Aszimmetrikus számrendszerek

Az aszimmetrikus számrendszerek ( ANS , „aszimmetrikus számrendszerek”) az entrópia kódolási módszerek családja, amelyet Jaroslav (Jarek) Duda talált ki 2006-ban az általa bevezetett aszimmetrikus számrendszerek koncepciója alapján. 2014 óta számos programban használják adattömörítésre, mivel ezek a módszerek a tömörítés mértékét tekintve megközelítőleg ugyanolyan jó pontos közelítést adnak az optimális entrópiakódoláshoz, mint az aritmetikai kódolás , de teljesítményük nagyobb, dekompressziós sebessége nem alacsonyabb a Huffman kódolási algoritmusoknál ; emellett elengedhetetlen, hogy ezek a módszerek ne legyenek szabadalmi védelem alatt, és szabadon használhatók legyenek, hiszen az aritmetikai kódolás ingyenes alternatívájának létrehozása és terjesztése volt a szerző célja.

Az aszimmetrikus számrendszerek fogalma

Az aszimmetrikus számrendszerek a helyzetszámrendszerek olyan általánosítása, amelyben a különböző karakterek különböző számjegyekkel kódolhatók, az előző számjegyek (karakterek) függvényében.

A számítástechnikában az információt bitfolyamként szokás ábrázolni, és az új információ - egy szimbólum - hozzáadása úgy történik, hogy a végén lévő számhoz hozzárendelik a szimbólum kódjának megfelelő számjegyeket - új, alacsony rendű számjegyeket. Ha hagyományos helyzetszámrendszerekkel közelítjük meg, bármely karakter ugyanannyi számjegynek felel meg. Ez jól alkalmazható abban az esetben, ha a különböző szimbólumok találkozásának valószínűsége azonos.

Ha a különböző karakterekkel való találkozás valószínűsége eltérő, az entrópia kódolást használják az információk tömörebb rögzítésére. Tehát a Huffman kódolásban különböző karakterek írhatók különböző bitszámmal. Ebben az esetben azonban a karaktereket egész számú bit kódolja – ami különösen azt jelenti, hogy akármilyen gyakran fordul elő egy karakter, legalább egy bit szükséges a kódolásához.

Az aszimmetrikus számrendszerekben egy karakter kódolása nem csak attól függ, hogy milyen karakterről van szó, hanem az állapot által tükrözött korábbi kontextustól is. A szükséges számjegyek száma egész szám marad, de változó, és akár nulla is lehet.

Irodalom

• Duda, Jarek. "Optimális kódolás diszkrét rácson transzlációs invariáns megszorításokkal statisztikai algoritmusok segítségével." arXiv preprint arXiv:0710.3861 (2007).

• Duda, Jarek. „Aszimmetrikus számrendszerek” arXiv preprint arXiv:0902.0271 (2009).

• Duda, Jarek, Khalid Tahboub, Neeraj J. Gadgil és Edward J. Delp. "Az aszimmetrikus számrendszerek használata a Huffman kódolás pontos helyettesítésére." Archivált : 2017. október 22., a Wayback Machine In Picture Coding Symposium (PCS), 2015, pp. 65-69. IEEE, 2015.

• Duda, Jarek. "Aszimmetrikus számrendszerek: entrópiakódolás, amely a Huffman-kódolás sebességét az aritmetikai kódolás tömörítési sebességével kombinálja." arXiv preprint arXiv:1311.2540 (2013).

• Najmabadi, Seyyed Mahdi, Zhe Wang, Yousef Baroud és Sven Simon. "Nagy áteresztőképességű hardverarchitektúrák aszimmetrikus számrendszerek entrópiakódolásához." In Image and Signal Processing and Analysis (ISPA), 2015 9th International Symposium on, pp. 256-259. IEEE, 2015.