[发明专利]适合数据压缩的方法和设置

说明书

本申请是2002年2月11日递交的申请号为02806626.X，发明名称为“适合数据压缩的方法和设置”的分案申请。 

发明背景 

数据压缩是指缩减表达已知信息所需数据量的过程。缩减过程的基础是除去冗余或不必要的数据。数据压缩技术可以降低信息存储及信息传输的费用。数据压缩技术被用于许多方面，从简单的文件缩小到语音及视频信号的编码都可用到数据压缩技术。 

数据压缩分为二种类型：无损压缩和有损压缩。在无损压缩中，在编码器输入的源信息会在解码器的输出中进行严格的检索。在有损压缩中，信息不进行严格的检索，但损失的信息量对于使用这种压缩技术的情况而言是可以接受的。有损压缩主要用于语言、音频、图像及视频信号的压缩。压缩算法的目的在于使用最少量的字节数来表达信号，同时又可保持这一信号可被解读和感知。所有人类感官不能察觉的信息都可以被除去。 

无损失压缩技术用应用的情况于不允许有信息损失，例如用于压缩可执行文件、源代码文件、卫星图像以及医疗成像。无损压缩技术也会在有损压缩方案中得到部分应用，以期得到更佳的压缩比。 

一项用于无损压缩的著名技术就是LZW算法，LZW算法是一项通用算法，该算法的基础是根据固定规则对字符串进行解析。该算法基于一个概念，这个概念就是经常使用的序列可以使用比表达整个序列所需数量更少的字节进行编码。LZW算法需要对带有源字符的表格进行初始化处理。在起动编码过程之前，符号的宽度要被选定，符号的源字符被生成并被存储在编码器和解码器的编码表格中。当对收到的符号序列进行编码时，LZW算法将选定的符号(词汇)序列添加到代码库时，代码库中含有的序列可以用少于表达整个序列所需数量的字节进行编码。源字符的大小与符号的宽度无关。举例而言，宽度为1比特(8个字节)的符号需要28(256)输入的源字符，宽度为2比特(16字节)的符号需要216(64K)输入的源字符。一般而言，LZW算法用于宽度为1比特的符号。LZW算法对编码表进行搜索以便找到与所收到的符号序列相配的最长源字符，并将代码库中存储的与符号串相配的最长源字符索引发送出去。 

图1表明的是执行无损数据压缩的编码器和解码器中所用到的以往LZW算法的编码表100。这一LZW编码表可能是一个三元可设定地址的内存。编码器使用存储在LZW编码表100中的源字符106和代码库108对输入的符号序列102编译成索引值序列。编码器110中的编码表100和解码器112中的解码表120含有源字符106和代码库108。索引序列114由编码器110传输出去，并由解码器112进行解码。解码器112输出的字符串104与输入的符号序列102具有相同的符号。在编码器110开始对输入的符号序列102进行编码之前，源字符106被存储于编码器110和解码器112的LZW编码表100中。从编码器110发送至解码器112的索引序列114或者是存储在源字符106中的无格式文本符号，或者是存储在代码库108中的符号串索引。编码器110和解码器112通过依据初始的源字符来获悉新的符号序列，并由此 在各自的代码库中独立地创建输入项。编码器110在代码库中添加入新的符号序列，并将以前获悉符号或符号序列的索引以索引序列114这一形式发送给解码器112。解码器同样获悉新的字符串，并将新的字符串存储在代码表108中LZW解码表120的新索引位置上。 

图2表明的是以前的LZW技术对图1所示的编码器输入的字符串进行压缩的过程。在编码器110开始对输入的字符串进行解析或解码器开始解码之前，源字符106被存储在LZW编码表100中。在编码表100和解码表120中，8位字符所用的源字符106存储在索引0～255的位置上。源字符106中256地址的5项内容被显示出来。符号“/”存储在索引47的位置上，符号“b”存储在索引98的位置上，符号“d”存储在索引100的位置上，符号“e”存储在索引101的位置上，符号“t”存储在索引116的位置上，符号“w”在座在索引119的位置上。LZW编码表100中源字符106的索引256位置上的另一输入项256存储着字符串结束码，LZW编码表100中代码库108的索引257位置上的输入项257存储着溢出码。