Применение пространственного подхода для задачи архивации телеметрических данных
Ключевые слова:
наборы кадров, телеметрические данные, обратимое сжатие, архивация, телеметрические системы.Аннотация
Введение: для обработки данных телеметрии, которым в последние годы не уделялось достаточного внимания, существует ряд алгоритмов как специализированных, так и общего назначения, ни один из которых не показывает хотя бы приемлемую эффективность, и все имеют ряд фундаментальных ограничений. Цель: разработать эффективный алгоритм сжатия/восстановления наборов кадров телеметрических данных на основе пространственного подхода к их представлению и формата хранения их сжатого представления для задачи архивации. Результаты: предложен алгоритм сжатия наборов кадров телеметрических данных, представляющих собой трехмерные разностно-битовые матрицы, рассмотрены различные способы их отображения в тело фрактального куба. Для хранения сжатого представления данных разработан специализированный формат описания, который эффективно может быть применен в задаче архивации данных. Приведены оценки скорости и качества работы разработанного алгоритма, который по эффективности сравнивался с алгоритмом, основанным на построении префиксных кодов Хаффмана, и с алгоритмом DEFLATE, входящим в состав утилиты WinRAR, который в свою очередь является фактическим отраслевым стандартом для решения задач сжатия и архивации. В результате доказано существенное превосходство разработанного алгоритма над алгоритмами Хаффмана и DEFLATE в скорости и коэффициенте сжатия. Практическая значимость: использование предложенного алгоритма может привести к значительным технико-экономическим выгодам для промышленных предприятий и улучшению эффективности работы систем передачи телеметрических данных. Обсуждение: основным недостатком разработанного алгоритма является нелинейная зависимость времени сжатия от размерности сжимаемых данных, являющаяся следствием как невозможности эффективно сегментировать данные для их раздельной обработки, так и необходимости в многопроходной обработке. Решение данных проблем открывает ряд перспективных направлений для дальнейшего развития алгоритма.
