數(shù)據(jù)壓縮算法電訊技術(shù)論文

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1．常用數(shù)據(jù)壓縮算法

1．1Huffman編碼

哈夫曼編碼是無損壓縮當中最好的方法。它使用預(yù)先二進制描述來替換每個符號，長度由特殊符號出現(xiàn)的頻率決定。基本的原理是為每個符號找到新的二進制表示，從而通常符號使用很少的位，不常見的符號使用較多的位。

1．2LZW壓縮算法

LZW是Lempel—Ziv—Welch的縮寫，主要用于圖像數(shù)據(jù)壓縮．對于簡單平滑圖像且噪聲小的信號源具有較高的壓縮比，并且其壓縮和解壓縮速度也比較快。

1．3算數(shù)編碼

Huffman編碼解決的是整數(shù)位編碼問題，而這一點有時可能成為一個問題。例如，如果一個字符的概率是1/3，則編碼該字符的最優(yōu)位數(shù)是1.6位左右但Huffman編碼卻必須給代碼指定1位或2位，而無論哪一種選擇都將導(dǎo)致比理論上可能的長度更長的壓縮信息。

1．4PPM數(shù)據(jù)解壓縮算法

PPM(PredictionbyPartialMatching)是一種上下文統(tǒng)計模型技術(shù)。它根據(jù)輸入字符串中一定長度的上下文后面字符出現(xiàn)的次數(shù)，得出每個上下文的預(yù)測概率，然后利用多個上下文模型來得出輸入字符出現(xiàn)的概率，最后根據(jù)該概率用算術(shù)編碼對該字符進行編碼。根據(jù)最近輸入的字符，來預(yù)測即將輸入的下一個字符，可以達到數(shù)據(jù)壓縮的目的。PPM就是利用了這種方法。利用最近輸入的幾個字符(叫做上下文模型)，來預(yù)測下一個字符。其中，上下文模型的長度k可以從0到已輸入字符的最大長度k不等。對于k長度的上下文模型來說，首先要計算在已輸入字符串中，每個k長度的子串后面不同的字符出現(xiàn)的次數(shù)，然后可以得到該上下文模型的預(yù)測概率。預(yù)測概率主要用于計算在該上下文模型后面輸入字符出現(xiàn)的概率，以便于用算術(shù)編碼對該字字符進行編碼。這樣每個不同長度的上下文模型可以得到相應(yīng)的預(yù)測概率。因為每個模型具有不同的k值。在計算輸入字符出現(xiàn)的概率時，一般都是從最長的模型開始的。對于某個k長度的模型來說，當輸入的字符已經(jīng)被該上下文模型預(yù)測出時，該輸入字符出現(xiàn)的概率就是預(yù)測概率。而當一個新字符，也就是說該上下文模型不能預(yù)測出的字符出現(xiàn)時，輸入字符出現(xiàn)的概率就無法得到，也就不能對該字符進行編碼。這時，就需要用到”跳轉(zhuǎn)”(Esc)概率將不同長度上下文模型各自的預(yù)測概率聯(lián)系起來?！碧D(zhuǎn)”概率就可以將模型從k跳f,lk一1，看k一1長度的模型能不能預(yù)測出該字符。如果可以，該字符的概率就是”跳轉(zhuǎn)”概率k一1模型的預(yù)測概率；如果不能，”跳轉(zhuǎn)”過程將一直進行直到某個模型可以預(yù)測出該字符。有了”跳轉(zhuǎn)”機制以后，某個字符的預(yù)測概率就由可以預(yù)測出該字符模型和它以前的所有模型中的”跳轉(zhuǎn)”概率來決定。為了保證無論出現(xiàn)什么字符，最后”跳轉(zhuǎn)”過程都能結(jié)束，最低長度的模型中必須包括字母表中所有的字符。根據(jù)計算”跳轉(zhuǎn)”概率的方法不同，PPM算法有很多類型，有A，B，C，D，P等形式。

2．詞庫壓縮程序的設(shè)計和實現(xiàn)

2．1選擇PPMD算法為詞庫解壓縮算法的依據(jù)

根據(jù)計算”逃避”或“跳轉(zhuǎn)”概率的方法不同，PPM算法有很多類型，有A，B，C，D，P等形式。PPMD算法在運行時，對內(nèi)存的要求不是特別高，運行速度比較快。PPMD算法的階數(shù)可以取1-16的階數(shù)。當階數(shù)落在2-3范圍時的壓縮率跟ZIP，BZIP2可比較，階數(shù)在4-6范圍之內(nèi)時，壓縮率比ZIP,BZIP2快，而且運行速度比ZIP,BZIP2快。在高階數(shù)范圍8-16之內(nèi)時，PPMD算法各方面的表現(xiàn)極為突出。因此，在此系統(tǒng)的詞庫壓縮程序中使用了PPMD算法，并且把階數(shù)選為16。2．2詞庫壓縮程序的設(shè)計設(shè)計詞庫壓縮程序思路：使用Dao技術(shù)操作數(shù)據(jù)庫。當用戶選擇某數(shù)據(jù)庫時，首先檢查次數(shù)據(jù)庫是否包含名稱為DictTag和Tags的兩個數(shù)據(jù)表。當用戶選擇某個數(shù)據(jù)表時檢查該表是否符合壓縮程序的要求。若不符合，則提示給用戶。選擇好壓縮的數(shù)據(jù)表之后，首先對數(shù)據(jù)進行分析。在分析過程中主要完成單詞和解釋字符串的長度，寫入壓縮文件時使用的數(shù)據(jù)包編號的計算等。壓縮后的詞庫的名稱填寫，源語言和目標語言的選擇，排序規(guī)則的選擇等。其中，排序表必須為Excel文件，而且表的結(jié)構(gòu)也要符合規(guī)定。生成詞庫文件時，首先讀取單詞和單詞的長度和解釋的長度，先把這些寫入文件，然后再把單詞解釋部分壓縮后寫入詞庫文件。

3．小結(jié)

對數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)進行了論述，還有提出了基于PPMD算法的詞庫壓縮程序的設(shè)計和實現(xiàn)過程。