專利名稱：時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)控制過程中，自動化系統(tǒng)每時每刻都在產(chǎn)生大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這 些信息是企業(yè)的重要資源和寶貴財富，因此，普遍存在著存儲和利用這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)的應用 需求。這類生產(chǎn)數(shù)據(jù)通常具有以下特點1)時序性，數(shù)據(jù)與時間具有密切的關(guān)聯(lián)，即都 是帶有時標的數(shù)據(jù)；幻海量性，以電力行業(yè)為例，一個電廠的數(shù)據(jù)采集規(guī)模達到5萬至10 萬比特/秒，而一個大型電廠往往達到50萬至100萬比特/秒的數(shù)據(jù)采集規(guī)模；3)高頻性， 采集頻率一般為秒級甚至毫秒級，如電力行業(yè)的向量測量裝置(PMU)每秒傳送25幀至100 幀數(shù)據(jù)。對于一些上層工控軟件，比如組態(tài)軟件、實時數(shù)據(jù)庫軟件和企業(yè)制造資源計劃軟 件等，如何及時有效地處理這些實時數(shù)據(jù)和快速訪問歷史數(shù)據(jù)一直是困擾工業(yè)現(xiàn)場自動化 的一大難題。如果不對數(shù)據(jù)進行壓縮，這些數(shù)據(jù)會占用龐大的存儲空間，并且極大地降低了 歷史數(shù)據(jù)訪問檢索效率。鑒于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)都具有時間屬性，數(shù)據(jù)的小范圍波動對于歷史曲線的觀察不 會造成很大的影響，因此可以采取有損數(shù)據(jù)壓縮的方法來丟棄一部分數(shù)據(jù)。對于時序、高 頻、海量的工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，需要高效高壓縮比的數(shù)據(jù)壓縮方法。代表性的有損數(shù)據(jù)壓縮 方法為旋轉(zhuǎn)門方法，該方法通過不斷調(diào)整的平行四邊形來確定數(shù)據(jù)中哪些點需要保存。雖 然旋轉(zhuǎn)門方法保存的數(shù)據(jù)點是原始值，但是，解壓后的數(shù)據(jù)相對于原始數(shù)據(jù)的均方誤差不 一定小，即該方法在原始數(shù)據(jù)所有點上的壓縮性能并不是整體較優(yōu)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方 法，該時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法可較好地保留原數(shù)據(jù)的特征，實時性好，壓 縮比高，實用性強。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法，包括以下步驟步驟1 對于待壓縮的一組數(shù)據(jù)，基于第1個數(shù)據(jù)(Xl，yi)和第2個數(shù)據(jù)U2，y2)加 上壓縮閾值(0，t)為基準，建立第1條直線，該直線的斜率kmax為本次壓縮的斜率上限
權(quán)利要求
1. 一種時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1 對于待壓縮的一組數(shù)據(jù)，基于第1個數(shù)據(jù)(Xl，Y1)和第2個數(shù)據(jù)(X2，y2)加上 壓縮閾值(0，t)為基準，建立第1條直線，該直線的斜率kmax為本次壓縮的斜率上限
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法，其特征在于，在 對待壓縮數(shù)據(jù)進行壓縮操作前，先對待壓縮數(shù)據(jù)進行濾波操作，所述的濾波操作的方法為 加權(quán)遞推平均濾波方法或滑動平均濾波方法，所述的滑動平均濾波方法為把連續(xù)取N個 采樣值看成一個隊列，隊列的長度固定為N，求該隊列的平均值，每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放 入隊尾，并扔掉原來隊首的一個數(shù)據(jù)，再對隊列中的N個數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均運算，得到濾波 結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法，其特征在于， 在對待壓縮數(shù)據(jù)進行壓縮操作前，對待壓縮數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)封裝操作結(jié)構(gòu)封裝后的數(shù)據(jù)包 括時間標記段、數(shù)據(jù)值段和數(shù)據(jù)特征描述段，其中時間標記段標記錄數(shù)據(jù)采集的時刻，數(shù)據(jù) 值段記錄數(shù)據(jù)值的大小，數(shù)據(jù)特征描述段記錄數(shù)據(jù)的附加信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時序數(shù)據(jù)實時高效線性壓縮與解壓縮方法。根據(jù)所處理時序數(shù)據(jù)的類型和壓縮閾值，采用濾波算法對數(shù)據(jù)進行濾波，按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)封裝規(guī)則對濾波后的數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)封裝，將結(jié)構(gòu)封裝的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存滿時，啟動線性壓縮方法對結(jié)構(gòu)封裝的數(shù)據(jù)進行線性壓縮，并將壓縮后的數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)存儲區(qū)；當需要查詢數(shù)據(jù)時，調(diào)用解壓縮方法對歷史數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)進行解壓。本發(fā)明可應用于各類工業(yè)控制系統(tǒng)時序數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，適用于數(shù)據(jù)流量大、采樣種類多、干擾冗余嚴重的情況，可較好地保留原數(shù)據(jù)的特征，實時性好，壓縮比高，實用性強。
文檔編號H03M7/30GK102098058SQ20101054271
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者孫志強, 李志勇 申請人:中南大學