Префиксный метод кодирования текстовой информации на основе остатка от приведенной частоты использования символа

Актуальность работы заключается в том, что в настоящее время, с развитием научно-технического прогресса, при многократно возросших объёмах информации возникает проблема сжатия данных. Для сжатия информации применяется кодирование. Так как при кодировании сокращается время передачи информации, а скорость передачи информации увеличивается. Применение кодирования позволяет решать целый спектр научно-технических проблем. Целью работы является упрощения алгоритма формирования префиксного кода, используемого для передачи информации.

Ключевые слова: кодирование, алгоритм, вероятность, префикация, ошибки.

Предполагаемый метод относится к области методов кодирования текстовой информации префиксными кодами, у которых длина кода и алгоритм кодирования зависит от частоты использования символов.

Прототипом предполагаемого алгоритма является алгоритм кодирования методом Хаффмана [1, с. 23]. Метод предлагаемого кодирования включает алгоритм получения кода — это, прежде всего, формирование двоичного кода остатка от приведенной частоты использования символа.

Рассмотрим кодирование на конкретном примере.

Рассмотрим задачу полностью. Пусть дан текст. Анализ текста определяет количество символов в тексте (см. второй столбец табл. 1).

Например, буква «А» встречается 36 раз в тексте, буква «Б» встречается 24 раза в тексте, буква «В» встречается 12 раз в тексте, и так далее.

Таблица 1

Пример получения предлагаемого кода

Далее, производится определение вероятности появления этого символа, исходя из того, что сумма вероятностей всех символов равно единице. См. табл. 1 столбец 3.

R (1 символа) =1 — P (1 символа)

R (i символа) = R ((i — 1) символа) — P (i символа)

где, i — номер символа.

Например, для буквы А и Б

R(А)=1–0,423529= 0,576471

R(Б)= 0,576471–0,282353= 0,294118 и т. д.

Смотри таблицу 1 столбец 4. Тем самым, получаем различное (неповторяемое) для каждого символа число.

Далее, приводится выполнение перевода полученных значений из десятичной системы счисления в двоичную систему. См табл. 1 столбец 4.

После этого, выполняется исключение нулей из полученной дробной части (не значащиеся нули справа). См. табл. 1 столбец 5. Это необходимо для сокращения длины общей записи.

Далее, рассмотрим выполнение операции префикации [2, с. 32]. Смысл этой операции заключается в исключении одинаковых начальных кодовых комбинаций (для исключения двоякого понимания символов), например, буква З при прямом переводе получает значение кодировки 0. Буква Б, В, Г, Д, Е, Ж начинается со значения 0. Следовательно может быть двоякое толкование. Заменим кодировку буквы З — 0 на 1111. Такая комбинация в кодовых комбинации других букв отсутствует, следовательно, данный код обладает уникальной комбинацией битов, и данная операция по добавлению нулей или единиц, относится к операции префикации. Смотри таблицу 1 столбец 7.

Например, текст АБВ будет иметь код

100100111 0100101101 00100111001.

После получения полного текста приемный абонент проверяет правильность пришедшего кода текста путем проверки на количество указанных частот появления символов и определения остатков в двоичном коде. В случае совпадения кодировки символов с исходными кодами делается вывод об идентичности текстов (отсутствии ошибок).

Таким образом, предлагается использовать отличный метод кодирования. Данный метод кодирования позволяет выполнять проверку принятого текста на наличии ошибки в принятых символах.

Задачей данного метода является устранение недостатка кода Хаффмана. А именно невозможность анализа о наличии ошибки в переданном тексте.

Предлагаемый код обладает данным качеством.

Таким образом, предложенный код обладает информацией об ошибках в передаче символов за счет алгоритма формирования самого кода символа, в котором заложена информация частоты использования символа.

Литература:

2. Д. Ватолин, А. Ратушняк, М. Смирнов, В. Юкин Методы сжатия данных. Москва.: Диалог-Мифи, 2003, с. 32–34