[發明專利]監測數據壓縮方法

有效

• 申請號: 201810259313.7
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108667463B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 張涵笑;慕福奇;呂欣巖
• 申請（專利權）人: 江蘇中科羿鏈通信技術有限公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;屠志力

本發明提供一種監測數據壓縮方法，用于對旋轉門壓縮算法進行改進，其改進之處在于，對于原始數據中的非敏感數據使用容差參數ΔE較大的寬松標準，對于原始數據中的敏感數據使用容差參數ΔE較小的嚴格標準，即嚴格標準的容差參數小于寬松標準的容差參數；在寬松或嚴格的不同標準范圍內，根據數據的波動大小來自動調整容差參數ΔE。進一步地，用壓縮周期的步長來表征當前數據的變化波動趨勢。壓縮周期的步長變大時，增大容差參數ΔE，壓縮周期的步長變小時，減小容差參數ΔE。本發明能有效降低監測數據的存儲量，同時能保證較低的壓縮誤差。

技術領域

本發明涉及一種監測數據壓縮方法，應用于壓縮各類物聯網監測設備產生的監測數據。

背景技術

隨著物聯網技術的發展，各類物聯網監測設備不斷增加，這些設備持續地將監測到的數據上傳至服務器或保存在本地。這些監測數據具有無限增長的特性，海量的歷史數據對存儲效率與成本造成很大壓力。同時，歷史監測數據隨著時間的久遠，價值也越來越低。

因此，如何減少監測數據所需的存儲空間，是物聯網應用中降低成本與提高效率的重要問題。

目前常用的壓縮算法為旋轉門壓縮算法。該算法是一種線性擬合算法，用于對時序數據進行壓縮。將能擬合成一條線段的連續數據點中，只保存首尾兩個數據點，中間的數據點用兩點連成的線段表示。其中以ΔE作為壓縮的容差參數，被舍棄的數據點與線段的垂直距離不能超過ΔE。對于單個數據來說，其壓縮誤差不會大于ΔE。

在旋轉門壓縮算法中，容差參數ΔE是決定壓縮誤差與壓縮率的因素。而ΔE的值在數據壓縮中是固定的，對于具有不同變化趨勢特點的數據使用相同的參數進行壓縮顯然不是最高效的做法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種監測數據壓縮方法，實現使用較少資源開銷的情況下，能有效降低監測數據的存儲量，同時能保證較低的壓縮誤差，壓縮數據解壓后能保留原始數據所具有的變化趨勢。本發明采用的技術方案是：

針對旋轉門壓縮算法中容差參數ΔE為一個固定值存在的問題，本發明基于兩個方面的因素來動態的調整容差參數ΔE的值，一是數據點的敏感程度，二是數據變化波動大小；

對于監測數據而言，大多數情況下人們更加關心超過警戒值的異常數據，而對在正常范圍內小幅度波動的數據不那么關心。在本發明中，數據的敏感度區間可由用戶靈活設置。

對于原始數據中的非敏感數據使用容差參數ΔE較大的寬松標準，對于原始數據中的敏感數據使用容差參數ΔE較小的嚴格標準，即嚴格標準的容差參數小于寬松標準的容差參數，以此來提高低敏感度數據的壓縮率和高敏感度數據的壓縮精度。在寬松或嚴格的不同標準范圍內，根據數據的波動大小來自動調整容差參數ΔE，做到進一步精準壓縮。

因為旋轉門壓縮算法的壓縮原理就是將變化波動小于某一值的一組連續數據用一條線段來擬合表示，所以一次壓縮周期的步長就表示了數據波動相對穩定的連續長度。可以用壓縮周期的步長來表征當前數據的變化波動趨勢，當步長較大時說明數據具有長時間穩定的趨勢，反之則說明數據波動較大。在改進的算法中，數據當前壓縮周期的步長大于上一壓縮周期步長時說明數據波動在趨于穩定，以系數k按比例增大ΔE可取得更好的壓縮率；反之則說明數據波動趨于變化，以系數k按比例減小ΔE以降低壓縮誤差。

本發明的優點在于：

1)允許用戶設置數據的敏感區間，對用戶敏感的數據壓縮后能保留更高的精度，對于非敏感數據則側重于提高壓縮率，能夠更合理的分配壓縮的側重點。

2)根據相鄰壓縮周期的步長變化，動態的調整下一壓縮周期的容差參數值，可以減少波動較小的平穩數據的記錄量，提高了數據的壓縮率。

3)沒有引入復雜的數學計算，算法時空復雜度較低，非常適用于海量監測數據的壓縮。

附圖說明

圖1為旋轉門壓縮算法的示意圖。