5.4.5. Сравнение полиномиальных методов сжатия

Основными факторами, определяющими применимость того или иного метода сжатия являются:

  • эффективность изменения избыточности;
  • сложность реализации алгоритмов сжатия данных.

Величина коэффициента сжатия зависит от алгоритма и определяется шириной апертуры, которая задает точность восстановления, а также характером изменения параметра. Последняя причина является очень существенной. При одной и той же апертуре в зависимости от характера изменения параметра коэффициент сжатия изменяется от десятков до сотен. Для ориентировочных расчетов можно использовать данные о коэффициенте сжатия, полученные при испытаниях ракеты “Поларис”.

На рисунке 5.12 представлены зависимости коэффициента сжатия от величины апертуры для трех алгоритмов.

ИПП – интерполятор первого порядка

ИНП – интерполятор нулевого порядка

ПНП – предсказатель нулевого порядка

Рисунок 5.12

При использовании алгоритмов сжатия можно передавать данные, занимающие полосу 80 кГц в реальном масштабе времени в полосе телефонного канала 3,2 кГц.

При осуществлении сжатия возможно комбинированное использование нескольких алгоритмов, например, путем экстраполяции или интерполяции нулевого или первого порядка. Для одних участков изменения параметра большей эффективностью будет обладать первый алгоритм, а для других – второй.

Для сравнения рассмотрим следующие классы алгоритмов квазиобратимого сжатия.

1 – ПНП (предсказатель нулевого порядка);

2 – ППП (предсказатель первого порядка);

3 – ИНП (интерполятор нулевого порядка);

4 – ИПП (интерполятор первого порядка);

5 – ПНП-ИПП (комбинированный алгоритм)

6 – комбинированный алгоритм ИНП-ИПП.

Для удобства анализа критерии качества исследуемых алгоритмов относились к соответствующим значениям алгоритма ПНП.

Сложность аппаратурной реализации оценивалась количеством интегральных микросхем (МК), необходимых для построения устройства, или количеством элементарных операций (ОП) на обработку одного отсчета, или объемом оперативной памяти запоминающего устройства (ЗУ), требуемый для обработки одного параметра (рисунок 5.13).

Рисунок 5.13

Получены значения коэффициента сжатия данных, полученные при анализе данных поступающих с космического аппарата Луна-15 (рисунок 5.14).

Рисунок 5.14

Для алгоритмов 1, 2, 3 коэффициент сжатия пропорционален сложности реализации. Причем, сложность интерполятора (алгоритм 3) выше, чем у алгоритма 1. Алгоритм 4 (ИПП) обеспечивает коэффициент сжатия примерно 30, а затраты реализации в 4 раза превышают затраты на построение алгоритма 1. Наиболее простая техническая реализация у алгоритма ППП и алгоритма ИПП, когда гладкие процессы, и алгоритма ИПП, когда шумовые процессы.

Полиномиальные методы сжатия данных реализуются в конкретных адаптивных системах.

Радиосистемы передачи информации


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.