Архивирование данных. Тема 6.2

Содержание

Слайд 2

УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ

ОНЛАЙН КУРС:

ТЕМА 6.2

Архивирование данных

УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ ОНЛАЙН КУРС: ТЕМА 6.2 Архивирование данных

Слайд 3

Вопрос 1

Методы сжатия информации

Вопрос 1 Методы сжатия информации

Слайд 4

Принцип работы современных архиваторов основан на поиске в файле «избыточной» информации и

Принцип работы современных архиваторов основан на поиске в файле «избыточной» информации и
последующем ее кодировании с целью получения минимального объема

Современные
архиваторы

Слайд 5

Сжатие последовательности байтов, которые часто повторяются
Алгоритм Хаффмана
алгоритм Лемпела-Зива

Методы сжатия информации

Сжатие последовательности байтов, которые часто повторяются Алгоритм Хаффмана алгоритм Лемпела-Зива Методы сжатия информации

Слайд 6

Файл занимает 15 байт и состоит из следующей последовательности символов:
B B

Файл занимает 15 байт и состоит из следующей последовательности символов: B B
B B B L L L L L A A A A A
В шестнадцатиричной системе:
42 42 42 42 42 4C 4C 4C 4C 4C 41 41 41 41 41

Пример 1

Слайд 7

Архиватор может представить этот файл в виде (16-тиричном): 01 05 42 06

Архиватор может представить этот файл в виде (16-тиричном): 01 05 42 06
05 4С 0А 05 41
Эти последовательности можно интерпретировать следующим образом: с первой позиции 5 раз повторяется знак В, с шестой позиции 5 раз повторяется знак L, с позиции 11 повторяется 5 раз знак А.

Пример 2

Слайд 8

Оптимальный префиксный код или кодирование символами переменной длины - более изощренный метод

Оптимальный префиксный код или кодирование символами переменной длины - более изощренный метод
сжатия данных, используемый в том или ином виде практически любым архиватором.

Алгоритм Хаффмана

Слайд 9

Код переменной длины позволяет записывать наиболее часто встречающиеся символы и фразы несколькими

Код переменной длины позволяет записывать наиболее часто встречающиеся символы и фразы несколькими
битами, в то время как редкие символы и фразы будут записаны более длинными битовыми строками.

Алгоритм Хаффмана

Слайд 10

Анализируя любой английский текст, можно установить, что буква Е встречается гораздо чаще,

Анализируя любой английский текст, можно установить, что буква Е встречается гораздо чаще,
чем Z, а X и Q относятся к наименее встречающимся.
Используя специальную таблицу соответствия, можно закодировать каждую букву Е меньшим числом бит, используя более длинный код для более редких букв, тогда как в обычных кодировках любому символу соответствует битовая последовательность фиксированной длины (как правило, кратной байту).

Пример

Слайд 11

Популярные архиваторы работают на основе алгоритма Лемпела-Зива.
Например, все слова книги могут

Популярные архиваторы работают на основе алгоритма Лемпела-Зива. Например, все слова книги могут
быть представлены в виде номеров страниц и номеров строк некоторого словаря.

Алгоритм
Лемпела-Зива

Слайд 12

Вопрос 2

Фрактальные методы архивации

Вопрос 2 Фрактальные методы архивации

Слайд 13

Понятия «фрактал» и «фрактальная геометрия» (fractus - состоящий из фрагментов, лат.) были

Понятия «фрактал» и «фрактальная геометрия» (fractus - состоящий из фрагментов, лат.) были
предложены математиком Б. Мандельбротом в 1975 г. для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур.

Фрактал

Слайд 14

Это структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому

Фрактал

Это структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому Фрактал

Слайд 15

Метод IFS

Применяется к построению фрактальных изображений, изобретённый большим их знатоком Майклом Барнсли

Метод IFS Применяется к построению фрактальных изображений, изобретённый большим их знатоком Майклом
и его коллегами из Технологического института шт. Джорджия, базируется на самоподобии элементов изображения и заключается в моделировании рисунка несколькими меньшими фрагментами его самого

Слайд 16

Главное преимущество
IFS

IFS-фракталы имеют одно вполне реальное и полезное применение: с их

Главное преимущество IFS IFS-фракталы имеют одно вполне реальное и полезное применение: с
помощью можно сжимать большие растровые изображения до долей их нормальных размеров

Слайд 17

Фрактальные методы сжатия позволяют сжать информацию в 10 000 раз.
Все известные

Фрактальные методы сжатия позволяют сжать информацию в 10 000 раз. Все известные
программы фрактальной компрессии базируются на алгоритме Джеквина

Алгоритм
Лемпела-Зива

Слайд 18

Изображение R разбивают на кусочки ri, называемые ранговыми областями. Далее для каждой

Изображение R разбивают на кусочки ri, называемые ранговыми областями. Далее для каждой
области ri находят область di и преобразование wi такие, что выполняются следующие условия:

Фрактальное
сжатие

Слайд 19

di по размерам больше ri
wi (ri) имеет ту же форму, размеры и

di по размерам больше ri wi (ri) имеет ту же форму, размеры
положение, что и ri
Коэффициент u преобразования wi должен быть меньше единицы
Значение должно быть как можно меньше

Фрактальное
сжатие

Слайд 20

Первые три условия означают, что отображение wi будет сжимающим. А в силу

Первые три условия означают, что отображение wi будет сжимающим. А в силу
четвёртого условия кодируемое изображение R и его образ W (R) будут похожи друг на друга. В идеале R = W (R). А это означает, что наше изображение R и будет являться неподвижной точкой W

Фрактальное
сжатие

Слайд 21

Компрессия
изображения W

Разбить изображение на ранговые области ri
Для каждой ранговой области ri

Компрессия изображения W Разбить изображение на ранговые области ri Для каждой ранговой
найти область di, и отображение wi, с указанными выше свойствами
Запомнить коэффициенты аффинных преобразований W, положения доменных областей di, а также разбиение изображения на домены

Слайд 22

Декомпрессия
изображения

Создать какое-то (любое) начальное изображение R0
Многократно применить к нему отображение W

Декомпрессия изображения Создать какое-то (любое) начальное изображение R0 Многократно применить к нему
(объединение wi)
Так как отображение W сжимающее, то в результате, после достаточного количества итераций, изображение придёт к аттрактору и перестанет меняться

Слайд 23

Декомпрессия
изображения

Именно это и позволяет при развертывании увеличивать его в несколько раз.

Декомпрессия изображения Именно это и позволяет при развертывании увеличивать его в несколько
Особенно впечатляют примеры, в которых при увеличении изображений природных объектов проявляются новые детали, действительно этим объектам присущие

Слайд 24

Выводы

К сожалению, даже на современном ПК понадобится недопустимо много времени для того,

Выводы К сожалению, даже на современном ПК понадобится недопустимо много времени для
чтобы сжать изображение размером всего 256 х 256 пикселов. Очевидно, что текущий алгоритм нуждается в оптимизации
Имя файла: Архивирование-данных.-Тема-6.2.pptx
Количество просмотров: 52
Количество скачиваний: 0