基于组合学的数据编码方法研究-计算机应用技术专业论文.docx

Classified Classified Index： U．D．C： A Dissertation for the Degree of D．Eng ▲ Reserch on Data Coding Method Based J_ 0n Lom binatorics Candidate：Lu Jun Supervisor：Prof．Liu Daxin Academic Degree Applied for： Doctor of Engineering Speciality： Computer Application Technology Date of Submission： March，2010 Date of Oral Examination： Jun，2010 University： Harbin Engineering University p? ￥， F 哈尔滨工程大学 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由 作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在 文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对 本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。／7 作者(签字)：伤半 ‘ ／ 日期： 耖10年／月10日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨 工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。 本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据 库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合 学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈 尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文、(口在授予学位后即可 口在授予学位12个月后 口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者c㈣：书平 导师c签专h鼠七吻 日期：纱f∥年厂月扣日 力I口年加／p日 ／ F 基于组合学的数据编码方法研究摘 基于组合学的数据编码方法研究 摘 要 在信息技术迅猛发展的今天，数据编码技术广泛应用在计算机、多媒体 和通信等多门学科领域，成为基本工具和基础研究问题之_，在各类研究和 应用的发展中扮演重要角色。本文提出一种基于组合学的数据编码新方法， 简称组合编码，它根据自身性质和优势，可以在数据压缩、数据必威体育官网网址等多个 领域发挥作用，对于信息的处理和存储传输具有重要意义。 组合编码方法是根据组合学原理，利用字符序列空间与其序数空间的关 系进行编码。该方法需要编码与解码双方预先约定一个基准序列，编码时可 以根据该基准序列计算出序列对应的序数，解码时则可以根据该基准序列由 序数回推出原序列。序数计算是组合编码的技术关键。本文对序数性质进行 了研究：序数取值取决于基准序列；序数大小取决于字符频率分布。 由于组合编码方法涉及的运算量很大，因此本文研究了相应的旨在提高 运算效率的优化算法。分析了不同数迸制对序数计算速度的影响，发现数进 制长度与运算速度基本成正比。本文还采用比例运算以替换计算量庞大的排 列组合运算，推导出相应迭代公式，优化了序数计算过程，减少了运算量， 从而提高了序数计算速度。此外，还对某些特殊情况进行了研究。总之，优 化算法提高了组合编码方法的运算效率。 为了进一步提高组合编码运算效率，提出了并行技术。有两种并行编码 方法：段内并行编码和段间并行编码。段内并行主要采用多线程技术实现， 其关键技术是对序列进行拆分；段间并行算法主要是针对多处理机进行了初 步探讨。 组合编码技术可用于多个领域的研究与应用。本文利用组合编码中有关 序数空间小于序列空间这一性质对数据进行压缩，即当原序列长度与序数长 度之间所节省字节足以抵消字符频率表及其它辅助信息空间时，便可以进行 组合压缩。组合压缩技术充分体现有重复即有冗余这一事实。为了便于实验， 需要选取一个合适的分段长度。为此对内容无规律的随机文件中分段字符频 率分布规律进行了研究，该研究对于频率表的压缩优化乃至整个组合压缩技 术的实现起到关键作用。 本文还研究了组合压缩与算术压缩、字典压缩之间的关系。组合压缩是 一种结合算术压缩技术的字典压缩方法，是一种不依赖概率统计特性的通用 压缩技术。它适用于压缩无记忆信源，特别适合压缩字符频率相近的无记忆 信源。理论分析表明当序列长度足够大时，组合压缩比字典压缩更加逼近压 哈尔滨工稃大学博十学位论文缩极限。该压缩技术配合其它压缩方法可以使最终压缩效果更