如传真通信等在现有的通信干线并行开通更多的多媒体业务，如各种增值业务紧缩数据存储容量，如和等降低发信机功率，这对于多媒体移动通信系统尤为重要。也就是说，通信时间传输带宽存储空间甚至发射能量，都可能成为数据压缩的对象。数据之所以能够被压缩是基于以下几点的考量首先，数据中间常存在些多余成分，既冗余度。如在份计算机文件中，些符号会重复出现些符号比其他符号出现得更频繁些字符总是在各数据块中可预见的位置上出现等，这些冗余部分便可在数据编码中除去或减少。冗余度压缩是个可逆过程，因此叫做无失真压缩，或称保持型编码。其次，数据中间尤其是相邻的数据之间，常存在着相关性。如图片中常常有色彩均匀的背影，电视信号的相邻两帧之间可能只有少量的变化影物是不同的，声音信号有时具有定的规律性和周期性等等。因此，有可能利用些变换来尽可能地去掉这些相关性。但这种变换有时会带来不可恢复的损失和误差，因此叫做不可逆压缩，或称有失真编码摘压缩等。此外，人们在欣赏音像节目时，由于耳目对信号的时间变化和幅度变化的感受能力都有定的极限，如人眼对影视节目有视觉暂留效应，人眼或人耳对低于极限的幅度变化已无法感知等，故可将信号中这部分感觉不出的分量压缩掉或掩蔽掉。这种压缩方法同样是种不可逆压缩。数据压缩跟编码技术联系紧密，压缩的实质就是根据数据的内在联系将数据从种编码映射为另种编码。压缩前的数据要被划分为个个的基本单元。基本单元既可以是单个字符，也可以是多个字符组成的字符串。称这些基本单元为源消息，所有的源消息构成源消息集。源消息集映射的结果为码字集。可见，压缩前的数据是源消息序列，压缩后的数据是码字序列。若定义块为固定长度的字符或字符串，可变长为长度可变的字符或字符串，则编码可分为块到块编码块到可变长编码可变长到块编码可变长到可变长编码等。应用最广泛的编码就是块到块附录算法源代码基于算术编码的数据压缩算法研究与实现在现今的电子信息技术领域，由于需要处理的数字化的信息尤其是多媒体信息通常会特别庞大，如果不对其进行有效压缩就难以得到实际应用，数据压缩的目的即是通过有效减少数据文件的冗余信息而使数据文件可以以更快的速度传输或在更少的空间储存。因此数据压缩技术已成为当今数字通信存储和多媒体娱乐的项关键的共性技术。本文由香农熵理论和统计编码的原理开始，逐步展开对基于算术编码的数据压缩的研究与应用的讨论从算术编码的原理产生条件以及研究算术编码的目的意义等，到具体算术编码方案的分析比较以及其语言的实现方案，有重点的对算术编码的特点进行了分析和阐述。而针对算术编码在处理二元符号时高压缩比低复杂度的特点，本文着重探讨了算术编码方法处理二元数据流的过程的特点和效率优势，并将算术编码的不同实现方法进行了分析和比较，特别是对阶自适应编码的特点和处理文字信息的优势进行了分析，然后将其和与之较为类似的编码进行了比较，通过比较得出了算术编码具有但编码不具有的在处理数据流方面的优势，即编码必须在得到全部数据文件之后才可以对文件进行编码处理，而算术编码方法可以在只得到数据流片段的情况下就开始对数据进行压缩，使得当处理数据流信息时在保证高压缩比的同时具有了很大的灵活性。本文通过对算术算法特点和应用方向的研究，阐明其在数据压缩领域不可取代的地位及在处理流片段数据所具有的在压缩比和灵活性方面的优势，展示出算术编码的强大生命力和独特优势。最后，应用文中研究得到的算术编码方法和实现模型，在系统下，使用作为编程工具，实现了算术编码及其应用程序界面对于接近二进制流的文件，本设计具体令人满意的压缩效果，对其他格式的文件也有较好的压缩效果，达到了论文的设计目标。关键词算术编码无损压缩自适应模式目录摘要第章绪论数据压缩数据压缩的现状与发展趋势课题研究的意义第二章算术编码原理及特点统计编码算术编码原理算术编码理论算术压缩模式第三章典型算术编码方案分析算法算术编码基于上下文的二进制算术编码自适应算术编码算术及其实现第四章算术编码系统的实现软件模块设计软件模块的具体实现输入输出模块的实现压缩模块的实现解压模块的实现压缩效率分析软件设计的优点与不足软件设计值得改进的地方第五章算术编码总结参考文献致谢附录算法源代码摘要的分布越偏离，本设计软件对其的处理能力就越强。比如前面对文件进行处理时，因为文件是采用码为主要记录格式的文字信息记录文件，所以其中对各种字符和标记符号的编码特性是依照码编码特性的，因此其编码中二进制字符与的分布并不十分接近的概率比值，而文件因为与文件相比，采用了较多的控制符号，所以其文件中二进制字符与的分布与相比更靠近，所以可以获得较文件为高的压缩比对于文件，由于其本身就是二进制文件，所以它自身的二进制字符与的分布在通常情况下已经较为接近的概率比值，所以对其进行多次压缩测试时，压缩比在到接近的范围浮动，而其文件的概率大多分布在左右，所以上表采取了与这数值相近的个测试结果来作为不同类型文件压缩效率的比较。但是对些有特殊用途的应用软件使用的文件如等文件，加之其本身就是有较大压缩效果的文件，本设计软件的处理能力就不能使人非常满意了。软件设计的优点与不足本软件设计的优点在于对二进制数据流的高压缩比在二进制数据的出现概率接近的时候，它有着非常有优势的压缩比为了实现日后对其进行改进，本设计在模式设置的时候将压缩解压模块的自适应模式模块设计为独立的，可以选择不同的压缩解压模式进行。当日后要对其扩充或改变其自适应阶数，及相关参数，使其适合于特别的文件类型。使用简单方便的文件流类对数据文件进行读写操作，因为是由标准类库提供的，所以具有良好的通用性和可移植性。本软件设计的不足缺少对进程的控制，在对文件进行压缩解压的时候，由于不能实现进程控制，所以不能及时了解到压缩的进度，而且在压缩解压过程中途也不能对操作进行取消由于对数据文件操作完全是利用标准类库提供的函数实现的，所以在运行过程中，本设计存在对的占用问题，当处理较大型文件的时候，会出现占用率过高的情况，可能影响其他软件的同时运行。软件设计值得改进的地方本软件实现了用自适应模式对二进制数据流文件进行编解码处理，但还可以进行些改进，用于提升性能可以增加对压缩解压过程的进程控制，使得在压缩和解压过程中，用户可以根据情况随时对编码过程进行操作控制，这可以使软件使用的灵活性大大增加，并且有可能在实际应用过程中，避免些意外状况的发生增加对占用的问题的考效果很远。因为输入数据般不可预测，我们不得不为特别的编码内容找到适当的模式，算术编码允许使用专门设计的标准组件，因此编码器能在不同模式间切换，甚至在编码过程中也可进行切换。现在已经开发出很多模式，最流行的模式系列之是部分匹配预测编码。它对输入长度可能变化的内容进行压缩非常有效，而很多其他高效编码方式则需要更多可靠的正确的条件才行。随着算术编码器速度的提高，集成编码器变得常见，但现代浮点运算能力的提高可能会改变这种趋势，我们已经知道基于浮点的算术编码的实现是可能的种非常有效的集成实现是界限编码器它表现出对比特数据按比例压缩的良好特性。因此替换现有的中对比特不敏感的部分就是现在的主要问题。有些报道说有人将压缩速度提升而同时码长只增加，对于这些数字则须要小心对待，因为它们只反映出了编码器的表现，而不是因为采用了新的有效的模式。可以看出，算术编码的最有趣的研究领域是编码模式。对个好的编码器来说编码大小存储器使用率和编码速度作为次要因素都取决于所选择的模式，而算术编码发展的过程本身就是这样的例证。参考文献