一种信息数据高效压缩传输方法与流程

本发明涉及数字信息传输，具体涉及一种信息数据高效压缩传输方法。

背景技术：

1、随着物联网技术的高速发展，物联网设备产生的数据量呈现指数爆炸式的增长趋势，对于物联网数据直接进行传输，一方面增加了物联网设备的数据传输和接收功耗，另一方面对云服务器的存储与计算带来了巨大挑战，故通常需要对物联网设备所产生的数据进行压缩处理后，再将其传输到云服务器中进行存储与计算。

2、传统的数据压缩算法如lzw压缩算法，是一种高效的无损压缩算法，压缩速度较快，适用于多种类型的数据，如文本、图像、音频等，且具有较高的压缩比，但在压缩与解压的过程中，需要建立和维护一个字典来存储已经出现过的数据，而字典的大小通常是固定的，在字典被填满后便不再向其中添加新的编码值，因此当压缩字典处于填满状态时如果没有进行合理的更新将会导致对后续数据的压缩效果较差，从而降低整体的数据压缩比。

技术实现思路

1、本发明提供一种信息数据高效压缩传输方法，以解决lzw压缩算法中压缩字典不更新导致数据压缩比低、压缩效果较差的问题，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明一个实施例一种信息数据高效压缩传输方法，该方法包括以下步骤：

3、获取每种环境监测数据的信息数据序列，所述环境监测数据包括温度、相对湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、甲烷浓度；

4、根据信息数据序列的数据稳定性以及环境监测数据之间的相互影响特征获取每种环境监测数据的传输质量指数；

5、根据每个时刻环境监测序列中每个元素与其对应标准值以及所述传输质量指数获取每个时刻的环境警示指数；根据每个时刻确定的延时影响序列中每个延时时刻的环境警示指数获取每个时刻的潜在警示系数；

6、将每个时刻的环境警示指数、潜在警示系数构建的向量作为每个时刻的压缩因子向量，根据压缩字典中每个键值对每次出现时的压缩因子向量获取每个键值对的数据侧重度；根据所有键值对的数据侧重度的分类结果获取压缩字典的更新规则；利用数据压缩算法基于所述压缩字典的更新规则得到压缩后的监测信息数据，将监测信息数据作为传输内容。

7、优选的，所述根据信息数据序列的数据稳定性以及环境监测数据之间的相互影响特征获取每种环境监测数据的传输质量指数的方法为：

8、根据每种环境监测数据的信息数据序列及其预测序列获取每种环境监测数据的压缩质量指数；

9、将每种环境监测数据的差异序列的分布方差与预设参数的和作为分母，将所述压缩质量指数与分母的比值作为每种环境监测数据的传输质量指数。

10、优选的，所述根据每种环境监测数据的信息数据序列及其预测序列获取每种环境监测数据的压缩质量指数的方法为：

11、将每一种环境监测数据记为分析数据，将分析数据的信息数据序列与任意一种环境监测数据的信息数据序列之间的相似性度量结果作为第一相似度；

12、将分析数据的预测序列与任意一种环境监测数据的预测序列之间的相似性度量结果作为第二相似度；

13、将第一相似度与第二相似度之和在所有种环境监测数据上累加的均值作为分析数据的压缩质量指数。

14、优选的，所述每种环境监测数据的差异序列的获取方法为：

15、利用预测算法获取每种环境监测数据的预测序列，获取每种环境监测数据的预测序列与信息数据序列之间相同次序的元素之间的差值绝对值，将所述差值绝对值按照时间升序的顺序组成的序列作为每种环境监测数据的差异序列。

16、优选的，所述根据每个时刻环境监测序列中每个元素与其对应标准值以及所述传输质量指数获取每个时刻的环境警示指数的方法为：

17、将每个时刻下每种环境监测数据的信息数据序列中的元素值与每种环境监测数据的安全标准值之间的差值作为每个时刻下每种环境监测数据的警示值；

18、获取所述警示值与每种环境监测数据的传输质量指数的乘积，将以所述乘积在每个时刻上的累加为指数，以自然常数为底数的计算结果作为每个时刻的环境警示指数。

19、优选的，所述根据每个时刻确定的延时影响序列中每个延时时刻的环境警示指数获取每个时刻的潜在警示系数的方法为：

20、将每个时刻之前相邻的预设数量个时刻按照时间升序的顺序组成的序列作为每个时刻的延时影响序列，将所述延时影响序列中的每个元素标记为每个时刻的延时时刻；

21、将所述延时影响序列中后一延时时刻的环境警示指数与前一延时时刻的环境警示指数的比值与预设参数的差值作为映射函数的输入，将所述延时影响序列上所述映射函数的输出结果的均值作为每个时刻的潜在警示系数。

22、优选的，所述根据压缩字典中每个键值对每次出现时的压缩因子向量获取每个键值对的数据侧重度的方法为：

23、根据每个键值对中每个原始数据在原始信息传输序列中每次出现时的压缩因子向量获取每个键值对中每个原始数据的侧重距离；

24、将所述侧重距离在每个键值对中所有原始数据上的累加作为分子；

25、将每个键值对中所有原始数据组成的字符串记为原始数据串，将每个键值对中所有原始数据的数量与所述原始数据串在原始信息传输序列中出现次数的乘积作为分母；

26、将分子与分母的比值作为每个键值对的数据侧重度。

27、优选的，所述根据每个键值对中每个原始数据在原始信息传输序列中每次出现时的压缩因子向量获取每个键值对中每个原始数据的侧重距离的方法为：

28、分别利用所有时刻的环境警示指数、潜在警示系数构建横、纵坐标轴，将所述横、纵坐标轴组成的坐标系作为侧重坐标系；

29、获取每个键值对中每个原始数据在原始信息传输序列中每次出现时刻的压缩因子向量，将所述压缩因子向量与侧重坐标系原点之间的欧式距离作为所述每个原始数据的侧重距离。

30、优选的，所述根据所有键值对的数据侧重度的分类结果获取压缩字典的更新规则的方法为：

31、利用数据聚类算法获取所有键值对的数据侧重度的分类结果，根据每个聚类簇的中心点对应的数据侧重度获取每个聚类簇的侧重度等级；

32、将每个聚类簇中所有键值对组成的压缩字典作为一个字典块，当压缩字典处于填满状态时，将侧重等级中极低侧重度对应的字典块中删除预设比例的键值对作为压缩字典的更新规则。

33、优选的，所述利用数据聚类算法获取所有键值对的数据侧重度的分类结果，根据每个聚类簇的中心点对应的数据侧重度获取每个聚类簇的侧重度等级的方法为：

34、将所有键值对的数据侧重度作为聚类算法的输入，利用聚类算法得到预设数量个聚类簇；

35、获取所有聚类簇的中心点对应键值对的数据侧重度按照降序顺序的排列结果，根据所述排列结果标记每个聚类簇的侧重度等级；

36、所述侧重度等级由低到高分别标记为极低侧重度、低侧重度、中等侧重度、高侧重度、极高侧重度。

37、本发明的有益效果是：本发明通过分析化工厂环境监测数据的特点，根据不同种监测数据对人体的危害标准将化信息数据序列中的元素初步分为安全环境数据与异常环境数据，将安全环境数据统一替换为最低安全标准数据，提高原始信息传输序列中原始数据的重复率，其有益效果在于能够提高压缩时的压缩比，提高信息传输速度；其次通过分析环境监测数据的稳定性以及不同种环境监测数据之间的相互影响特征构建传输质量指数，传输质量指数反映了不同种环境监测数据的受重视程度；并基于传输质量指数得到环境警示指数以及潜在警示系数，便于后续对压缩字典的分块处理；其次构建数据侧重度，用于反映压缩字典中键值对的重要程度，其有益效果在于对原始信息传输序列中原始数据进行压缩时，选择性的对字典块中所存储的键值对进行更新处理，解决了传统的lzw压缩算法字典不更新导致对后续数据压缩效果较差的问题，提高了整体的数据压缩比。