[发明专利]一种多维量子数据压缩、解压缩方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机信息技术领域，尤其涉及一种多维量子数据压缩、解压缩方法及装置。

背景技术

在计算机科学和信息论中，数据压缩或者源编码是按照特定的编码机制用比未经编码少的数据比特(或者其它信息相关的单位)表示信息的过程。

目前，比较常用的数据压缩的无损压缩法中，常用编码方式包括：游程编码(RLC,Run Length Coding)、词典编码(dictionary encoding)、算术编码等方法。

游程编码(RLC,Run Length Coding)压缩技术的基本原理是：用一个符号值或串代替具有相同值的连续符号，使符号长度少于原始数据的长度。现有的游程编码的基本方法是：通过统计信源符号中的重复个数，并以<重复个数><重复符号><编码分割提示符>格式来编码。用一个符号值或串长代替具有相同值的连续符号(连续符号构成了一段连续的“游程”)，使符号长度少于原始数据的长度。只在各行或者各列数据的代码发生变化时，一次记录该代码及相同代码重复的个数，从而实现数据的压缩。例如：

数据888888899999999999999000000001111111111

游程编码为：(7，8)(14，9)(8，0)(10，1)

词典编码(dictionary encoding)压缩技术主要是利用编码数据本身存在字符串重复特性来实现数据压缩的。从输入的数据中创建一个由短语组成的“编码词典”，编码数据过程中当遇到已经在词典中出现的“短语”时，编码器就输出这个词典中短语的“索引号”，而不是短语本身。如图1所示，为现有技术词典编码法示意图。

目前主流的词典编码法的算法都是以Abraham Lempel和Jakob Ziv在1977年开发和发表的称为LZ77压缩方法为基础的，简称为LZ系列压缩方法。目前常用的LZ系列压缩方法是LZW方法。LZW压缩方法是Unisys公司的专利，在美国的LZW专利于2003年6月20日失效，而在日本Unisys公司以“数字信号流压缩法及其压缩设备(专利发布号：平5-68893)”之名申请LZW专利，并在日本获得批准，该专利期限也于2004年6月20日到期。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：1、现有游程编码方法必须构造独特的编码分割提示符，<重复符号><重复个数><编码分割提示符>三者混合一体构成压缩后的编码，分割提示符增加了数据冗余度，降低了压缩比率。并且，对于经常变化、重复次数不多的数据进行游程编码压缩，不仅仅压缩比率不高，甚至会出现数据变大的现象。例如：对颜色丰富的自然图像数据，如果使用RLE编码方法，不仅不能压缩图像数据，反而可能使原来的图像数据变得更大。再例如：普通英文中并没有多少重复。有许多双写，但是很少有3次重复的，普通英文文件的压缩效率就很低。这导致游程编码方法只能用于一些特殊数据的压缩。2、现有的词典编码方法普遍使用了ASCII码字符作为词典的基本字符(根词典)，不支持二进制数据的压缩，不能压缩图像、音频、视频等二进制数据。3、现有的游程编码和词典编码两种方法如果在数据压缩过程中多次反复使用，不但不能有效提高压缩比率，甚至还可能降低压缩比率。

发明内容

本发明实施例提供一种多维量子数据压缩、解压缩方法及装置，以提供一种普遍适用于所有的数据类型的数据压缩方法，进而提高压缩比率。

一方面，本发明实施例提供了一种多维量子数据压缩方法，所述多维量子数据压缩方法包括：

获取输入的源数据，生成所述源数据的二进制编码数据；

对所述二进制编码数据进行多维游程编码，将源数据码分解为序码和量码；

对所述序码和所述量码分别构造量子编码词典；

将所述序码和所述量码分别依据构造的所述量子编码词典进行二进制数据量子化编码，按照顺序将数据量子替换为数据量子编码，分别得到所述序码的量子码和所述量码的量子码；

分别针对所述序码的量子码和所述量码的量子码，基于其分别对应的量子编码词典，进行压缩，得到压缩数据；

将压缩参数编码为压缩数据头；

将所述压缩数据头和所述压缩数据合并为最终的压缩输出数据。