[發明專利]一種基于采樣數據幅頻特性的壓縮方法

有效

• 申請號: 201611203384.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106656201B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 劉志新;曹申;袁亞洲;許齊敏;李岳峰;孫小芹
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 李合印

1.一種基于采樣數據幅頻特性的壓縮方法，其特征在于：所述方法是一種將原始采樣數據進行分段重采樣，并使用可變長度重新表示的幅頻壓縮算法；

所述方法從網絡感知層前端節點入手，利用信源編碼的方式，對采樣得到的信號進行時域上的劃分，實時分析各個時間段的頻率分布，抽取其中的關鍵特征點，減少采樣點；對于各個時間段內部的數據，通過分析采樣數據的數值，進行二進制表示，找到可以完全覆蓋此數據段內數據表示的最小數據位數，在傳輸的過程當中傳輸去除冗余數據的二進制數據流，減少通信信道的占用；

所述方法包括以下步驟：

步驟1，對原始信號數據，根據數據特征計算相應的數據變化率的最大值，確定重采樣的頻率，進行數據點篩選，從頻域進行數據壓縮；

當原始信號變化不大、較為平坦時，在不影響對原始信號的特征分析的前提下，可以采用較低的采樣頻率進行數據提取，以盡量減少處理器以及帶寬的占用；

步驟1.1，根據分段數據的數據特征，計算相應的數據變化率的最大值，通過得出的變化率最大值來確定重采樣的頻率f_rs；

步驟1.2，重采樣頻率需≤AD芯片所允許的最大采樣率；

步驟1.3，通過構造重采樣頻率與信號變化率的關系，得出實際執行的采樣頻率f_rs；

其中，重采樣頻率f_rs和AD芯片所允許正常工作的最大采樣率f_as關系須滿足下式：

f_rs＝f_as/2^x,x∈N (1)

式中，x為正整數；

依據重采樣頻率f_rs完成數據提??；

步驟2，將各段數據進行二進制表示，找出各個數據段中數據長度的最大值，對采樣信號的幅值進行處理，進行幅值壓縮；

步驟2.1，將各段數據進行二進制表示，找出各個數據段中數據長度的最大值；對采樣信號的幅值進行處理，記H為采樣數據集合，將H等數量分為子集S₁,S₂……S_i，且S₁＝{s₀,…，s_(N-1)},S₂＝{s_N,…，s_2N}……S_i＝{s_(i-1)N,…，s_iN}，s_i為采樣信號值，取0≤k_i≤1,i∈N^*，當數據集滿足關系式且時，則認為采樣數據可以在該分段集合下分段進行壓縮；

步驟2.2，確定本段數據的表示集合參數以及數據位數A_r；

步驟2.3，完成數據壓縮；

步驟3，對數據幀進行規則定義，在數據幀中加入時間信息，保證多源數據的同步性；引入與壓縮處理相關的參數變量，保證數據可恢復，完成數據壓縮；

在數據幀中加入時間信息，以保證多源數據的同步性；引入與壓縮處理相關的參數變量，以保證在終端可以正確的恢復原始數據；將時間戳信息和壓縮參數合并組成參數標記域；

所述的參數標記域為8位變量，高4位用來表示時間序列信息，低4位用來表示與壓縮方法相關的參數信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于采樣數據幅頻特性的壓縮方法，其特征在于，所述方法壓縮率小于1的條件：

式中，T_i表示分段數據的采樣時間信息；m代表待處理的數據集合中數據段的總數量；L_i代表各個數據段處理后的數據位數；N_i為各個數據段集合的采樣數據點數。

3.根據權利要求1所述的一種基于采樣數據幅頻特性的壓縮方法，其特征在于，所述方法進行相關數據壓縮有效性分析的公式為：

式中，f_i為各段數據中的重采樣頻率。