[發(fā)明專利]一種數(shù)字信號數(shù)據(jù)壓縮、加密與解碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111502408.5
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114124105B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹玄鯤;馮灝;付佳;曾陽陽
• 申請（專利權(quán)）人: 楓樹谷（成都）科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 成都百川興盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51297
• 代理人: 吳海燕

本發(fā)明公開了一種數(shù)字信號數(shù)據(jù)壓縮、加密與解碼方法；本發(fā)明是基于波形分割技術(shù)和波形模板庫建設(shè)技術(shù)進行的，本發(fā)明通過將一個脈沖波形分割為上升沿、峰部和下降沿；采用圖像識別方法將分割后的波形的各個部分與模板庫中的已有模板進行比對，在給定精度要求下找出形狀最接近的模板作為最佳匹配模板；并記住最佳匹配模板的編號，如果在已有模板庫中沒有比對成功，將該波形數(shù)據(jù)作為新模板加入已有模板庫并編號，波形的所有部分匹配完成后，用一組模板編號和該波形的標(biāo)記的到達時間等特有參數(shù)代表該信號的所有信息，記錄為波形指紋編碼；用指紋編碼代替一個波形的實際數(shù)據(jù)，保證數(shù)字信號精度的同時大大減少信號數(shù)據(jù)量；同時還實現(xiàn)了對信號的加密。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字信號分析與處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字信號數(shù)據(jù)壓縮、加密與解碼方法。

背景技術(shù)

不同傳感器輸出攜帶不同物理信息的脈沖信號，這些信號往往是模擬信號，在網(wǎng)絡(luò)布局中，傳感器近端會緊跟波形數(shù)字化裝置，將傳感器輸出的模擬信號盡快通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，這些數(shù)字信號有如下共性：1這時的數(shù)字信號可以由一系列時間，幅度數(shù)據(jù)序列表示，稱為時域信號。

2模擬信號在被數(shù)字化的過程中會引入數(shù)字噪聲。數(shù)字化噪聲隨著模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換中采樣頻率和變換位數(shù)的提高而減小，但減小數(shù)字化噪聲的代價是數(shù)據(jù)量的大大增多，給后續(xù)的傳輸和數(shù)據(jù)處理帶來負擔(dān)，形成了采樣精度和數(shù)據(jù)量之間的矛盾。

3同一臺傳感器輸出的不同類型的物理脈沖波形形狀不盡相同，同一臺傳感器輸出的同一種物理信號的形狀則高度相似。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)字信號數(shù)據(jù)壓縮、加密與解碼方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種數(shù)字信號數(shù)據(jù)壓縮、加密與解碼方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：構(gòu)建脈沖指紋編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

構(gòu)建頭部結(jié)構(gòu)：包括起始標(biāo)志、數(shù)據(jù)幀類型、數(shù)據(jù)長度、采樣率和ADC位數(shù)；

構(gòu)建中部結(jié)構(gòu)：包括觸發(fā)時間、脈沖編號、脈沖極性上升沿模板編號、峰部模板編號和下降沿模板編號；

構(gòu)建尾部結(jié)構(gòu)：包括校驗碼和結(jié)束標(biāo)志；

所述中部結(jié)構(gòu)的觸發(fā)時間與ADC時鐘同步；

步驟S2：構(gòu)建空矩陣，并開始測量，所述空矩陣用于脈沖波形模板庫空間，所述空矩陣中A用于存放觸發(fā)值數(shù)組，B用于存放峰部寬度值數(shù)組，C用于存放上升沿系數(shù)數(shù)組，D用于存放峰部系數(shù)數(shù)組，E用于存放下降沿系數(shù)數(shù)組；

步驟S3：在測量同時完成波形模板庫構(gòu)建和脈沖波形指紋編碼生成；

步驟S4：測量完成，并獲取本次測量的波形模板數(shù)據(jù)庫和脈沖指紋編碼數(shù)據(jù)庫；

步驟S5：將測量的波形模板庫和脈沖波形的指紋編碼分別傳輸?shù)叫盘柦邮斩耍盘柦邮斩烁鶕?jù)模板庫數(shù)據(jù)和脈沖指紋編碼信息完成解碼和波形信號重建。

進一步的，所述步驟S3還包括波形模板庫構(gòu)建和脈沖波形指紋編碼生成方法，具體步驟如下：

S3.1：統(tǒng)計系統(tǒng)感知的脈沖個數(shù)并為其編號，如感知到第Num個脈沖；

S3.2：利用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中的同步時鐘記錄第Num個脈沖的觸發(fā)時刻的絕對時間，該計時精度由模/數(shù)變換器的采樣頻率決定；

S3.3：將第Num個模擬脈沖信號經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為第Num個數(shù)字脈沖信號；