[发明专利]一种基于部分霍夫曼树的数据压缩编码方法

权利要求书

1.一种基于部分霍夫曼树的数据压缩编码方法，所述的编码方法包括步骤：

1)统计数据中各个字符的出现概率，得到字符集及与其相对应的概率集；

2)对数据的字符集中的各个字符预先分配一个预编码长度，构成分层的预编码表；其中，所述的预编码表中每一层的字符拥有相同的编码长度，较低层字符的概率小于较高层字符的概率；该预编码表中相邻的两层之间有一个固定的概率边界，且相邻两个边界值为二倍关系；

3)以预编码表为基础自底向上的逐层构建部分霍夫曼树；在构建过程中，首先递推的计算各层的节点个数；部分霍夫曼树中各层的节点个数的公式为：S_n＝C_n+S_n+1/2，其中，n＝1，2，…，M；其中，S_n为部分霍夫曼树中第n层的节点个数，C_n为预编码表第n层的字符个数，M为最大层序；

如果一层中节点个数为偶数，则继续计算上一层的节点个数；如果一层中节点个数为奇数，需首先对该层节点个数偶数化，并动态调整字符的编码长度，同时更新编码表；如果调整后的编码表满足最优编码表的条件，则终止构建部分霍夫曼树，否则重复步骤3)继续计算上一层的节点个数；

其中，所述最优编码表的条件为：式中，L_i为编码表中各个字符的编码长度，其中，i＝1，2，……，q；

所述的步骤3)中部分霍夫曼树第n层节点个数S_n为奇数时，对于该层节点个数进行偶数化具体包括以下步骤：

31)找到第n层概率最大的节点C_max与第n-1层概率最小的节点C_min以及以它们为根节点的树T_max和T_min；

32)以这两棵树作为左右子树，构成一棵新树；

33)节点C_max与节点C_min的概率之和如果大于第n-1层的上界值，子树T_max中的所有节点提升一层，否则就将子树T_min中的节点下降一层；

34)找到被调整的子树T_max或者T_min中所含的叶子节点，更新预编码表中与其对应的字符层序；

4)根据经过上述步骤3)修改后的预编码表输出最优编码表，对数据进行压缩编码。

2.根据权利要求1所述的数据压缩编码方法，其特征在于，所述的预编码表的层序即该层字符的编码长度。

3.根据权利要求1或2所述的数据压缩编码方法，其特征在于，所述的预编码表的建立方法包括步骤：

21)确定分层边界，规定第n层与第n-1层概率边界值为：U_n＝2^-n+0.5，第n层与第n+1层概率边界值为：U_n+1＝2^-n-0.5；

22)在字符集{a₁,a₂,...,a_q}中,若字符a_i的概率p_i满足U_n＜p_i≤U_n+1，则将a_i填入预编码表的第n层。