91609

Локально адаптивный алгоритм сжатия

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Сначала кодируется каждый символ L с использованием локально адаптивного алгоритма для каждого из символов индивидуально. Применяем алгоритм Хафмана или другой аналогичный алгоритм сжатия к элементам R рассматривая каждый элемент в качестве объекта для сжатия. Результатом работы алгоритма будет LI.

Русский

2015-07-21

36.53 KB

0 чел.

Локально адаптивный алгоритм сжатия

Этот алгоритм используется для кодирования (L,I), где L строка длиной N, а I – индекс. Это кодирование содержит в себе несколько этапов.

1. Сначала кодируется каждый символ L с использованием локально адаптивного алгоритма для каждого из символов индивидуально. Определяется вектор целых чисел R[0],…,R[N-1], который представляет собой коды для символов L[0],…,L[N-1]. Инициализируется список символов Y, который содержит в себе каждый символ из алфавита Х только один раз. Для каждого i = 0,…,N-1 устанавливается R[i] равным числу символов, предшествующих символу L[i] из списка Y. Взяв Y = [‘a’,’b’,’c’,’r’] в качестве исходного и L = ‘caraab’, вычисляем вектор R: (2 1 3 1 0 3).

2. Применяем алгоритм Хафмана или другой аналогичный алгоритм сжатия к элементам R, рассматривая каждый элемент в качестве объекта для сжатия. В результате получается код OUT и индекс I.

Рассмотрим процедуру декодирования полученного сжатого текста (OUT,I).

Здесь на основе (OUT,I) необходимо вычислить (L,I). Предполагается, что список Y известен.

  1. Сначала вычисляется вектор R, содержащий N чисел: (2 1 3 1 0 3).
  2. Далее вычисляется строка L, содержащая N символов, что дает значения R[0],…,R[N-1]. Если необходимо, инициализируется список Y, содержащий символы алфавита X (как и при процедуре кодирования). Для каждого i = 0,…,N-1 последовательно устанавливается значение L[i], равное символу в положении R[i] из списка Y (нумеруется, начиная с 0), затем символ сдвигается к началу Y. Результирующая строка L представляет собой последнюю колонку матрицы M. Результатом работы алгоритма будет (L,I). Взяв Y = [‘a’,’b’,’c’,’r’] вычисляем строку L = ‘caraab’.

Наиболее важным фактором, определяющим скорость сжатия, является время, необходимое для сортировки вращений во входном блоке. Наиболее быстрый способ решения проблемы заключается в сортировке связанных строк по суффиксам.

Для того чтобы сжать строку S, сначала сформируем строку S’, которая является объединением S c EOF, новым символом, который не встречается в S. После этого используется стандартный алгоритм к строке S’. Так как EOF отличается от прочих символов в S, суффиксы S’ сортируются в том же порядке, как и вращения S’. Это может быть сделано путем построения дерева суффиксов, которое может быть затем обойдено в лексикографическом порядке для сортировки суффиксов. Для этой цели может быть использован алгоритм формирования дерева суффиксов Мак-Крейгта. Его быстродействие составляет 40% от наиболее быстрой методики в случае работы с текстами. Алгоритм работы с деревом суффиксов требует более четырех слов на каждый исходный символ. Манбер и Майерс предложили простой алгоритм сортировки суффиксов строки. Этот алгоритм требует только двух слов на каждый входной символ. Алгоритм работает сначала с первыми i символами суффикса а за тем, используя положения суффиксов в сортируемом массиве, производит сортировку для первых 2i символов. К сожалению этот алгоритм работает заметно медленнее.

В книге [M.Burrows and D.J.Wheeler. A block-sorting Lossless Data Compression Algorithm. Digital Systems Research Center. SRC report 124. May 10, 1994.] предложен несколько лучший алгоритм сортировки суффиксов. В этом алгоритме сортируются суффиксы строки S, которая содержит N символов S[0,…,N-1].

  1. Пусть k число символов, соответствующих машинному слову. Образуем строку S’ из S путем добавления k символов EOF в строку S. Предполагается, что EOF не встречается в строке S.
  2. Инициализируем массив W из N слов W[0,…,N-1] так, что W[i] содержат символы S’[i,…,i+k-1] упорядоченные таким образом, что целочисленное сравнение слов согласуется с лексикографическим сравнением для k-символьных строк. Упаковка символов в слова имеет два преимущества: это позволяет для двух префиксов сравнить сразу k байт и отбросить многие случаи, описанные ниже.
  3. Инициализируется массив V из N целых чисел. Если элемент V содержит j, он представляет собой суффикс S’, чей первый символ равен S’[j]. Когда выполнение алгоритма завершено, суффикс V[i] будет i-ым суффиксом в лексикографическом порядке.
  4. Инициализируем целочисленный массив V так, что для каждого i = 0,…,N-1 : V[i]=i.
  5. Сортируем элементы V, используя первые два символа каждого суффикса в качестве ключа сортировки. Далее для каждого символа ch из алфавита выполняем шаги 6 и 7. Когда эти итерации завершены, V представляет собой отсортированные суффиксы S и работа алгоритма завершается.
  6. Для каждого символа ch’ в алфавите выполняем сортировку элементов V, начинающихся с ch, за которым следует ch’. В процессе выполнения сортировки сравниваем элементы V путем сопоставления суффиксов, которые они представляют при индексировании массива W. На каждом шаге рекурсии следует отслеживать число символов, которые оказались равными в группе, чтобы не сравнивать их снова. Все суффиксы, начинающиеся с ch, отсортированы в рамках V.
  7. Для каждого элемента V[i], соответствующего суффиксу, начинающемуся с ch (то есть, для которого S[V[i]] = ch), установить W[V[i]] значение с ch в старших битах и i в младших битах. Новое значение W[V[i]] сортируется в те же позиции, что и старые значения.

Данный алгоритм может быть улучшен различными способами. Одним из самоочевидных методов является выбор символа ch на этапе 5, начиная с наименьшего общего символа в S и предшествующий наиболее общему.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85533. Рассказ В.А.Сухомлинского «Две матери». Урок внеклассного чтения 5.07 MB
  Развивать представление, воображение. Способствовать формированию собственной позиции ребенка. Воспитывать доброжелательность, чуткость, отзывчивость, стремление своими мыслями и словами выражать чувства любви и уважения к матери, критическое отношение к своим собственным поступкам.
85534. Дружба, товарищество, взаимовыручка. Пословицы по теме урока. Чтение рассказа Петра Федотовича Бондарчука «Горькая малина» 117 KB
  Задачи урока. Познакомить учащихся с творчеством П.Ф.Бондарчука и его рассказом «Горькая малина». Вырабатывать навыки выразительного и осознанного чтения, учить анализировать прочитанный текст, читать в лицах, составлять вопросы к прочитанному, обогащать словарный запас учащихся.
85535. Українське читання. Казка за початком 104.5 KB
  Вчити дітей складати казки закріплювати знання про особливості казки; розвивати зв’язне мовлення творчі здібності учнів уяву логічне мислення вміння точно яскраво повно висловити думку формувати позитивне ставлення до казки виховувати дбайливе ставлення до природи.
85536. Мандрівка містами України 150 KB
  Особливості проведення уроку: урок розроблений з використанням інтерактивних технологій, мультимедійної презентації, фотосюжетів. Обладнання: карта України, мультимедійний проектор, відеозаписи, мікрофон, ілюстрації, іграшковий літак, корабель, потяг, різнокольорові клубочки ниток, етимологічний словник.
85537. Життя тварин моря. Б.Коробейников “Дельфіни” 166 KB
  Мета. Ознайомити учнів з текстом. Поширити знання дітей про тварин моря – дільфінів. Продовжити роботу над формуванням навичок виразного читання, розвивати критичне мислення, збагачувати активний словниковий запас. Вчити працювати в групі.
85538. Закувала та сива зозуля (козацька пісня) 92.5 KB
  Як розумієте вираз сива давнина У які ігри любив гратися в дитинстві письменник Які співав пісні дід письменника Що вони викликали Прочитайте згадки автора про козацькі пісні. Козачі пісні думи. а Читання пісні вчителем. Проблемне питання: Про що мріяли невільники козаки б Словникова робота...
85539. Від усмішки йде до всіх тепло. В.О.Сухомлинський «Усмішка» 66 KB
  Актуалізувати і розширити знання дітей про життя і творчість видатного українського педагога і письменника; розвивати уміння аналізувати і структурувати текст (знаходити описи, міркування, зачин, основну частину, кінцівку).