常用数据无损压缩算法分析

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1、第17卷第1期电子设计工程2009年1月Vol.17No.1ElectronicDesignEngineeringJan.2009常用数据无损压缩算法分析李雷定,马铁华,尤文斌（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）摘要:在数据采集和数据传输系统中常运用数据压缩技术，数据压缩通常可分为无损压缩和有损压缩两种。结合常用数据无损压缩算法原理，给出了实现流程图，并着重讨论各算法的优缺点，最后分析了在实现与优化算法过程中需要注意的问题。关键词:数据压缩；无损压缩；算法；编码中图

2、分类号:TN919文献标识码：A文章编号：1006－6977（2009）01-0049-02AnalysisofcommonlosslesscompressionalgorithmLILei-ding,MATie-hua,YOUWen-bin(KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement,MinistryofEducationNorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)Abstract:T

3、hedatacompressiontechnologyisoftenusedindatacollectionanddatatransmissionsystems.Datacompressioncangenerallybeclassifiedintolosslesscompressionandlossycompression.First,theprincipleofthecommonlyuseddatacompressionalgorithmisintroduced,andthenthispaper

4、focusedontheadvantagesanddisadvantagesofeachmethod.Atlast,someproblemsthatneedtopayattentiontoinusearegiven.Keywords:datacompression;losslesscompression;algorithm;codec时域亚采样、自适应）等。新一代的数据压缩算法大多采用有1引言损压缩，例如矢量量化、子带编码、基于模型的压缩、分形压当今，各种信息系统的数据量越来越大，如何更快、更缩和

5、小波压缩等。多、更好地传输与存储数据成为数据信息处理的首要问题，3常用数据无损压缩算法而数据压缩技术则是解决这一问题的重要方法。事实上，从压缩软件WINRAR到熟知的MP3，数据压缩技术早已应用3.1游程编码于各个领域。这种数据压缩思想[3]：如果数据项d在输入流中连续出现n次，则以单个字符对nd来替换连续出现n次的数据项，这n2数据压缩技术概述个连续出现的数据项叫游程n，这种数据压缩方法称游程编码本质上压缩数据是因为数据自身具有冗余性[1]。数据压（RLE），其实现流程如图1所示。RLE算法具有

6、实现简单，压缩缩是利用各种算法将数据冗余压缩到最小,并尽可能地减少还原速度快等优点，只需扫描一次原始数据即可完成数据压失真,从而提高传输效率和节约存储空间。缩。其缺点是呆板，适应性差，不同的文件格式的压缩率波动数据压缩技术一般分为有损压缩和无损压缩[2]。无损压大，平均压缩率低。实践表明，RLE能够压缩复杂度不高的原缩是指重构压缩数据(还原，解压缩)，而重构数据与原来数据始点阵图像。完全相同。该方法用于那些要求重构信号与原始信号完全一致的场合，如文本数据、程序和特殊应用场合的图像数据（如指纹图像、

7、医学图像等）的压缩。这类算法压缩率较低，一般为1/2～1/5。典型的无损压缩算法有：Shanno-Fano编码、Huffman（哈夫曼）编码、算术编码、游程编码、LZW编码等。而有损压缩是重构使用压缩后的数据，其重构数据与原来数据有所不同，但不影响原始资料表达信息，而压缩率则要大得多。有损压缩广泛应用于语音、图像和视频的数据压缩。常用的有损压缩算法有PCM（脉冲编码调制）、预测编码、变换编码（离散余弦变换、小波变换等）、插值和外推（空域亚采样、收稿日期：2008-09-10稿件编号：2008090

8、34图1游程压缩实现流程图作者简介:李雷定（1981-），女，山西长治人，硕士研究生。研究方向：数据无损压缩技术。－49－《电子设计工程》2009年第1期3.2基于字典编码技术的LZW算法的。可重新从初始状态建立字典；也可监测压缩率，当压缩率LZW算法是LZ78的流行变形，由TerryWelch在1984变坏时全部或部分清除字典。年开发。LZW算法首先将字母表中的所有字符初始化到字（3）压缩数据代码长度压缩时,输入数据一般是8位,典，常用8位字符，在输入任何数据前优先占用字典的前2