходного сигнала. Вычисленный таким образом сигнал ошибки передаётся на энтропийный кодер вместе с квантованными коэффициентами.

2. Результаты экспериментов

Степень сжатия коэффициентов преобразования и остатка определяется значением масштабирующего коэффициента«. В экспериментах проведённых с аудио записями показано, что максимальный коэффициент сжатия достигается для а= 0.25 при условии, что остаток имеет нормальный закон распределения. Ниже представлены результаты обработки записей телеметрической информации.

Для оценки производительности алгоритма вычислялась сумма значений энтропии коэффициентов Я, и сигнала ошибки Я£. На рисунке 3 показаны зависимости суммы

я=я,+яс от значения масштабирующего коэффициентаа, для разных длин блока &.

Значение энтропии исходного сигнала н = 2.4775 ■

J U^IV/iJM-J

Рис. 3

р

Д

Литература

[1] K.R. Rao, P. Yip. Discrete cosine transform: algorithms, advantages, applications. Academic Press, Boston, 1990.

[2] M. Purat, T. Liebchen, P. Noll. Lossless transform coding of audio signals. In Proc. 102nd AES Conv., Munich, Germany, 1997, preprint 4414.

[3] K. Jong-Hwa. Lossless wideband audio compression: prediction and transform. PhD thesis, Technische Universität Berlin, 2004.

[4] M. Hans, R.W. Schafer. Lossless compression of digital audio. Signal Processing Magazine, IEEE , vol. 18 , issue 4, pp.21 -32, 2001.

Публикации с ключевыми словами: сжатие данных - косинусное преобразование

Публикации со словами: сжатие данных - косинусное преобразование См. также:

р

Аудио и видео на компьютере.

Написать комментарий >>

Вход для редакторов

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Сидякин И. М., Павлов Ю. Н.

Текст научной работы на тему «Исследование сжатия телеметрической информации без потерь на основе дискретного косинусного преобразования»