数据采集存储系统无损压缩算法的设计与实现

介绍了几种常用的压缩算法,通过比较分析它们各自原理优点和不足,并结合高速大容量数据采集存储系统的特点,设计改进一种基于字典编码混合编码方法,该压缩方法是一种实时编码的自适应算法,能够适应不同的数据流建立字符串表,实现动态数据实时压缩;实验证明该数据压缩算法移植到硬件电路中,用硬件方法实现数据的实时无损压缩将高速信号变成缓变信号进行传输,降低通信的信道容量,其数据压缩具有实时性,压缩效率高,对数据具有较好的压缩效果,对某些数据的最高压缩比能达到10:1.     

MR编码在传真图像编码中的仿真应用

传真图像的信息量非常大,对其进行数据压缩,不仅可以节省存储空间,而且可以有效地降低传输时间。采用MR编码对传真图像进行数据压缩,设计了压缩和解压缩编码算法。仿真实验表明,该算法可以满足传真图像对压缩比和压缩速度的要求,且有效可行。     

MR码编码与译码算法研究及仿真实验

传真图像的信息量非常大,对其进行数据压缩,不仅可以节省存储空间,而且可以有效地降低传输时间。针对MR码,设计了一种编码和译码算法,并利用MATLAB软件进行实现;采用该算法对传真图像进行数据压缩,并比较MH编码和MR编码的压缩比,仿真实验表明,该算法可以满足传真图像对压缩比和压缩速度的要求,并证明了该算法的可行性。     

一种遥测数据实时采集压缩系统的实现

设计了一种对遥测大容量速变数据的实时压缩采集方案,通过采用改善无损压缩算法的压缩比、压缩和解压速度以及算法复杂度等多个数据压缩性能,提出了综合性能较好的LZW编码作为数据压缩的核心算法并通过软件仿真确认其效果和压缩算法的执行速度;利用主控芯片FPGA完成对压缩数据的高精度采集,对研制的数据采集压缩系统进行整体测试,测试结果表明,该系统完成了6路速变参数的实时采集与压缩,压缩比达到1.8∶1以上,各项指标满足了设计要求.     

民用GPS数据准无损压缩算法

为了提高民用GPS精度范围内的定位数据压缩率和压缩速度,在对霍夫曼编码和算术编码的性能进行分析比较的基础上,将预测编码与霍夫曼编码有机结合,提出了面向民用GPS精度范围的定位信息准无损压缩算法.该算法通过压缩预处理和二次量化去除冗余信息,采用预测编码提高编码效率,总压缩效率可达87%.采用MSP430单片机对该算法进行了测试,在压缩数据量为668 KB时,压缩率为87.1%, 处理时间为31.4 s,与仿真结果基本吻合.实验结果表明,该算法经过优化后对硬件要求较低,提高了压缩率和压缩速度,节约了存储资源,节省了数据传输时的通信费用.     

分布式监测系统缓变信号无损压缩方法研究

分布式监测系统长时间的连续监测会产生大量的状态参数,为了数据实时连续传输及节省以数据流量计费的数据传输成本,在分析分布式监测系统传输模型基础上,对无损压缩方法中的霍夫曼编码和LZW算法进行了研究;针对缓变信号相似程度高的特点,提出了基于动态规划的霍夫曼编码和LZW数据压缩算法,使用上述方法,对发动机状态监测数据进行压缩,通过比较,基于动态规划的霍夫曼编码方法压缩率最高,对于水温、油温、油压性能参数的压缩率均在60%以上,该方法成功应用于大型复杂装备分布式监测系统中,有效减少了信号冗余度,提高了数据传输效率。     

高速遥感图像实时压缩仿真系统研究

随着遥感技术快速发展,遥感图像数据已成为空间信息的重要数据源之一,卫星遥感图像高速实时传输已经成为当前研究的热点问题,并伴随着巨大的市场需求。该文针对卫星上遥感图像数据实时高速压缩、传输的需求。在Visual C＋＋环境下,建立了对卫星遥感图像进行压缩、传输、解压、接收、显示等过程进行仿真研究的仿真系统。该系统主要使用JPEG2000算法进行了仿真分析,在仿真系统的设计实现中采用图像分块压缩等关键技术,并针对压缩速度提出了压缩效率、信噪比等评价指标。仿真结果证明了图像数据压缩系统的有效性。该项研究成果可以用于对遥感图像实时压缩算法进行仿真研究和分析,也可作为地厩图像处理系统对遥感图像数据进行观测。同时,该文研究内容还将有效地提高图像数据系统的压缩传输效率。     

一种高效的通用数据压缩算法

本文在著名的LZW数据压缩算法基础上,提出一种新的数据压缩算法。新算法以对已压缩过的数据进行历史分析为手段,采用三个编码器对源数据序列分类编码。该算法适用压缩各种类型的数据,完全兼容LZW算法,并在平均压缩率方面较后者有较大的提高。     

基于ARC算法的数据压缩技术和实现

针对无损压缩技术在航天遥测系统中的应用情况,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)硬件结构的遥测噪声数据实时无损压缩系统的方案。结合Shannon信息论中信息熵的概念,研究了数据压缩的本质和算法评估标准。通过PC仿真试验对多种算法的压缩效果进行了比较,最终选择算术编码(ARC)作为无损压缩的算法。测试结果表明,该方案能够实时采集并压缩遥测噪声数据,有效地提高压缩去除率和压缩速度,优化压缩性能。     

无线传感器网络中基于区域相关性的自组织成簇算法

无线传感器网络资源有限,信息量大,通常采用分簇压缩减少传输量。针对传感器网络中的小波压缩,提出了一种基于相关区域自组织的成簇算法。该算法利用实际区域数据的相关性进行分簇,在簇头进行小波数据压缩的同时进行相关性检测,动态调整簇结构,保证簇内节点的相关性较好;同时在Sink分析簇间节点数据相关性,形成相关性好的大规模簇,进一步提高较长时间内的压缩效率。理论分析和实验仿真表明,该算法能尽可能地利用节点数据的时间和空间相关性去除冗余数据,提高小波数据压缩效率,降低了网络的能耗。     

一种融合GPS信息的手机流媒体通信和传输系统

针对目前智能手机定位监控和实时视频指挥系统分散无法整合的问题,在Android平台上提出一种融合GPS定位数据基于无线网络的流媒体通信架构。采用H.264格式和基于RTP/RTCP协议进行流媒体的压缩、分包和管理,把GPS定位等复合信息存储在RTP扩展包内与音频数据组包传输,智能终端既能完成视频通话也能同步传输和展示GPS定位信息。实践证明融合GPS信息对音视频传输延迟影响小、集成度高,并可扩展融合图片和文字数据,应用广泛。     

基于UKF的UWB和GPS融合定位算法

智能汽车的发展对高精度定位需求日益显现. 针对汽车在城市建筑群、立交桥等特定环境下, 可见GPS卫星数量下降、车载GPS和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)组合定位系统中IMU产生积累误差导致不能精确定位问题, 本文提出一种基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman ...     

基于无线网络的GPS定位信息的传输研究

为了提高GPS定位系统的精度以及响应的特性，必须实时地获取正确、有效的GPS定位信息。本文提出了一种在无线网络环境下实现将GPS的定位信息从GPS接收终端传到控制中心的高效传输方法。该方法采用自定义的通信机制，使用并发机制，具有快速、灵活、可靠的特点。实验结果表明，该方法能提高GPS数据传输的稳定性，减少了错误的发生，从而大大提高了系统的性能。     

系统.基于道路缓冲区分析的地图匹配算法*

针对目前城市交通中对浮动车数据匹配实时性差和匹配率不高的缺点,提出一种利用道路缓冲区的大规模GPS数据的地图匹配算法。在综合考虑GPS定位点精度以及道路宽度的基础上,构建道路缓冲区区域,通过分析道路缓冲区区域与路网中道路的对应关系以及GPS定位点与道路缓冲区区域之间的位置关系,确定GPS定位点所在的匹配道路。实验证明,算法不仅匹配率高,而且实时性强,在大GPS数据量下能较快地完成匹配过程,满足实际工程应用的要求。     

多基准站GPS定位靶场测试方法研究

在靶场试验过程中,传统的单基准站由于基线长度的限制使其作用范围有限,从而超出一定距离后,差分精度随着大气误差相关性的减弱而明显受到影响;为了解决靶场GPS单频伪距差分定位距离远时精度下降问题,提出了多基准站GPS定位伪距差分定位方法;该方法深入分析伪距方程和伪距差分定位之间的关系;建立靶场基准站网络实时接收目标定位数据和基准站定位数据并实时传送到控制中心;利用基于距离的线性内差模型,设计多基准站数据处理算法和多基线测量数据加权处理方法,实时解算目标定位信息;测试结果表明,多基准站GPS定位伪距差分定位方法,能够有效地解决常规单基准站伪距差分定位精度随用户站与基准站距离增加而降低的问题,同时提高了测试精度。     

一种基于车联网的车辆定位方法

车辆群体行为态势能够准确描述车辆在车联网中的运动规律,车联网中GPS信号强的车辆可以利用通信能力、邻居位置关系,对位于一定距离范围内、出行目的地相同或相近、GPS信号弱的车辆进行实时位置计算。该方法首先提出车辆目的地伴随标签的标签簇划分算法,将有相同或相近目的地的车辆,其目的地视做标签,通过挖掘标签重叠结构与层次结构划分至同一标签簇,使之聚类成为车辆群体;然后提出基于标签划分结果的定位算法与结果修正算法,对亟待定位的车辆进行实时位置计算。实验结果表明,该方法较同类方法定位误差降低15%~35%,不同交通状况结果稳定性提高25%以上,所以提出的定位方法是有效的。     

MCMC粒子滤波的GPS定位数据处理算法

针对基于传统粒子滤波的GPS(Global positioning system)定位数据处理方法存在粒子退化的问题,研究了基于马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carol,MCMC)粒子滤波的GPS定位数据处理算法,引入典型的MCMC方法—Metropolis Hastings(M-H)抽样算法.利用观测伪距非高斯误差分布,建立重要密度函数,将MCMC粒子滤波与建立的GPS系统非线性状态空间模型结合.实测数据实验结果表明,MCMC粒子滤波可有效抑制粒子退化,解决了GPS定位数据滤波这一非线性非高斯问题,避免了噪声的高斯假设和非线性部分的线性化误差,与基于传统粒子滤波的GPS定位数据处理方法相比,该方法降低了定位数据经纬度和速度估计误差,获得了更高的定位精度,并能够在GPS信号质量较差情况下,对GPS定位数据有效滤波,保证载体在此期间内保持较高的位置精度.     

数据通讯中LZW算法的应用研究

串行通讯是计算机常用的通讯手段之一，但其通讯速率较低。为提高数据传输的实时响应速度，可采用数据压缩算法，无损数据压缩技术LZW算法就是较好的算法之一。本文把这种算法应用于无线数据通讯，较大幅度地提高了数据传输速度。     

基于卫星定位和惯导融合的模拟测绘系统设计

设计了一种基于北斗/GPS卫星定位和惯导融合的模拟测绘系统,用以对现有测绘方式进行补充。系统以履带车为信息采集移动平台,以STM32F103单片机为信息采集控制中心,用树莓派对测绘现场进行实时视频采集,以九轴MPU融合北斗/GPS双精度定位算法实现对采集点的精确定位,通过树莓派自带的WiFi和4G路由器实现数据上传服务器,通过地面站对履带车进行实时远程手动控制和自主路径规划。测试表明系统通过北斗/GPS卫星定位和惯导融合能满足一定的测绘需要,能对所测地面地形建立数字高程模型(digital elevation model)。