[发明专利]一种无损自适应数据压缩和解压缩的系统

说明书

技术领域

本发明数据压缩和解压缩技术领域，尤其是涉及一种无损自适应数据压缩和解压缩的系统。

背景技术

在很多环境下，数据的高速电子收集往往会存在很多问题。例如，当通过病人监护仪收集患者的临床数据时，大量的数据可在较短的时间间隔内完成收集。电脑系统则通过典型的方式将这些数据存储在计算机内存中等待后续处理。计算机内存是一种有限的资源，能够很快被所收集到的数据占满。

为了减少所收集数据对计算机内存的需求，一些计算机系统会在向内存中存储数据之前对数据进行压缩。当后续处理需要所收集的数据时，电脑系统再将这些数据解压缩。因此，当不需要对数据进行处理时，数据储存所需要的内存空间能够实现最小化。

目前有许多压缩和解压缩方法。不同的方法具有不同的优点。例如，一些方法能够大规模地减少数据储存规模。其他方法则能在压缩和解压缩过程中很好地保护原数据。这些方法又被称为无损压缩解压缩，因为在整个过程中数据没有发生损坏。其它方法能够很快地压缩或者解压缩数据。但是这些方法又存在着诸多不同的缺点。例如，一些方法不能大规模地减少数据储存规模。其它方法在压缩和解压缩过程中不能够保护原数据免于损失，因此解压缩后的数据只是原数据的近似值。另外，一些方法的压缩与解压缩速度过于缓慢。一些方法在压缩或者解压缩时，占用过多的计算机内存。

因此，开发一种能够实时快速、显著减少数据大小，并且在压缩和解压缩过程中对计算机内存占用需求较小的无损数据压缩和解压缩方法，是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无损自适应数据压缩和解压缩的系统。

为实现上述目的，本发明采用以下内容：

一种无损自适应数据压缩和解压缩的系统，所述系统包括：指示数据值频率的频率表；识别频率表中一组数值的方法；根据压缩频率表中的频率，为所识别集合中的每个数据值生成基于频率的编码；从分组中检索数据值的方法；当检索到的数据值在所识别的集合中时，输出所生成的基于频率的编码用于检索数据值的方法，或者当检索到的数据值不在所识别的集合中时，以不基于频率编码的格式输出检索的数据值；将输出产生的编码和输出数据值存储为压缩数据值分组的方法；以及根据多个分组中一个分组数据值的频率，更新频率表的方法。

进一步地，还包括：用于当连续检索数据值相等时，输出检索数据值游程编码的方法，游程编码包括相等数据值数量的一个指示符和相等数据值。

进一步地，还包括：用于当所识别的数据值集合包括一个数据值，该数据值等于游程编码中数据值数量的指示符，在游程编码中输出生成的基于频率编码的方法。

进一步地，还包括：用于以不基于频率编码的格式输出指示符的方法当所识别的数据值集合不包括一个数据值，该数据值等于游程编码中数据值数量的指示符。

进一步地，还包括：用于当游程编码中相等数据值在所述识别的组中时，输出所生成的基于频率的编码用于游程编码中相等数据值的方法。

本发明具有以下优点：

本发明的系统是通过以下方式来压缩数据的：首先计算相邻数据值之间的差异，识别确定出多个经常发生的差异性，并跟踪所识别出的差异的发生频率，同时对所识别出的差异性生成一次编码，该编码长度基于差异发生的频率；系统随后为除被识别出的差异以外的全部差异性生成二次编码，并在当计算差异不属于能够影响数据压缩的已识别差异时，使用一次编码进行差异编码识别，使用二次编码对每个计算差异性进行相应识别差异编码。优选地，系统根据被追踪到的发生频率再次生成一次编码。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明系统压缩和解压缩技术原理的示意图。

图2是压缩和解压缩例程数据流示意图。

图3显示了iValue、Value以及Count的样本数据结构。

图4显示了针对图3所示Count数组数据而生成的编码。

图5显示了针对图3所示Count数组数据而生成的编码树。

图6是压缩例程流程图。

图7-1和图7-2是Adapt例程流程图。

图8-1和图8-2是Divide Count例程流程图。

图9是Out Run例程流程图。

图10是Out value例程流程图。

图11是解压缩例程流程图。