[发明专利]使用关联多段码的数据压缩方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对数据进行无损压缩的编码及解码（也称译码）系统，特别是数的序列的编码及解码的方法和装置。

背景技术

随着人类社会进入大数据、云计算、移动计算、云-移动计算、超高清（4K）和特超高清（8K）视频图像分辨率、4G/5G通讯、虚拟现实的时代，对各种数据，包括大数据、图像数据、视频数据，进行超高压缩比和极高质量的数据压缩成为必不可少的技术。

现有的数据压缩的编码和解码（也称译码）技术中，通常使用一种单一的码对数据进行编码和解码。下面是若干常用的码：

1）定长码；

2）一元码，其数据与码字之间的对应关系由下面码表所示；

3）具有最大值（最大值为X）的截断一元码，其数据与码字之间的对应关系由下面码表所示；

注意1：不同最大值X的截断一元码是不同的码。例如，最大值为1的截断一元码与最大值为2的截断一元码是完全不同的码，分别有完全不同的码表和码字的总数目。

注意2：当最大值X为0时，截断一元码退化为空码，即仅有一个码字（通常称为空码字，标记为ø，其码字长为0）的码，唯一的数据X=0与空码字ø对应，数据的总数目和码字的总数目都为1。

4）0阶指数哥伦布码；

5）具有最大值的截断0阶指数哥伦布码；

6）1阶指数哥伦布码；

7）具有最大值的截断1阶指数哥伦布码；

8）k阶指数哥伦布码；

9）具有最大值的截断k阶指数哥伦布码；

10）二进制码；

11）具有最大值的截断二进制码。

很大一类数据在不同的取值范围具有不同并且不成特定规律的统计特性。对于这样的数据，现有技术中使用单一的码的方式严重影响了数据压缩效率的提高。

发明内容

为了提高对于在不同的取值范围具有不同并且不成特定规律的统计特性的数据的压缩效率，本发明提供了一种使用前后关联的多段码对数据进行编码与解码的数据压缩方法和装置。在对数据进行编解码时，使用由前缀、中缀、后缀等组成的多段码进行编解码，其中前缀采用预定的一种码，根据前缀的码字，中缀采用预定的多种不同的码之一，根据中缀的码字，后缀采用预定的多种不同的码之一，等等。如此前后关联的多段码能够更好地适应在不同的取值范围具有不同并且不成特定规律的统计特性的数据，显著提高压缩效率。

本发明的首要技术特征是使用由前缀、中缀、后缀等组成的多段码对数据进行编解码：前缀采用预定的一种前缀码，根据前缀的码字，中缀采用预定的多种不同的中缀码之一，根据中缀的码字，后缀采用预定的多种不同的后缀码之一，依此类推。

本发明中，优选地，所述预定的多种不同的中缀码之一是空码，即仅有一个码字（通常称为空码字，标记为ø，其码字长为0）的码，因此中缀实际不存在，不需要消耗任何比特。

本发明中，优选地，所述预定的多种不同的后缀码之一是空码，即仅有一个码字（通常称为空码字，标记为ø，其码字长为0）的码，因此后缀实际不存在，不需要消耗任何比特。

本发明的编码方法或装置的最基本的特有技术特征是使用由前缀、中缀、后缀等组成的多段方式进行数据编码，产生一个多段码字：前缀编码采用预定的一种前缀码，根据前缀的码字或相应的值，中缀编码采用预定的多种不同的中缀码之一，根据中缀的码字或相应的值，后缀编码采用预定的多种不同的后缀码之一。图1是本发明的编码方法或装置的一个示意图。优选地，所述预定的多种不同的中缀码之一是空码，即仅有一个码字（通常称为空码字，标记为ø，其码字长为0）的码，因此中缀实际不存在，不需要消耗任何比特。优选地，所述预定的多种不同的后缀码之一是空码，即仅有一个码字（通常称为空码字，标记为ø，其码字长为0）的码，因此后缀实际不存在，不需要消耗任何比特。