Быстрые методы сжатия и распаковки в системах картографирования

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

Анализ разработанного алгоритма показал рост производительности (до 20%) системы визуализации при увеличении размера поверхности дна (1024x1024) в сравнении с рассмотренными аналогами.

УДК 621.372

В.Е. Золотовский, Е.В. Ляпунцова, Д.А. Беспалов, И .И. Головченко

БЫСТРЫЕ МЕТОДЫ СЖАТИЯ И РАСПАКОВКИ В СИСТЕМАХ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ

В докладе рассматривается задача разработки системы алгоритмов, позволяющих производить сжатие и распаковку в реальном времени рельефных карт дна или земной поверхности, разработать систему методов повышения эффективности сжатия с использованием программных, алгоритмических и аппаратных средств.

В ходе анализа существующих методов сжатия данных был произведен выбор некоторого множества алгоритмов и разработаны программные модули сжатия ,

совокупности методов в целом.

В качестве объекта обработки были выбраны карты высот, представляющие собой двумерный массив значений, каждое из которых определяет высоту конкретной точки поверхности. Для рельефных карт были выделены основные типы

,

применения того или иного алгоритма и на его характеристики.

В качестве базового алгоритма сжатия рельефных карт был реализован алгоритм Лампеля-Зива-Вейча. Для сравнения был реализован алгоритм Хаффмана, эффективность которого в процессе проведения экспериментов оказалась гораздо

.

Для повышения эффективности сжатия предлагается использование алгоритмов предварительной обработки карт на базе линейно предсказывающего алгоритма, а также преобразования карт на основе аффинных преобразований. Их использование позволяет увеличить эффективность базового алгоритма сжатия на 10%-50%.

В работе проводилась оценка основных параметров алгоритмов для каждого типа карт каждого типового размера и были получены следующие результаты: коэффициент сжатия: от 9 до 260 (дай худшего и лучшего вариантов рельефа), время распаковки: от 0,01 сек. до 0,7 сек (дая размеров карт 250x250 точек и 1000x1000 ).

В качестве аппаратной базы для реализации сжатия были выбраны процессоры цифровой обработки сигналов ADSP 21060/21160 как наиболее перспективные и мощные в плане реализации бортовых систем картографирования. Их архитектура и система операций практически идеально подходит к реализации предлагаемых .

Использование ПЦОС в качестве аппаратной базы обработки электронных карт рельефа также обусловлено возможностями повышения скорости обработки данных за счет наличия параллельных систем внутри процессоров, а также возможности реализации многопроцессорной системы с параллельной обработкой .