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一种数据压缩方法及装置

阅读:95发布:2023-01-25

专利汇可以提供一种数据压缩方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 实施例 提供了一种 数据压缩 方法及装置,涉及 数据处理 技术领域,其中,该方法包括:获取雷达中频数据;对雷达中频数据进行提升 小波变换 处理,得到对应于雷达中频数据的小波系数;对小波系数进行量化处理,获取雷达中频数据中的有效雷达中频数据;对有效雷达中频数据进行编码,得到对应于有效雷达中频数据的压缩数据。本申请实施例中,采用提升小波变换的方式对雷达中频数据进行压缩,能够将中频信息聚集在较小的范围内,进而获得较高的压缩比,使得压缩效果较好。并且,本申请中采用对雷达中频数据中的有效数据进行量化和编码,能够进一步提高压缩比,减少存储空间,并使得整个压缩过程可控度提高,能够满足大量的雷达中频数据的存储。,下面是一种数据压缩方法及装置专利的具体信息内容。

1.一种数据压缩方法,其特征在于,包括:
获取雷达中频数据;
对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数;
对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据;
对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据。
2.根据权利要求1所述的数据压缩方法,其特征在于,获取雷达中频数据,包括:
从存储介质中读取雷达中频数据;
根据所述雷达中频数据的数据大小,为所述雷达中频数据分配内存,并将所述雷达中频数据写入分配的所述内存中;
根据所述内存对应的运行数据处理长度,将所述雷达中频数据划分为多个数据段。
3.根据权利要求1所述的数据压缩方法,其特征在于,对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数,包括:
对所述雷达中频数据进行奇偶分解,得到对应于所述雷达中频数据的奇数序列和偶数序列;
根据预测算子和所述偶数序列对所述奇数序列进行预测,得到对应于所述雷达中频数据的高频分量;
根据更新算子和所述高频分量对所述偶数序列进行更新,得到对应于所述雷达中频数据的低频分量;
确定所述高频分量和所述低频分量为对应于所述雷达中频数据的小波系数。
4.根据权利要求1所述的数据压缩方法,其特征在于,对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据,包括:
基于预设的量化函数对所述小波系数进行量化处理,得到所述小波系数对应的量化值;
根据所述小波系数对应的量化值所属的量化区间,确定所述小波系数对应的量化结果;其中,所述量化区间是基于所述提升小波变换对应的分解级数划分得到的,所述量化区间包括有效量化区间和其他量化区间,所述有效量化区间对应的量化结果为相应的小波系数对应的量化值,所述其他量化区间对应的量化结果为特定值。
5.根据权利要求4所述的数据压缩方法,其特征在于,对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据,包括:
根据所述雷达中频数据的量化结果中的量化值和特定值,对所述雷达中频数据进行行程编码,得到第一压缩数据;
针对所述第一压缩数据中任一字符,根据该字符对应的频度信息,确定该字符对应的映射区间;
根据预设的分解基数,从所述映射区间中选取满足对应于所述分解基数的预设条件的整数数值;其中,所述预设条件包括:所述整数数值等于所述整数数值中的至少一个位数与所述分解基数的整数幂次方的乘积;
根据选取的所述整数数值对相应的字符进行区间编码,得到第二压缩数据。
6.根据权利要求5所述的数据压缩方法,其特征在于,根据该字符对应的频度信息,确定该字符对应的映射区间,包括:
获取该字符对应的频度信息;
根据该字符的频度信息与该字符对应目标字符的个数,确定该字符对应的累计频度信息;所述目标字符为该字符之前的字符;
根据该字符对应所述频度信息、该字符对应所述累计频度信息以及所述第一压缩数据中各个字符对应的总计频度信息,确定该字符对应的映射区间。
7.一种数据压缩装置,其特征在于,所述装置包括:获取模、处理模块、量化模块和编码模块;
所述获取模块,用于获取雷达中频数据;
所述处理模块,用于对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数;
所述量化模块,用于对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据;
所述编码模块,用于对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据。
8.根据权利要求7所述的数据压缩装置,其特征在于,所述获取模块,具体用于:
从存储介质中读取雷达中频数据;
根据所述雷达中频数据的数据大小,为所述雷达中频数据分配内存,并将所述雷达中频数据写入分配的所述内存中;
根据所述内存对应的运行数据处理长度,将所述雷达中频数据划分为多个数据段。
9.根据权利要求7所述的数据压缩装置,其特征在于,所述处理模块,具体用于:
对所述雷达中频数据进行奇偶分解,得到对应于所述雷达中频数据的奇数序列和偶数序列;
根据预测算子和所述偶数序列对所述奇数序列进行预测,得到对应于所述雷达中频数据的高频分量;
根据更新算子和所述高频分量对所述偶数序列进行更新,得到对应于所述雷达中频数据的低频分量;
确定所述高频分量和所述低频分量为对应于所述雷达中频数据的小波系数。
10.根据权利要求7所述的数据压缩装置,其特征在于,所述量化模块,具体用于:
基于预设的量化函数对所述小波系数进行量化处理,得到所述小波系数对应的量化值;
根据所述小波系数对应的量化值所属的量化区间,确定所述小波系数对应的量化结果;其中,所述量化区间是基于所述提升小波变换对应的分解级数划分得到的,所述量化区间包括有效量化区间和其他量化区间,所述有效量化区间对应的量化结果为相应的小波系数对应的量化值,所述其他量化区间对应的量化结果为特定值。

说明书全文

一种数据压缩方法及装置

技术领域

[0001] 本申请涉及数据处理技术领域,具体而言,涉及一种数据压缩方法及装置。

背景技术

[0002] 雷达中频数据是电子侦察机侦查接收到侦查目标的雷达电磁波的中频时域波形数据,由于电子侦察机对雷达电磁波的采样率高,接收到的雷达中频数据的数据量较大;并且,由于外部环境十分复杂会引入干扰和噪声,进一步增加了雷达中频数据的数据量。因此,需要对雷达中频数据进行压缩,以实现大量雷达中频数据的存储。
[0003] 目前,对雷达中频数据的数据压缩方法,虽然能够缩减数据量以减少存储空间,但是上述压缩方法获取的压缩比较低并且在压缩过程中可控度较低,无法满足大量的雷达中频数据的存储。发明内容
[0004] 有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种数据压缩方法及装置,能够提高压缩比和数据压缩过程的可控度,进一步减少了存储空间,能够满足大量的雷达中频数据的存储。
[0005] 第一方面,本申请实施例提供了一种数据压缩方法,其中,包括:
[0006] 获取雷达中频数据;
[0007] 对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数;
[0008] 对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据;
[0009] 对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据。
[0010] 结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,获取雷达中频数据,包括:
[0011] 从存储介质中读取雷达中频数据;
[0012] 根据所述雷达中频数据的数据大小,为所述雷达中频数据分配内存,并将所述雷达中频数据写入分配的所述内存中;
[0013] 根据所述内存对应的运行数据处理长度,将所述雷达中频数据划分为多个数据段。
[0014] 结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数,包括:
[0015] 对所述雷达中频数据进行奇偶分解,得到对应于所述雷达中频数据的奇数序列和偶数序列;
[0016] 根据预测算子和所述偶数序列对所述奇数序列进行预测,得到对应于所述雷达中频数据的高频分量;
[0017] 根据更新算子和所述高频分量对所述偶数序列进行更新,得到对应于所述雷达中频数据的低频分量;
[0018] 确定所述高频分量和所述低频分量为对应于所述雷达中频数据的小波系数。
[0019] 结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据,包括:
[0020] 基于预设的量化函数对所述小波系数进行量化处理,得到所述小波系数对应的量化值;
[0021] 根据所述小波系数对应的量化值所属的量化区间,确定所述小波系数对应的量化结果;其中,所述量化区间是基于所述提升小波变换对应的分解级数划分得到的,所述量化区间包括有效量化区间和其他量化区间,所述有效量化区间对应的量化结果为相应的小波系数对应的量化值,所述其他量化区间对应的量化结果为特定值。
[0022] 结合第一方面的第三种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据,包括:
[0023] 根据所述雷达中频数据的量化结果中的量化值和特定值,对所述雷达中频数据进行行程编码,得到第一压缩数据;
[0024] 针对所述第一压缩数据中任一字符,根据该字符对应的频度信息,确定该字符对应的映射区间;
[0025] 根据预设的分解基数,从所述映射区间中选取满足对应于所述分解基数的预设条件的整数数值;其中,所述预设条件包括:所述整数数值等于所述整数数值中的至少一个位数与所述分解基数的整数幂次方的乘积;
[0026] 根据选取的所述整数数值对相应的字符进行区间编码,得到第二压缩数据。
[0027] 结合第一方面的第四种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,根据该字符对应的频度信息,确定该字符对应的映射区间,包括:
[0028] 获取该字符对应的频度信息;
[0029] 根据该字符的频度信息与该字符对应目标字符的个数,确定该字符对应的累计频度信息;所述目标字符为该字符之前的字符;
[0030] 根据该字符对应所述频度信息、该字符对应所述累计频度信息以及所述第一压缩数据中各个字符对应的总计频度信息,确定该字符对应的映射区间。
[0031] 第二方面,本申请实施例还提供了一种数据压缩装置,其中,所述装置包括:获取模、处理模块、量化模块和编码模块;
[0032] 所述获取模块,用于获取雷达中频数据;
[0033] 所述处理模块,用于对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数;
[0034] 所述量化模块,用于对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据;
[0035] 所述编码模块,用于对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据。
[0036] 结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,所述获取模块,具体用于:
[0037] 从存储介质中读取雷达中频数据;
[0038] 根据所述雷达中频数据的数据大小,为所述雷达中频数据分配内存,并将所述雷达中频数据写入分配的所述内存中;
[0039] 根据所述内存对应的运行数据处理长度,将所述雷达中频数据划分为多个数据段。
[0040] 结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式,其中,所述处理模块,具体用于:
[0041] 对所述雷达中频数据进行奇偶分解,得到对应于所述雷达中频数据的奇数序列和偶数序列;
[0042] 根据预测算子和所述偶数序列对所述奇数序列进行预测,得到对应于所述雷达中频数据的高频分量;
[0043] 根据更新算子和所述高频分量对所述偶数序列进行更新,得到对应于所述雷达中频数据的低频分量;
[0044] 确定所述高频分量和所述低频分量为对应于所述雷达中频数据的小波系数。
[0045] 结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式,其中,所述量化模块,具体用于:
[0046] 基于预设的量化函数对所述小波系数进行量化处理,得到所述小波系数对应的量化值;
[0047] 根据所述小波系数对应的量化值所属的量化区间,确定所述小波系数对应的量化结果;其中,所述量化区间是基于所述提升小波变换对应的分解级数划分得到的,所述量化区间包括有效量化区间和其他量化区间,所述有效量化区间对应的量化结果为相应的小波系数对应的量化值,所述其他量化区间对应的量化结果为特定值。
[0048] 本申请实施例提供的一种数据压缩方法及装置,采用提升小波变换的方式对雷达中频数据进行压缩,能够将中频信息聚集在较小的范围内,进而获得较高的压缩比,使得压缩效果较好;并且,本申请中采用对雷达中频数据中的有效数据进行量化和编码,能够进一步提高压缩比,减少存储空间,并使得整个压缩过程可控度提高,能够满足大量的雷达中频数据的存储。
[0049] 为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

[0050] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0051] 图1示出了本申请实施例所提供的一种数据压缩方法的流程示意图;
[0052] 图2示出了本申请实施例所提供的另一种数据压缩方法的流程示意图;
[0053] 图3示出了本申请实施例所提供的另一种数据压缩方法的流程示意图;
[0054] 图4示出了本申请实施例所提供的另一种数据压缩方法的流程示意图;
[0055] 图5示出了本申请实施例所提供的另一种数据压缩方法的流程示意图;
[0056] 图6示出了本申请实施例所提供的另一种数据压缩方法的流程示意图;
[0057] 图7a示出了本申请实施例所提供的数据压缩的压缩比为4.5时,原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线整体效果图;
[0058] 图7b示出了本申请实施例所提供的数据压缩的压缩比为4.5时,原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线脉冲部分放大效果图;
[0059] 图8a示出了本申请实施例所提供的数据压缩的压缩比为10.0时,原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线整体效果图;
[0060] 图8b示出了本申请实施例所提供的数据压缩的压缩比为10.0时,原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线脉冲部分放大效果图;
[0061] 图9示出了本申请实施例所提供的一种数据压缩装置的结构示意图;
[0062] 图10示出了本申请实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

[0063] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0064] 图1为本申请实施例提供的一种数据压缩方法的流程示意图,所述方法可以由服务器执行,如图1所示,所述方法包括以下步骤:
[0065] S101、获取雷达中频数据。
[0066] 本申请实施例中,上述雷达中频数据中包括大量数据点,且以文件夹的形式存储在磁盘文件中,这里获取雷达中频数据的过程为:通过fopen指令打开上述磁盘文件中存储雷达中频数据的文件;读取文件头信息,获得中频数据大小和位置;在计算机中根据上述中频数据的大小,为雷达中频数据分配内存,并将雷达中频数据读取到内存;根据内存对应的运行数据处理长度,将雷达中频数据划分为多个数据段。
[0067] S102、对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数。
[0068] 本申请实施例中,对每个数据段的雷达中频数据进行提升小波变化,获得该数据段的雷达中频数据对应的小波系数。这里采用提升小波变化对雷达中频数据进行处理包括:分裂、预测和更新三个步骤。
[0069] 本申请实施例中,采用不依赖于傅里叶变换的提升小波变换对雷达中频数据进行处理,使得操作过程简单,运算量较低,占用内存少且能够得到整数小波系数,实现可逆的整数到整数变换。
[0070] S103、对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据。
[0071] 本申请实施例中,基于预设的量化函数对上述小波系数进行量化处理,得到所述小波系数对应的量化值,并基于预先设置的量化区间及有效量化区间,将量化值与预先设置的量化区间比较,当量化值位于有效量化区间时,则将该小波系数对应的量化值作为上述有效雷达中频数据;当量化值位于上述有效量化区间外时,则根据该量化区间中预设的特定值作为该小波系数对应的有效雷达中频数据。
[0072] S104、对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据。
[0073] 本申请实施例中,对上述有效雷达中频数据先进行行程编码,然后对形成编码后的数据进行区间编码,从而得到对应于上述有效雷达中频数据的压缩数据。
[0074] 本申请实施例提供的一种数据压缩方法,采用提升小波变换的方式对雷达中频数据进行压缩,能够将中频信息聚集在较小的范围内,进而获得较高的压缩比,使得压缩效果较好;并且,本申请中采用对雷达中频数据中的有效数据进行量化和编码,能够进一步提高压缩比,减少存储空间,并使得整个压缩过程可控度提高,能够满足大量的雷达中频数据的存储。
[0075] 进一步的,如图2所示,本申请实施例提供的数据压缩方法中,所述获取雷达中频数据,包括以下步骤:
[0076] S201、从存储介质中读取雷达中频数据。
[0077] 本申请实施例中,上述存储介质为磁盘文件,所述雷达中频数据存储在磁盘文件中。
[0078] S202、根据所述雷达中频数据的数据大小,为所述雷达中频数据分配内存,并将所述雷达中频数据写入分配的所述内存中。
[0079] 本身请实施例中,首先,根据磁盘文件中存储雷达中频数据文件的文件头信息,获取雷达中频数据的大小和位置;然后,根据雷达中频数据的大小为上述雷达中频数据分配相应的内存;最后,根据上述文件头信息中的位置信息,获取上述雷达中频数据,并将雷达中频数据写入分配的内存中。其中,上述文件头信息中包括雷达中频数据的大小和位置信息等。
[0080] S203、根据所述内存对应的运行数据处理长度,将所述雷达中频数据划分为多个数据段。
[0081] 本申请实施例中,由于内存在运行过程中的运行能的限制,需要将内存中存储的大量的雷达中频数据划分为多个数据段,服务器依次对划分得到的每个数据段进行处理。
[0082] 示例性地,若内存的运行能力为1500个数据点,且内存中存储的雷达中频数据包括3000个数据点;则根据内存的运行能力,将上述雷达中频数据划分为两个数据段,每个数据段包括1500个数据点。
[0083] 进一步的,如图3所示,本申请实施例提供的数据压缩方法中,所述对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数,具体包括以下步骤:
[0084] S301、对所述雷达中频数据进行奇偶分解,得到对应于所述雷达中频数据的奇数序列和偶数序列。
[0085] 本申请实施例中,针对每个数据段,采用奇偶分解的方式,通过以下公式将该数据段中的数据点aj-1分解为奇数点集合oddj-1和偶数点集合evenj-1:
[0086] evenj-1,k=aj-1,2k,oddj-1,k=aj-1,2k+1k∈Z;
[0087] 其中,aj-1表示任一数据点;oddj-1表示奇数点集合;evenj-1表示偶数点集合;j表示任一正整数,取1到c中的任一数值;c表示划分得到的数据段的总个数;k表示任一整数,取1到q中的任一数值,q表示任一数据点中字符的总个数;Z表示整数。
[0088] S302、根据预测算子和所述偶数序列对所述奇数序列进行预测,得到对应于所述雷达中频数据的高频分量。
[0089] 本申请实施例中,将上述偶数序列evenj-1带入到以下公式中,对奇数序列进行预测,得到高频分量dj,k,以消除分裂过程中存在的冗余数据,具体公式如下:
[0090]
[0091] 其中,evenj-1表示偶数序列,P表示预测算子,dj,k表示高频分量。
[0092] S303、根据更新算子和所述高频分量对所述偶数序列更新,得到对应于所述雷达中频数据的低频分量。
[0093] 本申请实施例中,根据更新算子U和上述高频分量dj,k对上述偶数序列evenj-1进行更新,得到更新后的低频分量aj,k,具体公式如下:
[0094]
[0095] 其中,U表示更新算子,dj,k表示高频分量,evenj-1表示偶数序列,aj,k表示低频分量。
[0096] S304、确定所述高频分量和所述低频分量为对应于所述雷达中频数据的小波系数。
[0097] 本申请实施例中,上述高频分量dj,k和上述低频分量aj,k为该段雷达中频数据的小波系数。
[0098] 进一步的,如图4所示,本申请实施例提供的数据压缩方法中,所述对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据,包括以下步骤:
[0099] S401、基于预设的量化函数对所述小波系数进行量化处理,得到所述小波系数对应的量化值。
[0100] 本申请实施例中,上述预设的量化函数为:Val=round(Coef/param/2i)。
[0101] 其中,Val表示量化后的系数;round表示四舍五入取整函数;Coef为小波系数;param是量化参数,取1~50的整数值。
[0102] 本申请实施例中,将上述小波系数带入到上述预设的量化函数中,对小波系数进行计算,得到每个小波系数对应的量化值。
[0103] S402、根据所述小波系数对应的量化值所属的量化区间,确定所述小波系数对应的量化结果;其中,所述量化区间是基于所述提升小波变换对应的分解级数划分得到的,所述量化区间包括有效量化区间和其他量化区间,所述有效量化区间对应的量化结果为相应的小波系数对应的量化值,所述其他量化区间对应的量化结果为特定值。
[0104] 本申请实施例中,上述量化区间为根据提升小波变换对应的小波分解级数预先设置的。
[0105] 作为一种具体的实施方式,设上述小波分解级数为两级即t1,t2,则上述量化区间为(0,t1)、[t1,t2]、(t2,∞),预先设置上述量化区间中的[t1,t2]、(t2,∞)这两个区间为有效量化区间;其他量化区间为(0,t1)为无效量化区间,且其他量化区间(0,t1)对应量化结果为0。服务器判断上述经过计算得到的上述小波系数对应的量化值所属的量化区间,当量化值属于上述有效量化区间[t1,t2]、(t2,∞)时,则将该小波系数对应的量化值作为量化结果;当量化值属于上述其他量化区间(0,t1)时,则将0作为量化结果。
[0106] 进一步的,如图5所示,本申请实施例提供的数据压缩方法中,所述对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据,具体包括以下步骤:
[0107] S501、根据所述雷达中频数据的量化结果中的量化值和特定值,对所述雷达中频数据进行行程编码,得到第一压缩数据。
[0108] 本申请实施例中,根据上述雷达中频数据的量化结果中的量化值和特定值,对上述雷达中频数据进行形成编码。由于经过量化后的小波系数中存在大量连续的0值,采用行程编码计算0值的个数则可大大缩短数据的长度。
[0109] 本申请实施例中,在上述行程编码的具体实现过程中,当数据不为0时则保留该数据;当数据为0时,则计算0值的个数,表示为(0,n);其中,n为0值的个数,且n表示不超过一个字节表示的最大正数值,即255;若连续出现257个0时,则表示为(0,255)和(0,2)。
[0110] 本申请实施例中,服务器执行行程编码的步骤如下:依次以整数形式读入数据(针对每一个数据段,这里的读取的数据为该数据段对应的量化结果),初始化计数器count=0,将输入数据与0进行比较,若不等于零,则输入直接输出output[j++]=input[i];若输入数据等于0,count加1,当遇到下一个不为0的数或者当连续出现的0值个数大于255时,将output[j++]=count,再将count赋值为0。
[0111] 示例性地,如待压缩数据为:0 0 0 2 4 0 0 3 0 0 0 0 1 3 5 0 2 5 0 0 0 0,则经过形成编码压缩后的数据为:0 3 2 4 0 2 3 0 4 1 3 5 0 1 2 5 0 4。
[0112] S502、针对所述第一压缩数据中任一字符,根据该字符对应的频度信息,确定该字符对应的映射区间。
[0113] 本申请实施例中,上述第一压缩数据为经过行程编码后输出的数据;上述频度信息包括频度、累积频度和总计频度;频度为该字符出现的次数,即该字符的个数;累积频度为符号值小于该字符的其他符号的个数;总计频度为所有字符的总个数。本申请实施例中,根据每个字符的频度、累积频度以及总计频度,计算出该字符对应的映射区间。
[0114] S503、根据预设的分解基数,从所述映射区间中选取满足对应于所述分解基数的预设条件的整数数值;其中,所述预设条件包括:所述整数数值等于所述整数数值中的至少一个位数与所述分解基数的整数幂次方的乘积。
[0115] 本申请实施例中,对于任意一个整数可以表示为基数b的w次方,即bw,此处,b为预设的分解基数。示例性地,编码后输出一个正数值V,使得V属于上述映射区间。如果V可以分解成V=V′*bw,那么实际上只需要输出V′即可,bw部分可以省略。其中,V表示任一正数值;V′表示V分解之后的正数值;b表示分解基数;w表示基数的整数幂次方。
[0116] 例如,若符号“D”,其映射区间为[75,99],这里可以选择V=80,80属于区间[75,99],80可以分解成80=8*10。最后,可以输出整数数值8作为数值为符号“D”的编码。
[0117] S504、根据选取的所述整数数值对相应的字符进行区间编码,得到第二压缩数据。
[0118] 本申请实施例中,所述第二压缩数据包括对应于不同字符的整数数值,通过上述整数数值表示相应的多个字符。其中,区间编码的过程如下:针对每一个字符,获取该字符的字符信息,建立字符信息与相应的整数数值的映射关系.其中,上述字符信息包括该字符、该字符所在的位置和该字符的频度(即该字符总个数),作为一种实施方式,将映射关系存储在映射表中。
[0119] 本申请实施例中,区间编码的具体实现步骤如下:
[0120] 1)以字节为单位对行程编码后的数据进行读取,统计数据的长度length,字符种类N。
[0121] 2)初始化区间上界Hini为0x80000000,下界Lini为0x00000000,则初始化区间的范围R为0x80000000,各符号(即各个种类的字符)的初始区间长度为R/N,初始化区间正规化的最小范围为Rmin=0x00010000;将累积长度Fn初始化为0。
[0122] 3)根据公式 和输入字符的统计信息,计算出字符的累积长度;其中,FN表示任一字符种类的累积频度,fx为表示任一字符种类x的频度;其中,N表示字符种类集合;x为N中的任一变量且x表示任一字符。
[0123] 4)根据当前待编码字符对区间进行更新,更新方式为:L=L+FN,H=L+fx。其中,L为区间下沿,H为区间上沿,更新后的区间范围为任一字符所在的区间,该区间表示为Rx;FN表示任一字符种类的累积频度,fx为表示任一字符种类x的频度;其中,N表示字符种类集合,x为N中的任一变量且表示任一字符。
[0124] 5)当更新后的区间范围R=H-L+1小于最小范围Rmin或以字节为单位比较新区间的上沿和下沿,上下沿的高位字节相等时,移出高位的字节作为输出码流,同时对区间进行正规化处理,Rmin表示任一字符所在的更新后的区间范围的最小范围。这里存在三种情况:
[0125] ①当H<=Rmax时,具体做法为L=L+Rmax;Rmax表示任一字符所在的更新后的区间范围的最大范围。
[0126] ②当L>=Rmax,不对区间进行处理。
[0127] ③除去①②的其他情况,L=(L<<8)&&(Rmax-1),R=R<<8。
[0128] 其中,fn为符号n的频度,Fn为符号n的累积频度;累积频度为符号值小于n的其他符号的频度总和;“&&”表示“与”运算;“<<”表示“左移运算符”。
[0129] 进一步的,如图6所示,本申请实施例提供的数据压缩方法中,所述根据该字符对应的频度信息,确定该字符对应的映射区间,具体包括以下步骤:
[0130] S601、获取该字符对应的频度信息。
[0131] 本申请实施例中,所述频度信息为该字符出现的次数,即该字符的个数。
[0132] S602、根据该字符的频度信息与该字符对应目标字符的个数,确定该字符对应的累计频度信息;所述目标字符为该字符之前的字符。
[0133] 本申请实施例中,上述累计频度信息为字符值小于该字符的其他字符的个数;根据字符值小于该字符的其他字符的个数,确定该字符对应的累计频度信息。
[0134] S603、根据该字符对应所述频度信息、该字符对应所述累计频度信息以及所述第一压缩数据中各个字符对应的总计频度信息,确定该字符对应的映射区间。
[0135] 本申请实施例中,根据该字符的个数,该字符的累计频度和经过行程编码后各个字符的总个数,计算确定该字符对应的映射区间。
[0136] 上述计算过程如下:设有一个整数区间为[L,H],预设的分解基数为b;其中,L为区间的下沿,H为区间的上沿,区间范围设为R,R=H-L+1。另外,令T为所有符号的总计频度,令fs为符号S的频度,令Fs为符号S的累积频度,累积频度可以用以下公式进行计算:
[0137] 假设数据序列由4种符号组成,这4种分别为符号“A”、“B”、“C”、“D”。现在,先假设编码仅有一个符号的数据“D”,在编码前先要进行初始化操作。首先,为了防止运算中出现0频的问题,令所有符号初始时的频度都为1。然后,令初始时区间的范围R=bW;这里,b表示分解基数,w表示分解基数的整数幂次方,设w为2,即:初始区间范围R=100,区间为[0,99]。编码时可以根据每个符号的频度、累积频度以及总计频度,计算出符号在区间[L,H]中的映射区间[L',H']。上述计算公式如下所示:
[0138]
[0139] 其中,div表示整除运算;R'表示映射区间[L',H']的范围。示例性地,当总计频度T为4时,则得到如下表1所示的映射区间计算结果:
[0140] 表1映射区间计算结果
[0141]
[0142]
[0143] 图7a、8a示出了基于上述数据压缩方法得到的压缩数据的整体效果图,图7b、8b示出了基于上述数据压缩方法得到的压缩数据的部分放大效果图。其中,图7a示出了基于上述数据压缩方法得到的压缩比为4.5时,原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线整体效果图。图7b示出基于上述数据压缩方法得到的压缩比为4.5时,原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线脉冲部分放大效果图。图8a示出基于上述数据压缩方法压缩比为10.0时,原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线整体效果图。图8b示出基于上述数据压缩方法压缩比为10.0下的原始雷达中频数据与解压后雷达中频数据对比曲线脉冲部分放大效果图。其中,图7a、7b、8a和8b中“Row Numbers”表示行号。
[0144] 本申请实施例提供的一种数据压缩方法,采用提升小波变换的方式对雷达中频数据进行压缩,能够将中频信息聚集在较小的范围内,进而获得较高的压缩比,使得压缩效果较好;并且,本申请中采用对雷达中频数据中的有效数据进行量化和编码,能够进一步提高压缩比,减少存储空间,并使得整个压缩过程可控度提高,能够满足大量的雷达中频数据的存储。
[0145] 图9为本申请实施例提供的一种数据压缩装置的结构示意图,如图9所示,所述装置包括:获取模块901、处理模块902、量化模块903和编码模块904;
[0146] 获取模块901,用于获取雷达中频数据;
[0147] 处理模块902,用于对所述雷达中频数据进行提升小波变换处理,得到对应于所述雷达中频数据的小波系数;
[0148] 量化模块903,用于对所述小波系数进行量化处理,获取所述雷达中频数据中的有效雷达中频数据;
[0149] 编码模块904,用于对所述有效雷达中频数据进行编码,得到对应于所述有效雷达中频数据的压缩数据。
[0150] 进一步的,本申请实施例提供的数据压缩装置中,获取模块901,具体用于:
[0151] 从存储介质中读取雷达中频数据;
[0152] 根据所述雷达中频数据的数据大小,为所述雷达中频数据分配内存,并将所述雷达中频数据写入分配的所述内存中;
[0153] 根据所述内存对应的运行数据处理长度,将所述雷达中频数据划分为多个数据段。
[0154] 进一步的,本申请实施例提供的数据压缩装置中,处理模块902,具体用于:
[0155] 对所述雷达中频数据进行奇偶分解,得到对应于所述雷达中频数据的奇数序列和偶数序列;
[0156] 根据预测算子和所述偶数序列对所述奇数序列进行预测,得到对应于所述雷达中频数据的高频分量;
[0157] 根据更新算子和所述高频分量对所述偶数序列进行更新,得到对应于所述雷达中频数据的低频分量;
[0158] 确定所述高频分量和所述低频分量为对应于所述雷达中频数据的小波系数。
[0159] 进一步的,本申请实施例提供的数据压缩装置中,量化模块903,具体用于:
[0160] 基于预设的量化函数对所述小波系数进行量化处理,得到所述小波系数对应的量化值;
[0161] 根据所述小波系数对应的量化值所属的量化区间,确定所述小波系数对应的量化结果;其中,所述量化区间是基于所述提升小波变换对应的分解级数划分得到的,所述量化区间包括有效量化区间和其他量化区间,所述有效量化区间对应的量化结果为相应的小波系数对应的量化值,所述其他量化区间对应的量化结果为特定值。
[0162] 进一步的,本申请实施例提供的数据压缩装置中,编码模块904,具体用于:
[0163] 根据所述雷达中频数据的量化结果中的量化值和特定值,对所述雷达中频数据进行行程编码,得到第一压缩数据;
[0164] 针对所述第一压缩数据中任一字符,根据该字符对应的频度信息,确定该字符对应的映射区间;
[0165] 根据预设的分解基数,从所述映射区间中选取满足对应于所述分解基数的预设条件的整数数值;其中,所述预设条件包括:所述整数数值等于所述整数数值中的至少一个位数与所述分解基数的整数幂次方的乘积;
[0166] 根据选取的所述整数数值对相应的字符进行区间编码,得到第二压缩数据。
[0167] 进一步的,本申请实施例提供的数据压缩装置,编码模块904,还具体用于:
[0168] 获取该字符对应的频度信息;
[0169] 根据该字符的频度信息与该字符对应目标字符的个数,确定该字符对应的累计频度信息;所述目标字符为该字符之前的字符;
[0170] 根据该字符对应所述频度信息、该字符对应所述累计频度信息以及所述第一压缩数据中各个字符对应的总计频度信息,确定该字符对应的映射区间。
[0171] 本申请实施例提供的一种数据压缩装置,采用提升小波变换的方式对雷达中频数据进行压缩,能够将中频信息聚集在较小的范围内,进而获得较高的压缩比,使得压缩效果较好;并且,本申请中采用对雷达中频数据中的有效数据进行量化和编码,能够进一步提高压缩比,减少存储空间,并使得整个压缩过程可控度提高,能够满足大量的雷达中频数据的存储。
[0172] 如图10所示,本申请实施例提供的一种计算机设备100,包括:处理器1001、存储器1002和总线,所述存储器1002存储有所述处理器1001可执行的机器可读指令,当计算机设备运行时,所述处理器1001与所述存储器1002之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器1001执行时执行上述数据压缩方法的步骤。
[0173] 具体地,上述存储器1002和处理器1001能够为通用的存储器和处理器,这里不做具体限定,当处理器1001运行存储器1002存储的计算机程序时,能够执行上述数据压缩方法。
[0174] 对应于上述数据压缩方法,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行上述数据压缩方法的步骤。
[0175] 本申请实施例所提供的数据压缩的装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件固件等。本申请实施例所提供的装置,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,均可以参考上述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0176] 在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0177] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0178] 另外,在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0179] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0180] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0181] 最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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