计算机科学导论笔记（十三）

目录

十五、数据压缩

15.1 引言

15.2 无损压缩方法

15.2.1 游程长度编码

15.2.2 哈夫曼编码

15.2.3 Lempel-Ziv编码

15.3 有损压缩方法

15.3.1 图像压缩：JPEG

15.3.2 视频压缩：MPEG

15.3.3 音频压缩

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十五、数据压缩

压缩数据通过部分消除数据中的冗余来减少发送或存储的数据量。当我们产生数据的同时，冗余也就产生了。通过数据压缩，提高了数据传输和存储的效率，同时保护了数据的完整性。

15.1 引言

数据压缩意味着发送或是存储更少的位数，一般可以分为两类：无损压缩和有损压缩。

15.2 无损压缩方法

在无损压缩中，数据的完整性受到保护，压缩解压后的数据与原始数据是完全一样的。解压和压缩是完全相反的两个过程。通常这种压缩方法使用在不希望数据损失的地方，如：压缩文档资料或应用程序。无损压缩有3种方法：游程长度编码、哈夫曼编码和Lempel-Ziv编码编码。

15.2.1 游程长度编码

游程长度编码也许是最简单的压缩方法，它可以用来压缩由任何符号组成的数据。

这种编码的大致思想是：将数据中连续重复出现的符号用一个字符和它出现的次数来代替。例如，AAAAAAAA可以使用A08来代替，这里我们使用两位数字来表示重复次数。

在位模式中，数据只有0和1两种符号，并且一种符号出现频率比另一种符号更高，那么这种压缩方法就更有效。例如，在位模式中，0比1出现的更频繁，那么，就可以在发送时只标记两个1中间有几个0来进行压缩。

这里使用四位二进制数来表示两个1中间0的个数。在解压时，只需要每四位还原0的个数，然后在后面加上1，重复这个操作就可以还原数据。这里有个疑问，大于15位的0如何表示？解决方法是，当四位二进制数等于15，默认后面四位依然是表示这次的0的个数，例如：25个0表示位（1111 1010）、15表示为（1111 0000）。