专利名称：一种过程数据有损压缩比动态控制方法
技术领域：
本发明属于自动化控制技术领域，特别是涉及一种过程数据有损压缩比的动态控制方法。
背景技术：
目前实时数据压缩的主要方法可分为三类，即分段线性方法、矢量量化方法和信号变换方法。分段线性法由于具有计算简单，解压缩速度快，因而在实际中广泛应用。分段线性方法又包括矩形波串法(boxcar)、后向斜率法 (backward slope)、旋转门趋势化方法(SDT)和分段线性在线趋势化方法(PLOT)。目前大多数的实时数据库有损压缩策略采用了 boxcar和SDT的混合模式，取得了很好的效果。在SDT算法中，压缩性能对压缩偏差Δ5的依赖程度很大，而该算法的是一个固定值并且需要预先设置，通常需要丰富的经验或者长时间的试验才能够得到合适的值。 因此，很多情况下Δ5·的设置与实际数据特性不符严重限制了 SDT算法的性能。对于矩形波串法、后向斜率法以及一些旋转门算法的改进算法都存在同样的问题。在实际应用中，设置压缩偏差是非常困难也是非常耗时的。设置的太小虽然精度高了，但是达不到压缩的目的。设置的太大又有可能导致过分压缩，误差过大。大型的监控系统中数据点是非常的多的从几万到几十万，手动的设置压缩偏差工作量是非常大的。更糟糕的是，一旦大小设置的不合适，还需要重新调整。其中的麻
烦程度可想而知。旋转门算法的特点就是压缩偏差Δ5越大压缩比就越高，误差也就越大，例如压缩偏差Δ5非常大，那么几乎所有过程数据都被过滤掉了 ；压缩偏差Δ5越小，压缩比越低，误差也就越小，例如取压缩偏差Δ5= 0 ,则不会过滤掉任何数据。对于同一种有损压缩算法，压缩偏差么￡的设置就是在误差和压缩比之间的一种折中，顾此失彼的关系。实际应用中，用户首要关心的是压缩比，很多时候这是由硬件条件如存储空间等因素决定的。在满足一定的压缩比后，才会注关心比较重要的数据点的误差和精度。另外数据源的波动可能是刚刚调整好的压缩偏差AS失效，从而需要重新设置，也给使用带来了较多的麻烦。
发明内容
为了解决现有技术中实时数据压缩方法采用设置压缩偏差Δ5的操作方法，操作复杂，耗时效率低，依赖于技术人员自身经验，压缩误差较大的问题，本发明提供了一种不需要手动设置压缩偏差Δ5 ,对于给定的目标压缩比，能够自适应的动态选取有损压缩偏差 Δ5，使得压缩比接近目标压缩比的过程数据有损压缩比动态控制方法。
为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是
一种过程数据有损压缩比动态控制方法，其特征在于包括以下步骤
(1)、对于涉及使用压缩偏差Δ5的有损压缩算法，假定有损压缩比CfJ = 1 -压缩后
的数据个数(《)/压缩前的数据个数(巧)，设定&5的最大值Δ‘和最小值Aiffiin，
当kE <ΑΕ腿时,有损压缩比Ci 和压缩偏差Δ5之间存在线性关系； CR=kxAE+b (1)
其中Ci € (0,1) , k,h为待定系数，对于含有噪声的过程数据，Δ5 0时CS 0 ,设当
时，CX=O，带入(1)式得 CR = kxAE(2)
由于0及与么5是单项递增的关系，所以λ>0 ；
(2)、在给定的目标压缩比CRde,t卜’根据前一段过程数据的压缩偏差和压缩比，动态的
调节LE的大小，从而控制压缩比，使实际的压缩比CR接近CRiest， 动态调控公式
权利要求
1.一种过程数据有损压缩比动态控制方法，其特征在于包括以下步骤(1)、对于涉及使用压缩偏差的有损压缩算法，假定有损压缩比C^= 1 -压缩后的数据个数(巧)/压缩前的数据个数(巧)，设定ΔΜ的最大值Δ‘和最小值Afito，当<ΛΕ艦时,有损压缩比Ci 和压缩偏差ΔΙ之间存在线性关系； CR = kxAE+h (1)其中Ci e (O1I) , 为待定系数，对于含有噪声的过程数据，Δ丑40时CS40,设当 AS = Om, Ci = 0 ,带入(1)式得 CR^kxtE(2)由于Ci 与是单项递增的关系，所以λ->0 ；(2)、在给定的目标压缩比CRdeir卜’根据前一段过程数据的压缩偏差和压缩比，动态的调节的大小，从而控制压缩比，使实际的压缩比CR接近C^toi， 动态调控公式
2.根据权利要求1所述的一种过程数据有损压缩比动态控制方法，其特征在于式 (6)代表的动态调整过程如下1)使用当前压缩偏差A^U进行有损压缩，直到压缩前的数据个数IVjf达到上限Fnax；2)计算当前压缩比Ci^13)利用式(6)计算M1i，如果Δ马>組皿，则取Afii;如果Δ马<ΑΕ* ,则取 IlEi = M*4)跳转到步骤1)，并使用△禺代替做为当前压缩偏差。
3.根据权利要求2所述的一种过程数据有损压缩比动态控制方法，其特征在于所述步骤(2)定义可以实际取值的范围[Δ^,Δ ·]为可调区间，为了达到预期的压缩KCi^f,那么经过若干次动态调整后，A骂可能变得很小或者很大，如果Δ岛很小，以至于如此高的精度对某些数据点没有实际意义，就有必要设置Δ‘，当Δ马<ASaitl时，取LEi = ISE* ,可以得到大于(^_的压缩比，反之，如果Δ马很大，则可能超出误差容忍极限，因此，有必要设置Δ马的上限，当Δ马>LE皿时，取Δ马，因此，动态调整过程实质为在可调区间[ΔΙ，Δ￡·]上寻找Δ马，使得C爲4CR她。
全文摘要
本发明公开了一种过程数据有损压缩比动态控制方法，提出了以压缩比=1-压缩后的数据个数/压缩前的数据个数，为导向的动态控制方法。它假定压缩比和压缩偏差之间存在线性关系。在给定目标压缩比的条件下，它借助于先前一段数据压缩情况，在可调区间上动态的调整，使。本发明解决了现有技术中对于涉及使用压缩偏差的有损压缩算法，如旋转门算法、矩形波串法、后向斜率法，一般需要长时间的试验才能得到合适的，操作复杂，耗时效率低，需要依赖于技术人员自身经验，压缩误差较大的问题，提供了一种不需要手动设置压缩偏差，对于给定的目标压缩比，能够自适应的动态选取有损压缩偏差，使得压缩比接近目标压缩比的过程数据有损压缩比动态控制方法。
文档编号G06F17/30GK102393855SQ20111031546
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者刘佳宝, 刘孟觉, 方俊, 梁奕, 石琦, 陈天浩 申请人:国电南瑞科技股份有限公司