[发明专利]一种手机网络导航中导航数据的压缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地图矢量数据的无损数据压缩方法，尤其涉及一 种应用于手机网络导航中导航数据的压缩方法。

技术背景

手机GPS导航系统现在基本上分为手机自主导航系统和手机网 络导航系统两种。在手机网络导航系统中，用户向网络导航中心发送 目的地数据查询请求后，由网络导航中心获得的可导航POI兴趣点数 据(Point of Interest”的缩写，可以翻译成“兴趣点”，每个POI 包含四方面信息，名称、类别、经度、纬度)、导航路线地图数据均通 过GPRS或者CDMA无线网络发送到手机终端。由于无线网络传输的速 率较低，且目前手机运营商的收费是与传输的数据流量相关联的。这 就要求在数据传输中只能传输最必要的数据。即使如此，随着导航距 离的加大，导航过程中所需的无线网络数据流量依然很大，产生的费 用也较大。

信息论是数学的一个分支，数据压缩是信息论的基本表现。数据 压缩进入信息论领域是因为它涉及了冗余问题，一条消息中的冗余信 息要占用额外的位来编码，如果去除这些额外信息，将减少消息的量。

数据压缩分为无损数据压缩和有损数据压缩两种方式。有损数据 压缩允许以一定的精度损失以换取大大增强的压缩，有损数据压缩主 要用于数字图形图像和数字化语音。目前有损数据压缩主要还是使用 专门的硬件实现。无损数据压缩是指使用压缩后的数据进行重构(或 者叫做还原，解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同，无损 数据压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。

对于手机网络导航系统而言，所需的原始POI兴趣点数据和导航 地图数据都是经过精简处理，均为导航时所必须的数据，任何一个单 独数据位的损失都将导致手机终端用户无法使用导航数据。因此手机 网络导航系统中要采用无损数据压缩技术对所需传输的原始导航数 据进行压缩。

发明内容

本发明旨在提供一种在手机网络导航中导航数据的压缩方法，使 得网络导航中心在发送相关导航数据时，能够高效、快速地进行数据 压缩；手机端在收到压缩导航数据包后能快速进行解压缩，获取所需 导航数据。

为了达成以上目的，一种手机网络导航中导航数据的压缩方法， 主要分为两个步骤：

步骤1：用一个滑动窗口在导航数据包中滑动，在前向缓冲区中 查找在滑动窗口中匹配的最长字符串，根据查找的匹配字符串的长度 情况，生成指针二元组或者单个字符；指针二元组的表示形式由两个 分量组成，分别为匹配字符串在滑动窗口的偏移位置和匹配字符串的 长度；单个字符则为原始数据中的字符，表示形式不变；

步骤2：对步骤1输出的指针二元组或者单个字符进行重新编码， 对指针二元组的第一个分量off采用定长编码，对第二个分量采用 Huffman变长编码，对单个字符的编码方式同原始导航数据中的字符， 不发生变化。

该步骤1的具体压缩算法为：

1).把编码位置置于输入数据流的开始位置；

2).考察未编码的字符，在前向缓冲存储器中查找在滑动窗口中 最长的匹配串，并试图在滑动窗口中找出最长的匹配字符串；

3).若匹配字符串的长度len不小于最小匹配串长度，把标志位 ID置1，然后输出指针二元组(off，len)，其中off为滑动窗口 中的匹配字符串相对窗口边界的偏移，len为匹配字符串的长度，然 后将滑动窗口向后滑动len个字符，若前向缓冲存储器不是空的， 继续步骤1；若匹配串长度len小于最小匹配串长度，执行步骤4；

4).把标志位ID置0，输出前向缓冲存储器中的第1个字符， 然后将窗口位置向后移动一个字符；若前向缓冲存储器不是空的，继 续步骤1；

解压缩时，只要象压缩时那样维护好滑动的窗口，随着二元组或 者单个字符的不断输入，在滑动窗口中找到相应的匹配字符串或者单 个字符，即可还原出原始数据。

步骤2中对输出指针二元组中的第二个分量进行匹配字符串长 度len进行Huffman变长编码，该编码方法是根据字符串长度出现概 率的不同进行变长变码，出现概率大的长度用较短的码位编码，出现 概率较小的用较长的码位编码。

所述的编码过程如下：

①将信源符号按概率递减顺序排列；

②把两个最小的概率加起来，作为新符号的概率；

③重复前两步，直到概率和达到1为止；