Адаптивное кодирование

редактировать

Адаптивное кодирование относится к вариантам энтропийного кодирования методов сжатия данных без потерь. Они особенно подходят для потоковой передачи данных, поскольку адаптируются к локализованным изменениям характеристик данных и не требуют первого прохода по данным для расчета вероятностной модели. Цена, которую платят за эти преимущества, состоит в том, что кодер и декодер должны быть более сложными, чтобы поддерживать синхронизацию их состояний, и требуется больше вычислительной мощности для поддержания адаптации состояния кодера / декодера.

Почти все методы сжатия данных предполагают использование модели, предсказание состава данных. Когда данные соответствуют прогнозу, сделанному моделью, кодер обычно может передавать содержимое данных с меньшими затратами информации, ссылаясь на модель. Это общее утверждение немного вводит в заблуждение, поскольку общие алгоритмы сжатия данных будут включать популярные алгоритмы LZW и LZ77, которые вряд ли сопоставимы с методами сжатия, обычно называемыми адаптивными. Кодирование длин серий и типичное сжатие JPEG с кодированием длин серий и предопределенными кодами Хаффмана не передают модель. Многие другие методы адаптируют свою модель к текущему файлу и должны передавать ее в дополнение к закодированным данным, потому что и кодировщик, и декодер должны использовать модель.

В адаптивном кодировании кодировщик и декодер вместо этого оснащены предопределенной метамоделью о том, как они будут изменять свои модели в ответ на фактическое содержание данных, и в противном случае начинают с чистого листа, что означает, что не требуется передавать исходную модель. По мере передачи данных и кодер, и декодер адаптируют свои модели, так что, если характер данных не изменится радикально, модель становится лучше адаптированной к данным, которые она обрабатывает, и сжимает их более эффективно, приближаясь к эффективности статического кодирования.

Содержание

  • 1 Адаптивный метод
    • 1.1 Кодер
    • 1.2 Декодер
  • 2 Статический метод
    • 2.1 Кодер
    • 2.2 Декодер
  • 3 Примеры
    • 3.1 Сжатие без потерь Cassini

Адаптивный метод

Кодировщик

  1. Инициализируйте модель данных в соответствии с соглашением.
  2. Пока есть больше данных для отправки
    1. Кодируйте следующий символ, используя модель данных, и отправьте
    2. Измените модель данных на основе последнего символа.

Декодер

  1. Инициализируйте модель данных в соответствии с соглашением.
  2. Пока есть больше данных для получения
    1. Декодируйте следующий символ, используя модель данных, и выведите его.
    2. Измените модель данных на основе декодированного символа.

Любой метод адаптивного кодирования имеет соответствующий метод статической модели, в котором модель данных является предварительно рассчитывается, а затем передается вместе с данными.

Статический метод

Кодировщик

  1. Инициализируйте модель данных на основе первого прохода данных.
  2. Передайте модель данных.
  3. Пока есть больше данных для отправки
    1. Закодируйте следующий символ, используя модель данных, и отправьте его.

Декодер

  1. Получите модель данных.
  2. Пока есть больше данных для получения
    1. Расшифруйте следующий символ с помощью модели данных и выведите его.

Примеры

Адаптивное кодирование изображений использовалось кораблем Кассини-Гюйгенс для ретрансляции изображений из Сатурн. Только около 5% изображений имеют видимые признаки повреждений. Поскольку на космическом корабле есть ошибка исправления ошибок Флэш-накопитель и длительные промежутки времени между событиями съемки изображений, такие поврежденные изображения могут присутствовать. Предполагается, что количество поврежденных, но невосстановимых изображений с миссии Кассини составляет около 0,01% или меньше.

Камера Кассини была направлена ​​на Дион на расстоянии примерно 548 210 километров. Изображение было снято с использованием фильтров CL1 и CL2 17 мая 2010 года.

Сжатие без потерь Cassini

  • Как преобразованные (8-битные), так и непреобразованные (12-битные) данные могут быть сжаты без потерь. Аппаратный компрессор данных Cassini использует модифицированную схему кодирования Хаффмана как часть своего адаптивного компрессора.
  • Каждое сжатое изображение может быть восстановлено на земле без потери информационного содержания изображения при условии, что энтропия изображения не превышают пороговое значение, при котором достигается сжатие 2: 1.
  • Из-за проблем с камерой и необходимости уменьшения размера файла в схему кодирования изображения вносятся небольшие изменения, так что каждая сжатая строка фактически ограничена пропускной способностью количество бит, доступных для его кодирования.
Последняя правка сделана 2021-06-10 00:07:16
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте