[发明专利]一种信息保持编解码方法与装置

说明书

本发明提出一种基于样本取值可能性分布的信息保持编码方法。其中，样本的取值可能性分布指的是针对一个样本的各种取值的可能性的评估。所提出的信息保持编码方法更符合实际信源概率非平稳的特性，编码码长即为样本取值可能性分布的估计误差所带来的开销。本发明进一步提出多种基于样本取值可能性分布的编码方法，通过提升样本取值可能性分布的估计准确度，从而大幅提升编码效率。

技术领域

本发明属于信息保持编码领域，涉及一种信息保持编解码方法与装置。

背景技术

编码一直是信号储存和传输必不可少的一部分。它将原始的文件的符号或符号串映射为另一种形式的符号或符号串，最常见的是将多元的符号串转化成二元的符号串，以便于二进制系统的统一处理。解码是与编码对应的逆映射过程。根据解码之后的重建文件与原始文件是否一致，可以将编码分为有损编码和无损编码。无损编码重建文件和原始文件一致，没有信息损失，因而也叫信息保持编码。

1948年Shannon发表的无损编码理论[C.E.Shannon,A mathematical theory ofcommunication,The Bell System Technical Journal,Jul.1948,pp:379–423.]为无损压缩编码的研究打开了序幕，该无损编码理论探索了对于一个平稳信源而言，其最低可能达到的编码码率。对于一个存在稳定概率分布\条件概率分布，并且分布已知的信源而言，其编码速率的下限为其信息熵或条件信息熵H(U)。

进一步地，Shannon提出逼近信息熵或条件信息熵H(U)的办法。Shannon编码方法认为如果将信源符号按照概率大小进行排列，即对于一个符号表为A＝{a₁，a₂，…，a_N}，并且对应概率为{p₁,p₂,…,p_N}的信源而言，通过排序使得p₁＝p₂＝…＝p_N.，并用

对应于符号a_K，同时，用

个比特来表示P_k二值化后的前l_k个二元符号。此时平均码长最短，并且满足

进一步地，1960年，Elias发现无需对符号进行排序，只要编、解码端使用相同的符号顺序即可，进一步提出多个符号迭代编码的概念，该概念在Abramson[Abramson,N.Information Theory and Coding.McGraw-Hill,New York,1963,pp 61-62]的信息论著作中得以详细阐述。迭代编码能将多个连续符号一起编码形成码字，并且不需要像Huffman[D.A.Huffman,“A Method for the Construction of Minimum-Redundancy Codes[C],”Proceedings of the IRE,vol.40,no.9,pp.1098-1101,Sep 1952.]编码方法一样生成巨大的码表。迭代编码的概念奠定了算数编码的基础。1976年，R.Pasco[R.Pasco,“SourceCoding Algorithms for Fast Data Compression[D],”Doctoral Dissertation,Stanford University,1976.]和J.Rissanen[J.J.Rissanen,“Generalized DraftInequality and Arithmetic Coding[J],”IBM Journal of Research and Development,vol.20,no.3,pp.198-203,May 1976.]分别用定长的寄存器实现了有限精度的算术编码