ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

19-022-01

Наименование проекта

MTF-алгоритм с логарифмической зависимостью сложности от мощности кодируемого алфавита

Назначение

Улучшение производительности алгоритмов компрессии класса MTF ("move-to-front"(BSTW),"стопка книг")

Рекомендуемая область применения

Программные и аппаратные средства компрессии данных с использованием моделей MTF ("move-to-front"(BSTW),"стопка книг")

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Кодирование в параметрической системе кодовых множеств [1,2] позволяет предложить алгоритмически эффективную реализацию ранговой перестановочной схемы (mtf), в которой при перемещении кодируемого сообщения на первую позицию в списке одновременно производится перемещение вниз по списку не всех предшествующих ему до перемещения элементов, а только тех, длины кодовых слов которых могут измениться. Так как при использовании указанной параметрической системы кодовых множеств могут измениться лишь длины кодовых слов сообщений, перемещаемых между подмножествами [2], то общее число выполняемых перестановок сокращается до величины , где -наименьшее целое большее или равное . Алгоритм может применяться также с фиксированными кодами переменной длины, однако в этом случае избыточность кодирования несколько увеличится.

Для быстрого доступа к индексам кодируемых сообщений алгоритм использует массив tbl[n,2], первый элемент которого хранит ранг соответствующего индексу сообщения, а второй ссылку, необходимую для выполнения обменов.

1.mtf-алгоритм кодера:

1.1. Инициализировать рабочие переменные и получить код сообщения из таблицы tbl.

dword pres = 0; s = 1;

byte n = 0;

basetype pcode = c; ctrans; ingruppos; code= tbl[c][0];

1.2. Выполнить цикл межгрупповых перестановок.

while ( !( code < s="" )="">

{

m = s - pres;

ingruppos = (basetype) ( keys[n]++ % m + pres ) ;

ctrans = tbl[ingruppos][1];

tbl[ingruppos][1] = pcode;

tbl[pcode][0] = ingruppos;

pcode =ctrans;

pres = s;

s <=>

n++;

}

1.3. Присвоить новые значения крайним переставляемым элементам:

tbl[code][1] = pcode;

tbl[pcode][0] = code;

1.4. Вернуть текущий индекс кодируемого сообщения для последующего формирования параметрически адаптивного рангового кода и вывода в выводной поток кодера.

return code;

Число итераций приведенного алгоритма не превышает , где - максимальная мощность кодируемого алфавита. Например, для алфавита из 65536 сообщений кодер выполнит на одно сообщение в худшем случае всего 16 циклов из нескольких элементарных операций целочисленной арифметики и назначений. Вектор keys длины [log 2(n)+1] поддерживает для каждой из log 2(n)+1 групп с равными длинами кодовых слов отдельный циклически изменяемый внутригрупповой указатель, используемый для выбора очередного элемента группы для обмена. Перестановочная схема декодирования симметрична и имеет те же оценки " память/время ":

2.mtf-алгоритм декодера:

2.1.Инициализированть рабочие переменные и получить индекс сообщения из таблицы tbl по его ранговому коду code.

dword pres = 0; s = 1;

byte n = 0;

basetype pcode = c; ctrans; ingruppos; c = tbl[code][1];

2.2. Выполнить цикл межгрупповых перестановок.

while ( !( code < s="" )="">

{

m = s - pres;

ingruppos = (basetype) ( keys[n]++ % m + pres ) ;

ctrans = tbl[ingruppos][1];

tbl[ingruppos][1] = pcode;

tbl[pcode][0] = ingruppos;

pcode =ctrans;

pres = s;

s <=>

n++;

}

2.3. Присвоить новые значения крайним переставляемым элементам:

tbl[code][1] = pcode;

tbl[pcode][0] = code;

2.4.Вернуть исходный код декодируемого сообщения для последующего его вывода в выводной поток декод\ера.

return c;

Литература:

1. Гаджиев Ю.А. Параметрически адаптивный ранговый код. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. Вып. 1., Махачкала, 1997, стр. 3033.

2. Гаджиев Ю.А. Об избыточности кодирования в параметрически адаптивной ранговой схеме. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. Вып. 2., Махачкала, 1998, стр. 23-26.

Преимущества перед известными аналогами

Высокая производительность обработки данных для алфавитов большой мощности

Стадия освоения

Проверено в лабораторных условиях.

Результаты испытаний

Соответствуют технической характеристике

Технико-экономический эффект

N-кратное снижение затрат времени центрального процессора ЭВМ при использовании программных средств компрессии на основе MTF-модели, где N=n/ , n-мощность алфавита. При n=65536 (16-разрядное слово), N=4096

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

28.05.2001

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)