对信号数据进行压缩和解压缩的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数据压缩和解压缩，具体地，涉及对信号数据进行压缩和解压缩的方法和装置。在一个实施方式中，公开了一种对信号数据进行压缩的方法，包括：获取信号数据；确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度和所述数据块的指数；利用所述数据块的指数对所述数据块包含的信号数据进行压缩，以形成所述数据块的尾数序列；以及利用所述数据块的块长度、指数以及尾数序列形成压缩的数据块。本发明专利技术的信号数据压缩的方法通过构造与信号数据的动态特征相适应的变长的数据块提高了信号数据的压缩率。

【技术实现步骤摘要】
对信号数据进行压缩和解压缩的方法和装置
本专利技术涉及数据压缩和解压缩，特别涉及对信号数据进行压缩和解压缩的方法和装置。
技术介绍
在无线信号处理领域，例如在基站信号收发系统和信息采集和处理系统中，信号通常被调制成正交的I和Q两路数据，并且在数字信号处理器中I和Q两路数据通常用长度固定的定点数表示(以16位模数转换器为例，输入模拟信号，输出的I和Q两路数据均为16位的二进制定点数)。这些I/Q数据具体如下特征：(1)较大的数据集，以16位的I/Q数据为例，数据集大小为216。(2)单个数值出现的频率的百分值较低，往往低于1％。(3)连续数据的取值范围接近，以16位的I/Q数据为例，几个连续的数据可能都处于[26,27)范围内。对于具有这些特征的I/Q信号数据进行压缩能够更有效地利用资源，具体地，在基站信号收发系统中，由压缩器实现对信号数据的压缩处理，信号数据的压缩能够减少传输链路中的信号数据量，从而可以节省带宽；在信息采集和处理系统中，由压缩器实现对信号数据的压缩，信号数据的压缩能够减少需要存储的信号数据量，从而可以节省存储设备的容量。然而基于信息熵理论的传统的数据压缩方法，无论是基于概率的Huffman编码和算术编码，还是基于字典的LZW等各种方法，在压缩复杂度、解压复杂度和压缩效果三方面均不理想，“较大的数据集”意味着需要维护和存储一个较大的表，从而使得压缩复杂度和解压复杂度都较高；“单个数值出现的频率的百分值较低”意味着压缩效果较差。因此需要一种高效的信号数据的压缩方法。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提供一种对信号数据进行压缩的方法和装置，以及对压缩的信号数据进行解压缩的方法和装置。根据本专利技术的第一方面，提供一种对信号数据进行压缩的方法，包括：获取信号数据；确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度和所述数据块的指数；利用所述数据块的指数对所述数据块包含的信号数据进行压缩，以形成所述数据块的尾数序列；以及利用所述数据块的块长度、指数以及尾数序列形成压缩的数据块。根据本专利技术的第二方面，提供一种对压缩的信号数据进行解压缩的方法，包括：获取压缩的信号数据；从所述压缩的信号数据中获取数据块的块长度和指数；根据所述数据块的块长度和指数获取所述数据块的尾数序列；利用所述尾数序列和指数恢复对应于所述数据块的原始信号数据。根据本专利技术的第三方面，提供一种对信号数据进行压缩的装置，包括：获取模块，被配置为获取信号数据；块长度和指数确定模块，被配置为确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度和所述数据块的指数；尾数序列产生模块，被配置为利用所述数据块的指数对所述数据块包含的信号数据进行压缩并产生所述数据块的尾数序列；以及压缩数据块产生模块，被配置为利用所述数据块的块长度、指数以及尾数序列形成压缩的数据块。根据本专利技术的第四方面，提供一种对压缩的信号数据进行解压缩的装置，包括：获取模块，获取压缩的信号数据；块长度和指数获取模块，被配置为从所述压缩的信号数据中获取数据块的块长度和指数；尾数序列获取模块，被配置为根据所述数据块的块长度和指数获取所述数据块的尾数序列；信号数据恢复模块，被配置为利用所述尾数序列和指数恢复对应于所述数据块的原始信号数据。根据本专利技术实施例的信号数据压缩的方法通过构造与信号数据的动态特征相适应的变长的数据块，使得信号数据的压缩具有鲁棒性，从而提高了信号数据的压缩率。附图说明结合附图，通过参考下列详细的示例性实施例的描述，将会更好地理解本专利技术本身、优选的实施方式以及本专利技术的目的和优点，其中：图1示出了适于用来实现本专利技术实施方式的示例性计算系统100的框图；图2示出根据本专利技术实施例的基站信号收发系统的框图；图3示出根据本专利技术实施例的信息采集和处理系统的框图；图4示出根据本专利技术实施例对信号数据进行压缩的方法；图5示出根据本专利技术的一个实施例确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度和所述数据块的指数的流程图；图6示出根据本专利技术的又一个实施例确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度序列和所述数据块的指数的流程图；图7示出根据本专利技术的实施例产生尾数序列和压缩的数据块的实例；图8示出根据本专利技术实施例对压缩的信号数据进行解压缩的方法；图9示出根据本专利技术的实施例对信号数据进行压缩的装置900；以及图10示出根据本专利技术的实施例对信号数据进行解压缩的装置1000。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1示出了适于用来实现本专利技术实施方式的示例性计算系统100的框图。如图1所示，计算机系统100可以包括：CPU(中央处理单元)101、RAM(随机存取存储器)102、ROM(只读存储器)103、系统总线104、硬盘控制器105、键盘控制器106、串行接口控制器107、并行接口控制器108、显示控制器109、硬盘110、键盘111、串行外部设备112、并行外部设备113和显示器114。在这些设备中，与系统总线104耦合的有CPU101、RAM102、ROM103、硬盘控制器105、键盘控制器106、串行控制器107、并行控制器108和显示控制器109。硬盘110与硬盘控制器105耦合，键盘111与键盘控制器106耦合，串行外部设备112与串行接口控制器107耦合，并行外部设备113与并行接口控制器108耦合，以及显示器114与显示控制器109耦合。应当理解，图1所述的结构框图仅仅是为了示例的目的，而不是对本专利技术范围的限制。在某些情况下，可以根据具体情况增加或减少某些设备。所属
的技术人员知道，本专利技术可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本专利技术还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对信号数据进行压缩的方法，包括：获取信号数据；确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度和所述数据块的指数；利用所述数据块的指数对所述数据块包含的信号数据进行压缩，以形成所述数据块的尾数序列；以及由所述数据块的块长度、指数以及尾数序列形成压缩的数据块。

【技术特征摘要】
1.一种对信号数据进行压缩的方法，包括：获取信号数据；确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度和所述数据块的指数；利用所述数据块的指数对所述数据块包含的信号数据进行压缩，以形成所述数据块的尾数序列；以及由所述数据块的块长度、指数以及尾数序列形成压缩的数据块，其中利用所述数据块的指数对所述数据块包含的信号数据进行压缩，以形成所述数据块的尾数序列包括：将所述数据块包含的信号数据从符号位的下一位开始压缩，其中所述信号数据被压缩的位数由所述数据块的指数确定，压缩后的数据块形成数据块的尾数序列。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定将所述信号数据划分为多个数据块的块长度和所述数据块的指数包括：1)将所述信号数据初始划分为多个数据块；2)根据所述数据块包含的信号数据的指数计算所述数据块的指数，其中E(B)被定义为数据块B的指数，其中e(dj)表示信号数据dj的指数，指数e(dj)被定义为从信号数据dj的符号位的下一位开始向右计数与符号位数值相同的连续位数；3)根据相邻两个数据块的指数、块长度标记的位数、指数的标记位数和块长度计算相邻两个数据块的合并增益；4)对所述合并增益进行比较，获得最大合并增益；5)判断最大合并增益是否大于0；6)响应于判断结果为是，则将所述最大合并增益对应的相邻两个数据块进行合并，返回步骤3)；7)响应于判断结果为否，根据最后的合并结果确定将所述信号数据划分的多个数据块的块长度。3.根据权利要求1所述的方法，其中由所述数据块的块长度、指数以及尾数序列形成压缩的数据块包括：将所述数据块的块长度按照预定位数生成块长度标记；将所述数据块的指数按照预定位数生成指数标记；将所述块长度标记、指数标记以及尾数序列按照从高位到低位的顺序组合为压缩的数据块。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述块长度标记是按照预定位数对所述数据块的块长度进行的二进制编码，指数标记是按照预定位数对所述数据块的指数进行的二进制编码。5.一种对压缩的信号数据进行解压缩的方法，包括：获取压缩的信号数据；从所述压缩的信号数据中获取数据块的块长度和指数；根据所述数据块的块长度和指数获取所述数据块的尾数序列；利用所述尾数序列和指数恢复对应于所述数据块的原始信号数据，其中根据所述数据块的块长度和指数获取所述数据块的尾数序列包括：根据所述指数确定所述数据块包含的每个信号数据被压缩的位数；根据所述数据块的块长度和所述数据块被压缩的位数确定尾数序列的长度；根据尾数序列的长度从所述压缩的信号数据中获取尾数序列。6.根据权利要求5所述的方法，其中从所述压缩的信号数据中获取数据块的块长度和指数包括：从所述压缩的信号数据中按照预定位数提取长度标记和指数标记；将所述长度标记转化为数据块的块长度；将所述指数标记转化为数据块的指数。7.一种对信号数据进行压缩的装置，包括：获取模块，被配置为获取信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明强，林咏华，王青，程鑫豪，薛超，祝超，阎蓉，占海，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：