Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи

 

Изобретение относится к накоплению информации. Цель изобретения - увеличение объема записываемой информации за счет увеличения степени сжатия информации. Устройство содержит регистр 1, блок 3 сравнения, дешифратор 4, формирователь 5 импульсов, формирователь 6 выходного сигнала, анализатор 8 статических свойств сигнала и элемент 9 задержки. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет использовать при различных вероятностях появления единичных символов разные алгоритмы кодирования. алгоритм используется при тех значениях вероятностей появления единичного символа, когда его эффективность вьше другого. 5 ил. Т о: о ( 00 Ф1/г.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (l9) И (и I (51) 4 С 11 В 20/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двторСКОМУ свидЕтепьСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3926237/24-10 (22) 08.07.85 (46) 30.04.87. Бюл. У 16 (72) Ю.С,Кочелаев и В.M.Ìîðoçîâ (53) 681 846.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 849526, кл. H 04 L 25/40, 1981.

Патент Великобритании У 1407163, кл. H 4 Р, опублик. 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО КОДИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОЙ МАГНИТНОЙ

ЗАПИСИ (57) Изобретение относится к накоплению информации. Цель изобретения увеличение объема записываемой информации за счет увеличения степени сжатия информации. Устройство содержит регистр 1, блок 3 сравнения, дешифратор 4, формирователь 5 импульсов, формирователь 6 выходного сигнала, анализатор 8 статических свойств сигнала и элемент 9 задержки. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет использовать при различных вероятностях появления единичных символов разные алгоритмы кодирования.

Каждый алгоритм используется при тех значениях вероятностей появлення единичного символа, когда его эффективность выше другого, 5 ил.

1307.478

Изобретение относится к устройствам для накопления информации, а именно к устройствам для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи. 5

Цель изобретения — увеличение объема записываемой информации путем увеличения степени сжатия информации.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи.

Устройство содержит регистр 1, подключенный входом к входной шине 2, а выходом через последовательна соединенные блок 3 сравнения, дешифратор

4, формирователь 5 импульсов и формирователь б выходного сигнала — к выходной шине 7.

Кроме того, устройство содержит анализатор 8 статистических свойств сигнала, включенный между входной шиной 2 и. соединенными между собой одним из входов дешифратора 4 и дополнительным входом формирователя выход25 ного сигнала, и элемент 9 задержки, включенный между дополнительным выходом формирователя 5 импульсов и одним из входов формирователя б выходных сигналов.

На фиг.2 представлены схемы блока

3 сравнения и дешифратора 4 для случая, когда используется два алгоритма кодирования. В первом случае кодируются комбинации 111, 101, 110 и 011, 35 во втором — 000, 010, 001 и 100.

На фиг.3 представлены схемы формирователя 5 импульсов и элемента 9 задержки; на фиг.4 — временные диаграммы, где до момента времени t коди- "0 руются комбинации 111, 101, 110 и

011, а с момента — комбинации 000, 010, 001 и 100. !

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал (фиг.4a) подается одновременно во входной регистр 1 и анализатор 8 статистических свойств входного сигнала. С выхода регистра 1 прямые и инверсные значения посылок, записанных в трех его ячейках, подаются по шести шинам в блок 3 сравнения на элементы И 10-17. При этом по о первой и второй шинам подаются прямое 55 и инверсное значения первой ячейки регистра 1, по третьей и четвертой— значения второй ячейки, по пятой и шестой — значения третьей ячейки.

Сигнал на выходе элемента И 10 соответствует состоянию, когда в регистре

1 записана комбинация 111, на выходе элемента И 11 †1, на выходе элемента И 12 — 101, на выходе элемента И

13 — 011, на выходе элемента И 14

100, на выходе элемента И 15 — 010, на выходе элемента И 16 — 001 и на выходе элемента И 17 — 000. По восьми шинам сигналы с элементов И 10 — 17 подаются в дешифратор 4, который осуществляет выбор сигналов, соответствующих четырем кодируемым комбинациям, на элементы И 22-29. По сигналу анализатора 8 один из триггеров 20 или .21 устанавливается в единичное состояние, а другой — в нулевое (триггеры 20 и 21 соединены с элементами

ИЛИ 18 и 19) . Значение выходного сигнала анализатора 8 определяется числом единичных и нулевых посылок на заданном интервале анализа. Если на этом интервале больше единичных посылок, то кодироваться должны комбинации 000„ 001, 010 и 100, а если больше нулевых посылок — то комбинации 111, 110 101 и 011. Единичный сигнал с выхода одного из триггеров

20 или 21 открывает четыре элемента

И из восьми. Таким образом, на выходе элементов ИЛИ 30-33 появляется сигнал„ который соответствует состоянию когда в регистре 1 записана одна иэ кодируемых комбинаций. Импульсы с элементов ИЛИ 30-33 по четырем шинам поступают на элементы 34-37 запрета, формирователя 5, который обеспечивает формирование не более одного импульса на интервале, соответствующем трем посылкам исходного сообщения. Сигналы с элементов 34-37 запрета через элемент ИЛИ 38 поступают на элемент 39 задержки на о = (где ь — длительность элементарной посылки, длительность задер>кки). Элемент 40 задержки и элемент ИЛИ 41 формируют импульсы длительностью 2 с, которые подаются на запрещающие входы элементов

34 — 3? запрета. С выходов элементов 34 и 35 запрета импульсы поступают в формирователь 6 выходного сигнала.

Сигналы с выходов элементов 36 и 37 запрета задерживаются элементами 42 и 43 задержки на 0,5 t и также подаются в формирователь 6 выходного сигнала.

В соответствии с кодирующими сигналами, сформированными в дешифра478 4

Таким образом, устройство обеспе- >0 чивает увеличение эффекта сжатия за счет сокращения общего числа импульсов, необходимых для записи сообщения, и гарантирует минимальный временной интервал между импульсами

2,5 р. Сокращение общего числа импульсов, необходимых для записи сообщения, достигается за счет использования при различных вероятнос3 1307 торе 4 и в формирователе 5 и задержанными элементом 9 задержки, формирователь 6 выходного сигнала формирует импульсы следующим образом.

В начале последней посылки первой кодируемой комбинации (111 или 000) формируется положительный импульс, т.е. осуществляется переход с нулевого уровня и уровня — 1 на уровень +1 или с уровня +1 на нулевой уровень. 10

В середине последней посылки вто- рой кодируемой комбинации (110 или

001) формируется положительный импульс.

В начале последней посылки третьей15 кодируемой комбинации (101 или 010) формируется отрицательный импульс, т.е. осуществляется переход с уровней

0 и +1 на уровень -1 или с уровня -1 на нулевой уровень. 20

В середине последней посылки четвертой кодируемой комбинации (011 или

100) формируется отрицательный импульс.

В целях однозначного восстанов- 25 ления сигнала при изменении кодируемых комбинаций с анализатора 8 в формирователь 6 поступает сигнал на формирование маркера. B качестве маркера предлагается использовать сочетания 30 двух отстоящих на 2,5 импульсов, запрещенные при обычном кодировании любых комбинаций, когда после импульса в начале посылки следующий импульс может быть сформирован не ранее чем через 3 ь . На фиг.5 представлены различные варианты таких сочетаний. Формирование маркера может осуществляться сразу после поступления соответствующего сигнала с анализатора 8, 40 если потеря пяти символов при измене- нии алгоритма несущественна, либо при поступлении одной из двух пятисимвольных комбинаций, которые выбраны для данной алгоритма кодирования. 45

Минимальная длительность „„ импульса выходной последовательности (фиг.4в) равна 2,57„.

1 тях появления единичных (нулевых) символов разных алгоритмов кодирования. Каждый алгоритм используется при тех значениях вероятностей появления единичного символа, когда его эффективность выше другого.

Для устройства средний коэффициент сжатия зависит от статистики записываемого сообщения — вероятностей появления P (1) единицы и P (О) нуля, а также от того, какие комбинации символов исходного сообщения (четыре из восьми возможных) выбраны для кодирования. Зависимость, представленная на фиг.5а соответствует случаю, когда кодированию подлежат комбинации

111, 000, 101 и 010, на фиг.5б — 110, 101, 001 и 010, на фиг.5в — 110, 011, 111 и 101, на фиг.5r — 100, 010, 001 и 000. Устройство позволяет изменить алгоритм (набор кодируемых комбинаций) кодирования при изменении статистики записываемого сообщения, добиваясь максимального коэффициента сжатия. Использование для кодирования комбинаций 110, 011, 111 и 0 10 при

P (1) = 0 5 и комбинаций 100, 010, 001 и 000 при Р(i) > 0,5 позволяет получить максимальный коэффициент сжатия.

Формула и з обретения

Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи, содержащее регистр, подключенный входом к входной шине и выходом через последовательно соединенные блок сравнения, дешифратор, формирователь импульсов и формирователь выходного сигнала — к выходной шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения объема записываемой информации за счет увеличения степени сжатия информации, в него введены анализатор статистических свойств сигнала и элемент задержки, формирователь импульсов выполнен с дополнительным выходом, формирователь выходного сигнала выполнен с дополнительным входом, причем анализатор статистических свойств сигнала включен между входной шиной и одним из входов дешифратора, соединенного с дополнительным входом формирователя выходного сигнала, подсоединенного одним входом к дополнительному выходу формирователя импульсов через элемент задержки.

1307478

1307478

12 б

Р 02 РФ Рб 08 1д

02 04 Рд 08 7Р

Составитель В.Добровольский

Техред В.Кадар Корректор И.Шароши

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 590

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 1637/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ю ЮФ дб 08 Q сж

14 1Сж

/ф

О? 04 Об ПЮ Ю