陈世海，裴东兴，张 琦

（中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051）

在工业生产、科学研究过程中常常为观察一个信号，需要数据采集系统对信号进行长时间高速采样，因此，庞大的数据量给数据传输、存储和处理带来极大的挑战。通过数据压缩技术可以缓解数据传输和存储系统的压力。数据压缩技术分为有损压缩和无损压缩两大类。无损压缩是利用数据的冗余度压缩，压缩后的数据进行重构后与原来的数据完全相同；有损压缩压缩后数据进行重构与原来的数据有所不同。多数的数据采集系统因被测对象的不确定性则需要采用无损数据压缩[1]。由于LZW无损压缩算法具有自适应特性，在对信号统计特性不明确的情况下，仍然有较好的压缩效果。结合现场可编程门阵列（FPGA）的高集成度、低功耗、灵活、及能进行并行运算的特性[2]，该设计采用FPGA以硬件的方式实现LZW算法，以提高系统的实时压缩能力。同时，考虑到LZW算法自身的特点，为提高压缩比和减轻上位机对数据进行软件滤波的运算量，采用在对数据进行压缩前进行滑动平均数字滤波的预处理方法。

1 滑动平均数字滤波

为消除采样系统中的小幅度高频A/D量化噪声，平滑采集数据曲线，提高后续压缩的效能，在系统中采用具有低通特性的滑动平均数字滤波器。滑动平均滤波法是把N个采集数据看成一个队列，队列的长度固定为N，每进行一次新的采样，把新的采样结果放入队尾，而去掉原来队首的一个数据，把队列中的N个数据进行算术平均运算，其结果就为新的滤波结果[3]。……