Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Алгоритмы LZ77 и LZ78

1654 байта убрано, 06:53, 24 октября 2010
Нет описания правки
Можно сказать, что алгоритмы семейства LZ* представляют собой более сложное обобщение простого и интуитивного способа сжатия данных, используемого в [[RLE]].
=== Принципы работи алгоритма ===
Основная суть алгоритма заключается ето замена повторно вхождения строки ссылкою на предыдущую позицию одну из предыдущих позиций вхождения.Для етого используют скользящее метод скользящего окна.
Метод кодирования согласно принципу скользящего окна учитывает уже ранее встречавшуюся информацию, то есть информацию, которая уже известна для кодировщика и декодировщика (второе и последующие вхождения некоторой строки символов в сообщении заменяются ссылками на ее первое вхождение).
Скользящее окно можно представить в виде буфера (или более сложной динамической структуры данных), который организован так, чтобы запоминать «сказанную» ранее информацию и предоставлять к ней доступ.
Таким образом, сам процесс сжимающего кодирования согласно LZ77 напоминает написание программы, команды которой позволяют обращаться к элементам «скользящего окна», и вместо значений сжимаемой последовательности вставлять ссылки на эти значения в «скользящем окне».
Размер скользящего окна может динамически изменяться и составлять 2, 4 или 32 килобайта. Следует также отметить, что размер окна кодировщика может быть менее или равен размеру окна декодировщика, но не наоборот.
Рассмотрим последовательность из N элементов. Если все элементы последовательности уникальны, то такая последовательность не будет содержать ни одного повторяющегося элемента, или, иначе говоря, в последовательности не найдется хотя бы двух равных друг другу или совпадающих элементов.
Перед тем, как перейти к рассмотрению механизма кодирования, уточним понятие ''совпадения'' (от {{lang-en|match}}). Рассмотрим последовательность из N элементов. Если все элементы последовательности уникальны, то такая последовательность не будет содержать ни одного повторяющегося элемента, или, иначе говоря, в последовательности не найдется хотя бы двух равных друг другу или совпадающих элементов. В стандартном алгоритме LZ77 совпадения строки кодируются парой:
* длина совпадения (match length)
* смещение (offset) или дистанция (distance)
В продолжение уже приведенной аналогии с программированием отметим, что в большинстве статей, посвященных алгоритму LZ77, кодируемая Кодируемая пара трактуется именно как команда копирования символов из скользящего окна с определенной позиции, или дословно как: «Вернуться в буфере символов на ''значение смещения'' и скопировать ''значение длины'' символов, начиная с текущей позиции». Хотя для приверженцев [[Императивное программирование| императивного программирования]] такая интерпретация может показаться интуитивно понятной, она, к сожалению, мало говорит о сущности алгоритма LZ77 как метода сжатия. Особенность данного алгоритма сжатия заключается в том, что использование кодируемой пары ''длина-смещение'' является не только приемлемым, но и эффективным в тех случаях, когда значение длины превышает значение смещения. 
Пример с командой копирования не совсем очевиден: «Вернуться на 1 символ назад в буфере и скопировать 7 символов, начиная с текущей позиции». Каким образом можно скопировать 7 символов из буфера, когда в настоящий момент в буфере находится только 1 символ? Однако следующая интерпретация кодирующей пары может прояснить ситуацию: каждые 7 последующих символов совпадают (эквивалентны) с 1 символом перед ними.
 Это означает, что каждый символ можно однозначно определить, переместившись назад в буфере — даже если данный символ еще отсутствует в буфере на момент декодирования текущей пары ''длина-смещение''. Такая кодируемая пара будет представлять собой многократное (определяемое значением смещения) повторение последовательности (определяемой значением длины) символов, что представляет собой более общую форму [[RLE]]. === Недостатки ===* невозможность кодирования подстрок, отстоящих друг от друга на расстоянии, большем длины словаря* длина подстроки, которую можно закодировать, ограничена размером буфера* малая эффективность при кодировании незначительного объёма данных 
=== Пример "abracadabra" ===
Поз. Длина Симв.
96
правок

Навигация