[发明专利]一种针对雷电波形数据动态压缩方法以及硬件实现方法

说明书

本发明公开了一种针对雷电波形数据动态压缩方法以及硬件实现方法，其包括采用动态自适应压缩算法对数据针对性压缩；所述针对性压缩包括，改进算法原理；采用差分模块处理差分项数据流；采用查找模块进行数据查找；采用编码模块形成合适的编码；采用控制模块对压缩后的数据进行传输。本发明通过采用FPGA做处理器，采样芯片输出的波形数据经过差分计算和有效位截断，由改进LZSS算法进行压缩输出编码，实现了适应于雷电波形的无损压缩，相较于传统压缩算法提高了压缩效率并节省了存储空间。

技术领域

本发明涉及雷电波形数据处理技术领域，特别是一种针对雷电波形数据动态压缩方法以及硬件实现方法。

背景技术

雷电信号是一种快速响应信号，为实现雷电波形的精确采集和还原，需要在信号采集存储系统中提高采样率，这同时也带来了海量的数据冗余。因而对于雷电波形数据处理系统而言，无论对数据的传输还是存储，都需要首先通过数据压缩技术处理。

现有的数据压缩方法可分为有损压缩和无损压缩两类，其中有损压缩不适用于处理高价值数据；无损压缩又主要分为基于统计的和基于字典的两大类，基于统计的方法在硬件实现上速度较慢且不易处理变长编码，传统基于字典的方法针对含有重复数据多的对象，对雷电数据的压缩率较低，且字典的建立需要占用较大存储空间。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是传统基于字典的方法针对含有重复数据多的对象，对雷电数据的压缩率较低，且字典的建立需要占用较大存储空间。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种针对雷电波形数据动态压缩方法，其包括采用动态自适应压缩算法对数据针对性压缩；所述针对性压缩包括，改进算法原理；采用差分模块处理差分项数据流；采用查找模块进行数据查找；采用编码模块形成合适的编码；采用控制模块对压缩后的数据进行传输。

作为本发明所述针对雷电波形数据动态压缩方法的一种优选方案，其中：所述改进算法原理主要将一个随压缩进程滑动的窗口作为字典，查找字典中如果出现待压缩的字符串，则输出其出现位置和长度，否则直接输出字符串。

作为本发明所述针对雷电波形数据动态压缩方法的一种优选方案，其中：所述差分模块使用两级寄存器结构得到前后两拍时钟下的数值，做差并截取后 8位输出，输出依然采用补码格式。

作为本发明所述针对雷电波形数据动态压缩方法的一种优选方案，其中：所述查找模块主要处理差分模块中输出的8位差分项数据流，查找滑动窗口中是否有相同项，并随进度更新窗口数据；分别建立存储字典，和ram存储地址，地址中的数据即为字典的索引值，其自身的索引值由哈希算法给出。

作为本发明所述针对雷电波形数据动态压缩方法的一种优选方案，其中：所述编码模块根据差分模块读取的差分项和与其对应的查找模块查找到的记录，形成合适的编码。

作为本发明所述针对雷电波形数据动态压缩方法的一种优选方案，其中：所述控制模块通过微控制器和可变静态存储控制器传输压缩后的数据，微控制器通过高字节判断数据的格式类型，低字节直接为编码数据真值。

作为本发明所述针对雷电波形数据动态压缩方法的一种优选方案，其中：编码过程中可能需要上一个读取的差分项作为依据，通过寄存器存储上一数据，建立FIFO存储器用于存储编码结果。