Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ thì máy tính đóng vai trò không thể thiếu trong cuộc sống xã hội loài người.
Việc trao đổi thông tin của con người trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống ngày càng trở nên cấp thiết và quan trọng, chính vì thế mà các thiết bị thông tin mới liên tục ra đời nhằm đáp ứng các yêu cầu này. Tuy nhiên, vì một số phần mềm đòi hỏi rất nhiều bộ nhớ để hoạt động trao đổi thông tin nên người ta đã nghĩ ra một phương pháp nhằm giải quyết vấn đề này, đó là phương pháp nén dữ liệu mà vẫn bảo toàn thông tin.
Nén dữ liệu là một kỹ thuật quan trọng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Chính nhờ có kỹ thuật nén dữ liệu mà ngày nay chúng ta có những phương tiện truyền thông hiện đại phục vụ cho cuộc sống như truyền hình cáp, điện thoại, thư điện tử . và rất nhiều khía cạnh khác. Do đó kỹ thuật nén dữ liệu ngày càng được quan tâm và phát triển nhiều hơn. ở Việt Nam, hầu hết các trường Đại học đều quan tâm đến việc nén dữ liệu và điều này được thể hiện ở việc đưa kỹ thuật nén trở thành môn học chính thức trong giai đoạn chuyên ngành .
Trong phạm vi môn học “ Mã - mã nén” . Tôi đưa ra bài phân tích trình LZW 15 nhằm mô phỏng thuật toàn kỹ thuật nén dữ liệu.
Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế, thời gian và kinh nghiệm chưa nhiều, nên bài phân tích này không thể tránh khỏi sự sai sót trong quá trình phân tích. Do vậy tôi rất mong được sự quan tâm tham gia góp ý Thầy Cô cũng như cùng toàn thể các bạn Sinh Viên để bài phân tích này rõ dàng hơn.
14 trang |
Chia sẻ: luyenbuizn | Lượt xem: 1170 | Lượt tải: 0
Nội dung tài liệu Thuật toán nén LZW, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ngµy nay, cïng víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña khoa häc vµ c«ng nghÖ th× m¸y tÝnh ®ãng vai trß kh«ng thÓ thiÕu trong cuéc sèng x· héi loµi ngêi.
ViÖc trao ®æi th«ng tin cña con ngêi trong tÊt c¶ c¸c ngµnh, c¸c lÜnh vùc cña ®êi sèng ngµy cµng trë nªn cÊp thiÕt vµ quan träng, chÝnh v× thÕ mµ c¸c thiÕt bÞ th«ng tin míi liªn tôc ra ®êi nh»m ®¸p øng c¸c yªu cÇu nµy. Tuy nhiªn, v× mét sè phÇn mÒm ®ßi hái rÊt nhiÒu bé nhí ®Ó ho¹t ®éng trao ®æi th«ng tin nªn ngêi ta ®· nghÜ ra mét ph¬ng ph¸p nh»m gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy, ®ã lµ ph¬ng ph¸p nÐn d÷ liÖu mµ vÉn b¶o toµn th«ng tin.
NÐn d÷ liÖu lµ mét kü thuËt quan träng trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau. ChÝnh nhê cã kü thuËt nÐn d÷ liÖu mµ ngµy nay chóng ta cã nh÷ng ph¬ng tiÖn truyÒn th«ng hiÖn ®¹i phôc vô cho cuéc sèng nh truyÒn h×nh c¸p, ®iÖn tho¹i, th ®iÖn tö ... vµ rÊt nhiÒu khÝa c¹nh kh¸c. Do ®ã kü thuËt nÐn d÷ liÖu ngµy cµng ®îc quan t©m vµ ph¸t triÓn nhiÒu h¬n. ë ViÖt Nam, hÇu hÕt c¸c trêng §¹i häc ®Òu quan t©m ®Õn viÖc nÐn d÷ liÖu vµ ®iÒu nµy ®îc thÓ hiÖn ë viÖc ®a kü thuËt nÐn trë thµnh m«n häc chÝnh thøc trong giai ®o¹n chuyªn ngµnh .
Trong ph¹m vi m«n häc “ M· - m· nÐn” . T«i ®a ra bµi ph©n tÝch tr×nh LZW 15 nh»m m« pháng thuËt toµn kü thuËt nÐn d÷ liÖu.
Tuy nhiªn do tr×nh ®é cßn h¹n chÕ, thêi gian vµ kinh nghiÖm cha nhiÒu, nªn bµi ph©n tÝch nµy kh«ng thÓ tr¸nh khái sù sai sãt trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch. Do vËy t«i rÊt mong ®îc sù quan t©m tham gia gãp ý ThÇy C« còng nh cïng toµn thÓ c¸c b¹n Sinh Viªn ®Ó bµi ph©n tÝch nµy râ dµng h¬n.
Cuèi cïng Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thµy NguyÔn Lª Anh ®· híng dÉn vµ gi¶ng d¹y Em trong thêi gian qua.
ThuËt to¸n nÐn LZW
Bíc 1 C¾t v¨n b¶n míi thµnh c¸c ®o¹n copy nÕu b¶ng ch÷ c¸i cã m ch÷ th× c¸c ch÷ c¸i lµ m ®o¹n copy ®Çu tiªn ®îc ®¸nh sè tõ 0 ®Õn m-1.
Bíc 2 Bá tÊt c¶ phÇn ch÷ thu ®îc m· nÐn.
Lu ý r»ng c¸c ®o¹n copy lÇn lît ®îc t¹o ra vµ phÇn sè cña nã lu«n nhá h¬n sè hiÖu cét mµ nã ®øng.
ThuËt to¸n gi¶i nÐn LZW.
B¾t ®Çu lµ c¸c cét ®Çu tiªn (trong vÝ dô lµ cét thø 2) lÆp l¹i thao t¸c sau cho ®Õn hÕt.
LÊy hai sè liªn tiÕp cña b¶n m· vÝ dô lµ X, Y thay nã vÒ d¹ng X+? vµ Y+$. Trong ®ã kÝ tù ®Çu tiªn cña Y+$ lµ kÝ tù cuèi cïng cña X+?. DÊu ? vµ $ lµ thay cho mét kÝ tù cha biÕt. V× X vµ Y kh«ng thÓ lín h¬n chØ sè cét mµ nã ®øng cho nªn chóng ta hoµn toµn t×m ®îc gi¸ trÞ ®o¹n copy øng víi cét cã chØ sè X, Y vµ thay ®o¹n copy vµo X+? vµ Y+$ t¬ng øng. Gi¸ tri ? lµ kÝ tù ®Çu cña Y+$ cho nªn lu«n lu«n x¸c ®Þnh. Nh thÕ chóng ta t×m ®îc X+?.
VÝ dô. NÐn theo LZW
0 a
1 b
Bíc 1 aabababaaababb
thay a®0
®îc 0abababaaababb tõ ®iÓn
®o¹n copy míi aabababaaababb
0 a
1 b
2 aa 0+a
Bíc 2 aabababaaababb
thay a®0
®îc 00bababaaababb
tõ ®iÓn
0 a
1 b
2 aa 0+a
3 ab 0+b
®o¹n copy míi aabababaaababb
Bíc 3 00bababaaababb
thay b®1
®îc 001ababaaababb
tõ ®iÓn
0 a
1 b
2 aa 0+a
3 ab 0+b
4 ba 1+a
5 aba 3+a
®o¹n copy míi aabababaaababb
Bíc 4 001ababaaababb
thay ab®3
®îc 0013abaaababb
tõ ®iÓn
®o¹n copy míi aabababaaababb
aabababaaababb
0 a
1 b
2 aa 0+a
3 ab 0+b
4 ba 1+a
5 aba 3+a
6 abaa 5+a
Bíc 5 0013abaaababb
thay aba®5
®îc 00135aababb
tõ ®iÓn
®o¹n copy míi aabababaaababb
0 a
1 b
2 aa 0+a
3 ab 0+b
4 ba 1+a
5 aba 3+a
6 abaa 5+a
7 aab 2+b
Bíc 6 00135aababb
thay aa®2
®îc 001352babb
tõ ®iÓn
®o¹n copy míi aabababaaababb
0 a
1 b
2 aa 0+a
3 ab 0+b
4 ba 1+a
5 aba 3+a
6 abaa 5+a
7 aab 2+b
8 bab 4+b
Bíc 7 001352babb
thay ba®4
®îc 0013524bb
tõ ®iÓn
®o¹n copy míi aabababaaababb
ThuËt to¸n LZW
Trong LZW th× token chØ cã index. §Ó lµm viÖc nµy, tõ ®iÓn khi ®îc khëi t¹o ®· gåm tÊt c¶ c¸c ký tù ®¬n lÎ cho nªn nã lu«n ®îc t×m thÊy trong tõ ®iÓn mÆc dï cã thÓ tríc ®ã cha xuÊt hiÖn trong v¨n b¶n.
ThuËt to¸n nÐn cho LZW:
Khi míi b¾t ®Çu, tõ ®iÓn ®· gåm tÊt c¶ c¸c ký tù ®¬n lÎ.
X©u hiÖn t¹i b¾t ®Çu cã ®é dµi 1. Mçi khi ®äc thªm 1 ký tù th× nã ®îc thªm vµo x©u hiÖn t¹i. NÕu x©u hiÖn t¹i cßn trïng víi mét trong c¸c phrase ®· cã th× qu¸ tr×nh cø tiÕp tôc.
Khi kh«ng cã phrase trong tõ ®iÓn trïng víi x©u hiÖn t¹i n÷a th× :
chóng ta cho ra index lµ chØ sè x©u tríc ®ã (kh«ng kÓ ký tù võa ®äc vµo) trong tõ ®iÓn.
thªm x©u hiÖn t¹i (bao gåm c¶ ký tù võa ®äc vµo) vµo trong tõ ®iÓn.
string1[0]=getc(input);
string1[1]=’\0’;
while (!feof(input)) {
character=getc(input);
if in_dictionary(string1+character)
{string1=string1+character;}
else {
code=look_up_dictionary(string1);
output_code(code);
add_to_dictionary(string1+character);
string1[0]=character;
string1[1]=’\0’;
}
code=look_up_dictionary(string1);
output_code(code);
b¾t ®Çu mét x©u míi b»ng ký tù võa ®äc vµo.
Pseudocode nÐn cña LZW:
Hai lÖnh cuèi cïng lµ ®Ó xö lý khi hÕt file, lóc ®ã cha cã phrase míi nªn kh«ng cã lÖnh add_to_dictionary(). Cét ®Çu tiªn lµ string1 (biÕn cña lÖnh add_to_dictionary) bá bít ®i ký tù ®Çu (ký tù nµy cã do c¸c lÖnh string1[0]=character; string1[1]=’\0’; ë phÇn else {} cña bíc tríc), ®©y thùc chÊt lµ c¸c ký tù ®· ®îc ®äc bëi lÖnh character=getc(input) . Cét thø hai lµ index cña phrase trong tõ ®iÓn (ë ®©y khi phrase chØ cã 1 ký tù th× chóng ta sö dông chÝnh ký tù nµy thay cho index, ®óng ra lµ ph¶i dïng hµm ascii (ký tù)). Cét thø 3 lµ biÕn (string1 + character) trong lÖnh add_to_dictionary (string1 + character) kÌm theo index cña nã trong tõ ®iÓn.
VÝ dô: Mçi dßng cña b¶ng sÏ øng víi mét lÇn thùc hiÖn vßng lÆp
while (!feof(input)) (trõ dßng ®Çu tiªn).
Input String: “ WED WE WEE WEB WET”
Tõ thuËt to¸n nÐn ta thÊy r»ng:
index cña string1 ë bíc hiÖn t¹i ®îc ®a vµo tÖp nÐn.
phrase ®îc thªm vµo tõ ®iÓn lµ string1 ë bíc hiÖn t¹i + character, trong ®ã character lµ ký tù ®Çu cña string1 ë bíc sau
ThuËt to¸n gi¶i nÐn nh sau:
§Çu tiªn, ®äc mét index vµo vµ t×m phrase t¬ng øng víi nã trong tõ ®iÓn. §a phrase nµy ra tÖp (string1 ë bíc tríc).
Vßng lÆp:
®äc index tiÕp theo, tra tõ ®iÓn ®Ó t×m string1 ë bíc hiÖn t¹i, ®a nã vµo tÖp gi¶i nÐn
thªm (string1 ë bíc tríc + ký tù ®Çu cña string1 ë bíc hiÖn t¹i) vµo tõ ®iÓn
Trong ®o¹n pseudocode sau th× string2 chÝnh lµ ‘string1 ë bíc tríc’:
string2[0]=input_bits();
string2[1]=’\0’;
putc(string2[0], output);
while ((code=input_bits() )!=EOF) {
string1=dictionary_lookup(code);
fputs(string1, output);
add_to_dictionary(string2+string1[0]);
strcpy(string2, string1);}
VÝ dô cña viÖc gi¶i nÐn:
Trong b¶ng sau ®©y, mçi dßng sÏ t¬ng øng víi mét lÇn thùc hiÖn vßng lÆp while{}, riªng dßng ®Çu tiªn lµ do c¸c lÖnh
string2[0]=input_bits();
string2[1]=’\0’;
putc(string2[0], output);
Cét thø nhÊt (I) lµ kÕt qu¶ cña lÖnh code =input_bits();
Cét thø hai (II) lµ kÕt qu¶ cña c¸c lÖnh
string1=dictionary_lookup(code);
fputs(string1, output);
Cét thø ba (III) lµ biÕn string2 trong lÖnh add_to_dictionary(string2+ string1[0]). Nã b»ng víi cét thø hai (string1) ë bíc tríc do lÖnh strcpy(string2, string1).
Cét thø t (IV) lµ ký tù ®Çu cña cét thø II (string1[0]).
Cét thø n¨m (V) lµ biÕn (string2+string1[0]) trong lÖnh add_to_dictionary(string2+ string1[0]).
Input Codes: “ WEDEBT”
Mét ®iÒu cÇn chó ý khi nÐn b»ng LZW: nã thªm phrase vµo tõ ®iÓn tríc khi toµn bé phrase nµy ®îc nÐn, cô thÓ lµ ký tù cuèi cña phrase chØ ®îc xö lý ë lÇn lÆp sau. NÕu v× mét lý do nµo ®ã mµ tr×nh nÐn sö dông ngay lËp tøc phrase nµy th× khi gi¶i nÐn sÏ cã vÊn ®Ò lµ gÆp ph¶i code cña mét phrase mµ phrase nµy l¹i cha xuÊt hiÖn trong tõ ®iÓn (phrase nµy cßn thiÕu mét ký tù cuèi lµ ký tù ®Çu cña x©u ®îc gi¶i m· tiÕp theo. RÊt tiÕc lµ ®iÒu nµy cã thÓ x¶y ra. §iÒu nµy chØ x¶y ra khi trong d÷ liÖu vµo cã ®o¹n CHARACTER.STRING.CHARACTER.STRING.CHARACTER. Trong vÝ dô sau CHARACTER=’I’, STRING=’WOMBAT’. Gi¶ sö x©u ‘IWOMBAT’ ®· cã trong tõ ®iÓn (m· lµ 300) cßn ‘IWOMBATI’ th× cha cã. Nh vËy khi gÆp ®o¹n d÷ liÖu‘IWOMBATIWOMBATI’ tr×nh nÐn sÏ cho ra m· 300 vµ thªm ‘IWOMBATI’ vµo tõ ®iÓn(víi m· 400 ch¼ng h¹n). Vµ sau ®ã nã sö dông ngay m· 400 cho ®o¹n tiÕp theo, tøc lµ c¶ ®o¹n d÷ liÖu trªn sÏ cho ra m· . B©y giê chóng ta h·y theo dâi qu¸ tr×nh gi¶i nÐn. Sau khi thay b»ng ‘IWOMBAT’ th× tr×nh gi¶i nÐn gÆp m· 400. Nhng khi ®ã trong tõ ®iÓn cña tr×nh gi¶i nÐn cßn cha cã phrase ‘IWOMBATI’ v× cßn thiÕu ch÷‘I’ ë cuèi. Cho nªn trong ®o¹n pseudocode trªn, lÖnh string1=dictionary_lookup(code) kh«ng ph¶i lóc nµo còng thµnh c«ng. Nhng nã còng chØ kh«ng thµnh c«ng trong trêng hîp gÆp ph¶i d÷ liÖu cã d¹ng nh võa m« t¶, v× ®Ó t¹o thµnh pharase míi trong tõ ®iÓn chóng ta còng chØ thiÕu cã 1ký tù cuèi vµ ký tù nµy xuÊt hiÖn ë ngay ®Çu cña ®o¹n d÷ liÖu tiÕp theo. Cho nªn chóng ta cÇn ph¶i söa l¹i nh sau:
old_string[0]=input_bits();
old_string[1]=’\0’;
putc(old_string[0], output);
while ((new_code=input_bits())!=EOF) {
new_string=dictionary_lookup(new_code);
if (new_string==NULL) {
strcpy(new_string, old_string);
append_character_to_string(new_string, new_string[0]);
}
fputs(new_string, output);
append_character_to_string(old_string, new_string[0]);
add_to_dictionary(old_string);
strcpy(old_string, new_string);
}
Ch¬ng tr×nh LZW15:
/* LZW15V.C : realization of Lempel-Ziv*/
#include "bitio.c"
void usage_exit(char *prog_name);
void CompressFile(FILE input, BIT_FILE *output, int argc, char *argv[]);
void ExpandFile(BIT_FILE *input, FILE *output, int argc, char *argv[]);
unsigned int decode_string(unsigned int count, unsigned int code);
unsigned int find_child_node(int parent_code, int child_character);
void InitializeStorage(void);
void InitializeDictionary(void);
char *CompressionName="LZW 15 Bit Variable Rate Encoder ";
char *Usage="in-file out-file \n\n";
void usage_exit(char *prog_name)
{
char *short_name;
char *extension;
short_name = strrchr(prog_name,'\\');
if (short_name == NULL) short_name=strrchr(prog_name,':');
if (short_name!= NULL) short_name++;
else short_name=prog_name;
extension=strrchr(short_name,'.');
if (extension != NULL) *extension='\0';
printf("\nUsage : %s %s \n",short_name,Usage);
exit(0);
}
/*===============================*/
#define BITS 15
#define MAX_CODE ((1<<BITS)-1)
#define TABLE_SIZE 35023L
#define TABLE_BANKS ((TABLE_SIZE >> 8)+1)
#define END_OF_STREAM 256
#define BUMP_CODE 257 //M· d¸nh khi nµo th× t¨ng ®é dµi cña tõ m·
#define FLUSH_CODE 258
#define FIRST_CODE 259
#define UNUSED -1
struct dictionary { int code_value;
int parent_code;
char character;
}
*dict[TABLE_BANKS];
#define DICT(i) dict[i>>8][i & 0xff]
char decode_stack[TABLE_SIZE];
unsigned int next_code;
int current_code_bits;
unsigned int next_bump_code;
void InitializeDictionary(void)
{
unsigned int i;
for(i=0;i<TABLE_SIZE;i++) DICT(i).code_value=UNUSED;
next_code=FIRST_CODE;
putc('F',stdout); //B¸o hiÖu khëi ®Çu hay khëi ®Çu l¹i tõ ®iÓn.
current_code_bits=9; //M· hiÖn t¹i.
next_bump_code=511;
}
/*===============================*/
void InitializeStorage(void) //Thñ tôc cÊp ph¸t bé nhí.
{
int i;
for(i=0;i<TABLE_BANKS;i++)
{
dict[i]=(struct dictionary *) calloc(256,sizeof(struct dictionary));
if (dict[i]==NULL) fatal_error("Error allocating dictionary space");
}
}
/*==============================*/
void CompressFile(FILE *input,BIT_FILE *output,int argc,char *argv[])
{
int character;
int string_code;
unsigned int index;
InitializeStorage();
InitializeDictionary();
//ký tù ®Çu tiªn ®îc ®äc vµo.
if ((string_code=getc(input))==EOF) string_code=END_OF_STREAM;
while((character=getc(input))!=EOF) //B¾t ®Çu vßng lÆp.
{
index=find_child_node(string_code,character);
if(DICT(index).code_value!=-1) string_code=DICT(index).code_value;
else
{
T¹o thªm 1 ®Ønh øng víi
phrase míi trong tõ ®iÓn
vµ g¸n c¸c gi¸ trÞ cÇn thiÕt.
Ghi string_code võa t×m ®îc ra tÖp vµ b¾t ®Çu viÖc t×m míi
PhÇn xö lý khëi ®Çu l¹i tõ ®iÓn.
PhÇn thay ®æi ®é dµi tõ m·
DICT(index).code_value=next_code++;
DICT(index).parent_code=string_code;
DICT(index).character=(char)character;
OutputBits(output,(unsigned long)string_code,current_code_bits);
string_code=character;
if(next_code >MAX_CODE)
{
OutputBits(output,(unsignedlong)FLUSH_CODE,current_code_bits);
InitializeDictionary();
}
else if (next_code > next_bump_code)
{
OutputBits(output,(unsigned long)BUMP_CODE,current_code_bits);
current_code_bits++;
next_bump_code <<= 1;
next_bump_code |= 1;
putc('B',stdout);
}
}
}
OutputBits(output,(unsigned long)string_code,current_code_bits);
OutputBits(output,(unsigned long)END_OF_STREAM,current_code_bits);
while (argc-- >0)
printf("Unknown argument :%s\n",*argv++);
}
/*======================*/
void ExpandFile(BIT_FILE *input,FILE *output,int argc,char *argv[])
{
int new_code;
int old_code;
int character;
unsigned int count;
Thùc hiÖn mét sè lÖnh khëi t¹o
InitializeStorage();
while (argc-->0)
printf("Unknown argument:%s",*argv);
for(;;)
{
InitializeDictionary();
old_code=(unsigned int)InputBits(input,current_code_bits);
if (old_code==END_OF_STREAM) return;
character=old_code;
putc(old_code,output);
for(;;)
{
new_code=(unsigned int)InputBits(input,current_code_bits);
if (new_code==END_OF_STREAM) return;
//NÕu (new_code==END_OF_STREAM) th× gäi intializeDictionnary() ®Ó g¸n l¹i tõ ®iÓn.
if (new_code==FLUSH_CODE) break;
if (new_code==BUMP_CODE)
//NÕu (new_code==BUMP_CODE) th×®é dµi tõ m· ®îc t¨ng b»ng lÖnh: current_code_bits++
{
current_code_bits++;
putc('B',stdout);
continue;
} //NÕu gÆp ph¶i m· cha xuÊt hiÖn trong tõ ®iÓn th× xö lý nh sau:
if (new_code >= next_code)
{
decode_stack[0]=(char)character;
//Trong trêng hîp cßn l¹i chóng ta gäi code_string() ®Ó xö lý.
count=decode_string(1,old_code);
}
else count=decode_string(0,new_code);
character=decode_stack[count-1];
while(count>0) putc(decode_stack[--count],output);
DICT(next_code).parent_code=old_code;
DICT(next_code).character=(char)character;
next_code++;
old_code=new_code;
}
}
}
/*==============================*/
unsigned int find_child_node(int parent_code,int child_character)
{
unsigned int index;
int offset;
index=(child_character << (BITS-8)) ^ parent_code;
if (index==0) offset=1;
else offset=TABLE_SIZE-index;
for (;;)
{
if (DICT(index).code_value==UNUSED) return((unsigned int)index);
if (DICT(index).parent_code==parent_code &&
DICT(index).character==(char)child_character)
return(index);
if (index >= offset) index-=offset;
else index+=TABLE_SIZE-offset;
}
}
/*=========================================*/
unsigned int decode_string(unsigned int count,unsigned int code)
//Thñ tôc tr¶ l¹i sè ký tù cña phrase.
{
while(code>255)
{
decode_stack[count++]=DICT(code).character;
code=DICT(code).parent_code;
}
decode_stack[count++]=(char)code;
return(count);
}
/*===================*/
Chóng ta t¨ng kÝch thíc cña tõ ®iÓn lªn tíi 15 bit. Nhng kh«ng ph¶i mäi code ®Òu dïng15 bit ®Ó m·. Chóng ta sö dông 9 bit cho 512 phrase ®Çu (tõ 0 ®Õn 511), 10 bit cho c¸c phrase tõ 512 ®Õn 1023, vµ cø thÕ tiÕp tôc. Nh vËy cÇn thªm mét ký tù ®Æc biÖt lµ BUMP_CODE ®Ó ®¸nh dÊu khi nµo th× t¨ng ®é dµi cña tõ m·. BiÕn unsigned int next_bump_code ®îc sö dông ®Ó theo dâi viÖc nµy. §é dµi tõ code ë biÕn current_code_bits.
Mét c¶i tiÕn thø hai chóng ta ®a vµo ®Ó xö lý khi tõ ®iÓn ®· lín hÕt cì. Trong trêng hîp nµy chóng ta cho ra mét ký tù ®Æc biÖt lµ FLUSH_CODE. Khi ®ã sÏ x©y dùng tõ ®iÓn l¹i tõ ®Çu.
Trong ch¬ng tr×nh nµy, chóng ta chia tõ ®iÓn ra TABLE_BANKS kho¶ng, mçi kho¶ng cã 256 phrase vµ sö dông macro
#define DICT(i) dict[i>>8][i & 0xff]
®Ó xö lý index.
Thñ tôc void InitializeDictionary(void) gåm c¸c lÖnh:
for(i=0;i<TABLE_SIZE;i++) DICT(i).code_value=UNUSED;
next_code=FIRST_CODE;
putc('F',stdout); // b¸o hiÖu khëi ®Çu hay khëi ®Çu l¹i tõ ®iÓn
current_code_bits=9;
next_bump_code=511;
Thñ tôc void InitializeStorage(void) ®Ó cÊp ph¸t bé nhí:
for(i=0;i<TABLE_BANKS;i++)
{ dict[i]=(struct dictionary *) calloc(256,sizeof(struct dictionary));
if (dict[i]==NULL) fatal_error("Error allocating dictionary space");
}
Thñ tôc void CompressFile(FILE *input,BIT_FILE *output,int argc,char *argv[]) gièng nh ë ch¬ng tr×nh LZW12, nhng cã thªm phÇn xö lý khëi ®Çu l¹i tõ ®iÓn:
if(n ext_code >MAX_CODE)
{ OutputBits(output,(unsigned long)FLUSH_CODE,current_code_bits);
InitializeDictionary();
}
vµ phÇn thay ®æi ®é dµi tõ m·:
if (next_code > next_bump_code)
{ OutputBits(output,(unsigned long)BUMP_CODE,current_code_bits);
current_code_bits++;
next_bump_code <<= 1;
next_bump_code |= 1;
putc('B',stdout);
}
Thñ tôc void ExpandFile(BIT_FILE *input,FILE *output,int argc,char *argv[]) gièng nh trong ch¬ng tr×nh LZW12 nhng còng cã 2 thay ®æi. NÕu (new_code == FLUSH_CODE) th× sÏ gäi InitializeDictionary() ®Ó g¸n l¹i tõ ®iÓn. Thø hai lµ nÕu (new_ code == BUMP_CODE) th× ®é dµi tõ m· ®îc t¨ng lªn b»ng lÖnh current_code_bits++.
C¸c thñ tôc unsigned int find_child_node(int parent_code,int child_character) vµ
unsigned int decode_string(unsigned int count,unsigned int code) gièng nh ë LZW12.
while(code>255)
{ decode_stack[count++]=dict[code].character;
code=dict[code].parent_code;
}
decode_stack[count++]=(char)code;
return(count);
S¬ ®å phô thuéc cña c¸c thñ tôc trong LZW15
CompressFile
InitializeDictionary
decoding_string
ExpandFile
InitializeStorage
find_child_node
VÝ dô tr×nh nÐn Lzw
/* Tcc –mh LZW15VCO.C */
/* LZW15VCO.C: to compress file by Lempel-Ziv-Welch 15 bit*/
#include "lzw15v.c"
int main(int argc,char *argv[])
{
BIT_FILE *output;
FILE *input;
setbuf(stdout,NULL);
if (argc < 3) usage_exit(argv[0]);
input=fopen(argv[1],"rb");
if (input==NULL)
fatal_error("Error opening %s for input\n",argv[1]);
output=OpenOutputBitFile(argv[2]);
if (output==NULL)
fatal_error("Error opening %s for output\n",argv[2]);
printf("\nCompressing %s to %s\n",argv[1],argv[2]);
printf("Using %s\n",CompressionName);
argc-=3;
argv+=3;
CompressFile(input,output,argc,argv);
CloseOutputBitFile(output);
fclose(input);
argv-=3;
print_ratios(argv[1],argv[2]);
return(0);
}
VÝ dô tr×nh tëi nÐn Lzw
/* Tcc –mh LZW15VEX.C */
/*LZW15VEX.C */
#include "lzw15v.c"
int main(int argc,char *argv[])
{
FILE *output;
BIT_FILE *input;
setbuf(stdout,NULL);
if (argc < 3) usage_exit(argv[0]);
input=OpenInputBitFile(argv[1]);
if (input==NULL)
fatal_error("Error opening %s for input\n",argv[1]);
output=fopen(argv[2],"wb");
if (output==NULL)
fatal_error("Error opening %s for output\n",argv[2]);
printf("\nExpanding %s to %s\n",argv[1],argv[2]);
printf("Using %s\n",CompressionName);
argc-=3;
argv+=3;
ExpandFile(input,output,argc,argv);
CloseInputBitFile(input);
fclose(output);
putc('\n',stdout);
return(0);
}
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 77918.DOC