一種過程數據有損壓縮比動態控制方法
2023-07-20 13:48:21
專利名稱：一種過程數據有損壓縮比動態控制方法
技術領域：
本發明屬於自動化控制技術領域，特別是涉及一種過程數據有損壓縮比的動態控制方法。
背景技術：
目前實時數據壓縮的主要方法可分為三類，即分段線性方法、矢量量化方法和信號變換方法。分段線性法由於具有計算簡單，解壓縮速度快，因而在實際中廣泛應用。分段線性方法又包括矩形波串法(boxcar)、後向斜率法 (backward slope)、旋轉門趨勢化方法(SDT)和分段線性在線趨勢化方法(PLOT)。目前大多數的實時資料庫有損壓縮策略採用了 boxcar和SDT的混合模式，取得了很好的效果。在SDT算法中，壓縮性能對壓縮偏差Δ5的依賴程度很大，而該算法的是一個固定值並且需要預先設置，通常需要豐富的經驗或者長時間的試驗才能夠得到合適的值。 因此，很多情況下Δ5·的設置與實際數據特性不符嚴重限制了 SDT算法的性能。對於矩形波串法、後向斜率法以及一些旋轉門算法的改進算法都存在同樣的問題。在實際應用中，設置壓縮偏差是非常困難也是非常耗時的。設置的太小雖然精度高了，但是達不到壓縮的目的。設置的太大又有可能導致過分壓縮，誤差過大。大型的監控系統中數據點是非常的多的從幾萬到幾十萬，手動的設置壓縮偏差工作量是非常大的。更糟糕的是，一旦大小設置的不合適，還需要重新調整。其中的麻
煩程度可想而知。旋轉門算法的特點就是壓縮偏差Δ5越大壓縮比就越高，誤差也就越大，例如壓縮偏差Δ5非常大，那麼幾乎所有過程數據都被過濾掉了 ；壓縮偏差Δ5越小，壓縮比越低，誤差也就越小，例如取壓縮偏差Δ5= 0 ,則不會過濾掉任何數據。對於同一種有損壓縮算法，壓縮偏差麼￡的設置就是在誤差和壓縮比之間的一種折中，顧此失彼的關係。實際應用中，用戶首要關心的是壓縮比，很多時候這是由硬體條件如存儲空間等因素決定的。在滿足一定的壓縮比後，才會注關心比較重要的數據點的誤差和精度。另外數據源的波動可能是剛剛調整好的壓縮偏差AS失效，從而需要重新設置，也給使用帶來了較多的麻煩。
發明內容
為了解決現有技術中實時數據壓縮方法採用設置壓縮偏差Δ5的操作方法，操作複雜，耗時效率低，依賴於技術人員自身經驗，壓縮誤差較大的問題，本發明提供了一種不需要手動設置壓縮偏差Δ5 ,對於給定的目標壓縮比，能夠自適應的動態選取有損壓縮偏差 Δ5，使得壓縮比接近目標壓縮比的過程數據有損壓縮比動態控制方法。
為了解決上述問題，本發明所採取的技術方案是
一種過程數據有損壓縮比動態控制方法，其特徵在於包括以下步驟
(1)、對於涉及使用壓縮偏差Δ5的有損壓縮算法，假定有損壓縮比CfJ = 1 -壓縮後
的數據個數(《)/壓縮前的數據個數(巧)，設定&5的最大值Δ『和最小值Aiffiin，
當kE <ΑΕ腿時,有損壓縮比Ci 和壓縮偏差Δ5之間存在線性關係； CR=kxAE+b (1)
其中Ci € (0,1) , k,h為待定係數，對於含有噪聲的過程數據，Δ5 0時CS 0 ,設當
時，CX=O，帶入(1)式得 CR = kxAE(2)
由於0及與麼5是單項遞增的關係，所以λ>0 ；
(2)、在給定的目標壓縮比CRde,t卜』根據前一段過程數據的壓縮偏差和壓縮比，動態的
調節LE的大小，從而控制壓縮比，使實際的壓縮比CR接近CRiest， 動態調控公式
權利要求
1.一種過程數據有損壓縮比動態控制方法，其特徵在於包括以下步驟(1)、對於涉及使用壓縮偏差的有損壓縮算法，假定有損壓縮比C^= 1 -壓縮後的數據個數(巧)/壓縮前的數據個數(巧)，設定ΔΜ的最大值Δ『和最小值Afito，當0 ；(2)、在給定的目標壓縮比CRdeir卜』根據前一段過程數據的壓縮偏差和壓縮比，動態的調節的大小，從而控制壓縮比，使實際的壓縮比CR接近C^toi， 動態調控公式
2.根據權利要求1所述的一種過程數據有損壓縮比動態控制方法，其特徵在於式 (6)代表的動態調整過程如下1)使用當前壓縮偏差A^U進行有損壓縮，直到壓縮前的數據個數IVjf達到上限Fnax；2)計算當前壓縮比Ci^13)利用式(6)計算M1i，如果Δ馬>組皿，則取Afii;如果Δ馬<ΑΕ* ,則取 IlEi = M*4)跳轉到步驟1)，並使用△禺代替做為當前壓縮偏差。
3.根據權利要求2所述的一種過程數據有損壓縮比動態控制方法，其特徵在於所述步驟(2)定義可以實際取值的範圍[Δ^,Δ ·]為可調區間，為了達到預期的壓縮KCi^f,那麼經過若干次動態調整後，A罵可能變得很小或者很大，如果Δ島很小，以至於如此高的精度對某些數據點沒有實際意義，就有必要設置Δ『，當Δ馬LE皿時，取Δ馬，因此，動態調整過程實質為在可調區間[ΔΙ，Δ￡·]上尋找Δ馬，使得C為4CR她。
全文摘要
本發明公開了一種過程數據有損壓縮比動態控制方法，提出了以壓縮比=1-壓縮後的數據個數/壓縮前的數據個數，為導向的動態控制方法。它假定壓縮比和壓縮偏差之間存在線性關係。在給定目標壓縮比的條件下，它藉助於先前一段數據壓縮情況，在可調區間上動態的調整，使。本發明解決了現有技術中對於涉及使用壓縮偏差的有損壓縮算法，如旋轉門算法、矩形波串法、後向斜率法，一般需要長時間的試驗才能得到合適的，操作複雜，耗時效率低，需要依賴於技術人員自身經驗，壓縮誤差較大的問題，提供了一種不需要手動設置壓縮偏差，對於給定的目標壓縮比，能夠自適應的動態選取有損壓縮偏差，使得壓縮比接近目標壓縮比的過程數據有損壓縮比動態控制方法。
文檔編號G06F17/30GK102393855SQ20111031546
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者劉佳寶, 劉孟覺, 方俊, 梁奕, 石琦, 陳天浩 申請人:國電南瑞科技股份有限公司