[发明专利]一种基于自适应字典的数据压缩的编解码方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应字典的数据压缩的编解码方法，将自适应字典和数据预测理论结合在一起，利用自适应字典对数据进行准确预测，通过输出真实值与预测值的差值，把数据转换到一个更加紧凑、高效的空间，以提高数据的压缩率，满足计算机系统中对数据存储、传输速率和实时性的速率需求。

技术领域

本发明属于数据压缩重构领域，特别涉及了一种基于自适应字典的编解码方法。

背景技术

自20世纪70年代以来，计算机和互联网的普及为人类的生产生活带来了极大的便利。与此同时，存储数据量的快速增长和传输速率的不断提高，使数据压缩技术开始得到广泛的关注和应用。根据压缩过程是否丢失信息，数据压缩被分为有损压缩和无损压缩两大类，每大类又包含多种不同的压缩算法。有损压缩一般针对特定的形式的信息，例如图像、视频、音频等。而无损压缩可以用于任意信息的压缩，包括文本、网页、图像、专用数据流等，是相对有损压缩更为通用的数据压缩方法。

数据压缩的一般方法通常包括建模表达、二次量化、熵编码三个步骤。建模表达是建立一个模型以便能更紧凑、更有效地重新表达规律性不那么明显的原始数据，此步骤目的降低信号的熵，以便于提高数据的压缩效率。目前，建模表达的常用方式有KL变换、DCT、DWT、预测编码等。但上述方法计算量大、用时长，不利于数据的实时压缩，尤其对于周期信号，上述变换没有能够充分利用数据间的冗余度，使得变换后的空间数据的熵依旧比较大。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种基于自适应字典的数据压缩的编解码方法，提高数据的压缩率。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于自适应字典的数据压缩的编码方法，包括以下步骤：

(1a)量化原始数据序列{x(i)}，设x(k)为当前待编码字符，e(k)为x(k)的编码字符，下标k为位置指针，首先令k＝1和2，此时不对x(1)和x(2)进行编码，即直接输出编码字符e(1)＝x(1)，e(2)＝x(2)；然后令k＝3，以x(k)的前缀字符x(k-1)与x(k-2)为二维坐标地址，储存已编码字符的前缀字符之间耦合的数据结构，建立二维字典D，D为一个n×n的矩阵，n为序列{x(i)}中不同字符的个数；

(2a)搜寻字典D中D(x(k-2),x(k-1))对应地址是否存在值，如果是，则执行步骤(3a)，否则执行步骤(4a)；其中，D(x(k-2),x(k-1))表示字典D中(x(k-2),x(k-1))位置的值；

(3a)把D(x(k-2),x(k-1))的值赋值给x′(k)，然后转入步骤(5a)；

(4a)利用前缀字符x(k-1)与x(k-2)的线性组合预测x′(k)；

(5a)利用x′(k)为x(k)编码，输出编码字符e(k)；

(6a)使用x(k)更新字典中D(x(k-2),x(k-1))的值；

(7a)令k＝k+1，更新前缀字符x(k-1)和x(k-2)，返回步骤(2a)。

进一步地，在步骤(4a)中，x′(k)＝ax(k-1)+bx(k-2)，a、b为前缀字符的线性预测系数。

进一步地，在步骤(5a)中，e(k)＝x(k)-x′(k)。

基于上述编码方法的解码方法，包括以下步骤：