CN112003625A - 一种霍夫曼编码方法、***及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种霍夫曼编码方法、***及设备,获取待编码数据;统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率;统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数;将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长;基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码;其中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。本申请中,无需生成二叉树,避免了存储二叉树带来的内存消耗;且只需记录待编码字符的被应用次数,记录的内容简单且少,便于软硬件实现;此外,可以提高霍夫曼编码的效率,局限性低。
Description
技术领域
本申请涉及数字编码技术领域,更具体地说,涉及一种霍夫曼编码方法、***、及设备。
背景技术
当前,随着科学技术的不断发展,数据信息呈现出***时的增长。云计算的兴起,人工智能的推进,大数据时代的到来,新的工作负载不断增大,海量数据传输和存储的问题不断引起关注,如何能够高效的传输海量数据,同时不对处理器造成过于沉重负荷的问题亟待解决。如果能够在文件传输时进行预先压缩,不仅可以节省数据流量,同时也降低了传输时间;如果在读取磁盘文件之前对文件进行压缩,就可以提高文件读取的速率;总而言之,压缩数据从一个新的角度提供了改善计算机性能的方法,对其的研究具有重要的现实意义。
在此过程中,霍夫曼编码的应用越来越多,霍夫曼编码是由David A Huffman在1952年发明的无损数据压缩编码,其编码过程如下:首先读文件,统计每个字符出现次数,根据每个符号出现的次数,建立霍夫曼树,创建霍夫曼表为每个字符编码,将文件的每个符号替换成它的霍夫曼编码并输出。
然而,在霍夫曼编码的过程中,需要直接迭代构造霍夫曼树,生成过程繁琐,且二叉树的数据存储形式不利于硬件实现,对软件实现也会有计算量大、浪费存储的困难,使得霍夫曼编码的局限性较大。
综上所述,如何降低霍夫曼编码的局限性是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种霍夫曼编码方法,其能在一定程度上解决如何降低霍夫曼编码的局限性的技术问题。本申请还提供了一种霍夫曼编码***及设备。
为了实现上述目的,本申请提供如下技术方案:
一种霍夫曼编码方法,包括:
获取待编码数据;
统计所述待编码数据中的待编码字符和所述待编码字符的出现频率;
统计在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,所述待编码字符的被应用次数;
将所述待编码字符的被应用次数作为所述待编码字符的码长;
基于所述待编码字符的出现频率及所述待编码字符的码长,确定所述待编码字符的霍夫曼编码值,以对所述待编码数据进行霍夫曼编码;
其中,在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
优选的,所述统计在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,所述待编码字符的被应用次数,包括:
初始化所述待编码字符的被应用次数;
在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数;
判断所述待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若所述待编码字符的出现频率值的数量不为1,则返回执行所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并的步骤;若所述待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出所述待编码字符的被应用次数。
优选的,所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数,包括:
确定所述待编码字符的标识信息,且所述标识信息的类型为数字;
初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率;
解析选取的两个所述出现频率的类型;
若选取的两个所述出现频率均为所述待编码字符原始的所述出现频率,则计算选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的标识信息的和值,将所述和值作为所述第一标识信息及选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个所述出现频率中,一个为所述待编码字符原始的所述出现频率,一个为合并后的所述出现频率,则将合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息的值,将所述第一标识信息的值作为另一选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息,将所述第一标识信息的值作为合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个所述出现频率均为合并后的所述出现频率,则将选取的被应用次数多的所述出现频率作为第一出现频率,将另一选取的所述出现频率作为第二出现频率,将所述第一出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息,将所述第二出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息作为所述第二标识信息,将当前标识信息小于等于所述第二标识信息的已被应用的所述待编码字符的当前标识信息更新为所述第一标识信息,将将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1。
优选的,所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数的过程中,包括:
按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
优选的,所述待编码字符的标识信息的值大于预设值。
一种霍夫曼编码***,包括:
第一获取模块,用于获取待编码数据;
第一统计模块,用于统计所述待编码数据中的待编码字符和所述待编码字符的出现频率;
第二统计模块,用于统计在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,所述待编码字符的被应用次数;
第一处理模块,用于将所述待编码字符的被应用次数作为所述待编码字符的码长;
第一确定模块,用于基于所述待编码字符的出现频率及所述待编码字符的码长,确定所述待编码字符的霍夫曼编码值,以对所述待编码数据进行霍夫曼编码;
其中,在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
优选的,所述第二统计模块包括:
第一初始化子模块,用于初始化所述待编码字符的被应用次数;
第一统计子模块,用于在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数;
第一判断模块,用于判断所述待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若所述待编码字符的出现频率值的数量不为1,则提示所述第一统计子模块执行所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并的步骤;若所述待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出所述待编码字符的被应用次数。
优选的,所述第一统计子模块包括:
第一确定单元,用于确定所述待编码字符的标识信息,且所述标识信息的类型为数字;
第一初始化单元,用于初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
第一合并单元,用于在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率;
第一解析单元,用于解析选取的两个所述出现频率的类型;
第一处理单元,用于若选取的两个所述出现频率均为所述待编码字符原始的所述出现频率,则计算选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的标识信息的和值,将所述和值作为所述第一标识信息及选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
第二处理单元,用于若选取的两个所述出现频率中,一个为所述待编码字符原始的所述出现频率,一个为合并后的所述出现频率,则将合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息的值,将所述第一标识信息的值作为另一选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息,将所述第一标识信息的值作为合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
第三处理单元,用于若选取的两个所述出现频率均为合并后的所述出现频率,则将选取的被应用次数多的所述出现频率作为第一出现频率,将另一选取的所述出现频率作为第二出现频率,将所述第一出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息,将所述第二出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息作为所述第二标识信息,将当前标识信息小于等于所述第二标识信息的已被应用的所述待编码字符的当前标识信息更新为所述第一标识信息,将将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1。
优选的,所述第二统计模块包括:
第一记录单元,用于按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
一种霍夫曼编码设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上任一所述霍夫曼编码方法的步骤。
本申请提供的一种霍夫曼编码方法,获取待编码数据;统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率;统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数;将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长;基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码;其中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。本申请中,无需生成二叉树,避免了存储二叉树带来的内存消耗;且只需统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数,所以本申请只需记录待编码字符的被应用次数,记录的内容简单且少,便于软硬件实现;此外,只需将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长,基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,便可确定待编码字符的霍夫曼编码值,简便了霍夫曼编码值的确定方式,可以提高霍夫曼编码的效率,局限性低。本申请提供的一种霍夫曼编码***及设备也解决了相应技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种霍夫曼编码方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的待编码数据的示意图;
图3为待编码数据的添加结果图;
图4为待编码数据的第一步运行结果图;
图5为待编码数据的第二步运行结果图;
图6为待编码数据的第三步运行结果图;
图7为待编码数据的第四步运行结果图;
图8为待编码数据的第五步运行结果图;
图9为本申请实施例提供的一种霍夫曼编码***的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种霍夫曼编码方法的流程图。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码方法,可以包括以下步骤:
步骤S101:获取待编码数据。
实际应用中,可以先获取待编码数据,待编码数据的类型可以根据实际需要确定,本申请在此不做具体限定,比如待编码数据可以为视频数据、音频数据等。
步骤S102:统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率。
实际应用中,因为霍夫曼编码过程中需要依据待编码数据中每个字符的出现频率,所以在获取待编码数据之后,需要统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率。
步骤S103:统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数;其中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
实际应用中,因为二叉树会占用较多的内存,且不利于软硬件实现,所以本申请中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树;此外,本申请的申请人发现,在生成二叉树的过程中,待编码字符被应用的次数越多,待编码字符在二叉树中的位置越靠下,而待编码字符被应用的次数相当于待编码字符的码长,所以可以根据待编码字符被应用的次数来确定待编码字符的霍夫曼编码值,也即本申请只统计待编码字符的被应用次数即可,相应的,本申请只需记录待编码字符被应用的次数即可。
步骤S104:将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长。
步骤S105:基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码。
实际应用中,在得到待编码字符的被应用次数之后,便可以将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长,并基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码。
应当指出,在基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码的过程中,可以先按照待编码字符的出现频率从小到大的顺序,对待编码字符进行排序,再根据排序后的待编码字符的位置及码长确定各个待编码字符的霍夫曼编码值。基于待编码字符的霍夫曼编码值对待编码数据进行霍夫曼编码的过程,可以参阅现有技术,在此不再赘述。
本申请提供的一种霍夫曼编码方法,获取待编码数据;统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率;统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数;将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长;基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码;其中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。本申请中,无需生成二叉树,避免了存储二叉树带来的内存消耗;且只需统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数,所以本申请只需记录待编码字符的被应用次数,记录的内容简单且少,便于软硬件实现;此外,只需将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长,基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,便可确定待编码字符的霍夫曼编码值,简便了霍夫曼编码值的确定方式,可以提高霍夫曼编码的效率,局限性低。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码方法中,在统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数的过程中,可以:
初始化待编码字符的被应用次数;
在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率,重新对待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的出现频率对应的待编码字符的被应用次数;
判断待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若待编码字符的出现频率值的数量不为1,则返回执行在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并的步骤;若待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出待编码字符的被应用次数。
应当指出,在初始化待编码字符的被应用次数的过程中,可以将待编码字符的被应用次数初始化为0,这样,后续可以直接将最终的待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码方法中,因为会出现合并的出现频率,此时属于间接应用待编码字符,会给待编码字符的被应用次数的统计带来困难,为了便于确定各个待编码字符的被应用次数,可以引入其他信息来配合确定被应用次数,也即在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率,重新对待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的出现频率对应的待编码字符的被应用次数的过程中,可以:
确定待编码字符的标识信息,且标识信息的类型为数字;
初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率;
解析选取的两个出现频率的类型;
若选取的两个出现频率均为待编码字符原始的出现频率,则计算选取的两个出现频率对应的待编码字符的标识信息的和值,将和值作为第一标识信息及选取的两个出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个出现频率中,一个为待编码字符原始的出现频率,一个为合并后的出现频率,则将合并后的出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息的值,将第一标识信息的值作为另一选取的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息,将第一标识信息的值作为合并后的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个出现频率均为合并后的出现频率,则将选取的被应用次数多的出现频率作为第一出现频率,将另一选取的出现频率作为第二出现频率,将第一出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息,将第二出现频率对应的待编码字符的当前标识信息作为第二标识信息,将当前标识信息小于等于第二标识信息的已被应用的待编码字符的当前标识信息更新为第一标识信息,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1。
具体应用场景中,在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率,重新对待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的出现频率对应的待编码字符的被应用次数的过程中的过程中,可以按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
具体应用场景中,为了避免待编码字符及第一标识信息、第二标识信息的值相等,可以设置待编码字符的标识信息的值大于预设值,且预设值可以较大。
为了便于理解本申请提供的一种霍夫曼编码方法,现假设待编码数据为图2所示的数据,则按照本申请提供的霍夫曼编码方法进行编码的过程可以如下:
第一步:对待编码数据中的待编码字符及出现频率进行统计,统计结果如图1;
图1待编码字符及出现频率统计表
字符 | a | b | c | d | e | f |
出现次数 | 5 | 9 | 12 | 13 | 16 | 45 |
第二步:为待编码字符添加标识信息,添加结果可以如图3所示,其中,Frequency表示出现频率,Symbol表示待编码字符,Name表示待编码字符的标识信息;
第三步,合并两个最小概率的节点(叶子节点),也即需要将s和b相合并,合并之后即得到值为14的Node节点,合并结果如图4所示,其中,M表示输出集合,输出集合中的第一行表示已被应用的待编码字符,第二行表示待编码字符的被应用次数,第三行表示待编码字符的当前标识信息;UpdateName表示第一标识信息,Rename表示第二标识信息;因为在第三步中,选取的是两个原始待编码字符,所以第一标识信息的值为a和b的标识信息的和值,且a和b的当前标识信息需更新为第一标识信息的值,且a和b的被应用次数需要加1;
第四步,合并目前最小出现频率的两个节点,也即需要将c和d相合并,合并之后即得到值为25的Node节点,合并结果如图5所示;因为在第四步中,选取的是两个原始待编码字符,所以第一标识信息的值为c和d的标识信息的和值,且c和d的当前标识信息需更新为第一标识信息的值,且c和d的被应用次数需要加1;
第五步,合并目前最小出现频率的两个节点,也即需要将a、b合并的Node节点14与Symbol节点e相合并,合并之后即得到值为30的Node节点,合并结果如图6所示;因为在第五步中,选取的是一个原始待编码字符的出现频率及一个合并后的出现频率,所以第一标识信息的值需为a和b原始标识信息的和值,且e的当前标识信息需更新为第一标识信息的值,a和b当前标识信息的值也需要更新为第一标识信息的值,且需要将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1,也即需要将a、b和e的被应用次数加1;
第六步,合并目前最小出现频率的两个节点,也即需要将a、b、e合并的Node节点30与c、d合并的Node节点25相合并,合并之后即得到值为55的Node节点,合并结果如图7所示;因为在第六步中,选取的是两个合并后的出现频率,所以第一标识信息的值需为a、b、c、d、e的原始标识信息的和值,且c、d的当前标识信息需更新为第二标识信息的值,且需要将当前标识信息等于第二标识信息的待编码字符的当前标识信息更新为第二标识信息,最后将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1,也即需要将a、b、c、d、e的被应用次数加1;
第七步,合并最后两个节点,即值为45的Symbol节点f和[(a+b)+e]+(c+d)代表的值为55的Node节点,合并后得到最终值为100的Node节点,合并结果如图8所示;因为在第七步中,选取的是一个原始待编码字符的出现频率及一个合并后的出现频率,所以第一标识信息的值需为a、b、e、c、d原始标识信息的和值,且a、b、e、c、d、e、f的当前标识信息需更新为第一标识信息的值,且需要将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1,也即需要将a、b、c、d、e、f的被应用次数加1;至此,便可以确定出各个待编码字符的被应用次数。
应当指出,在此过程中引入二叉树只是为了便于对霍夫曼编码的过程进行描述,实际运行过程中,无需生成二叉树。
请参阅图9,图9为本申请实施例提供的一种霍夫曼编码***的结构示意图。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码***,可以包括:
第一获取模块101,用于获取待编码数据;
第一统计模块102,用于统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率;
第二统计模块103,用于统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数;
第一处理模块104,用于将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长;
第一确定模块105,用于基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码;
其中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码***,第二统计模块可以包括:
第一初始化子模块,用于初始化待编码字符的被应用次数;
第一统计子模块,用于在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率,重新对待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的出现频率对应的待编码字符的被应用次数;
第一判断模块,用于判断待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若待编码字符的出现频率值的数量不为1,则提示第一统计子模块执行在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并的步骤;若待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出待编码字符的被应用次数。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码***,第一统计子模块可以包括:
第一确定单元,用于确定待编码字符的标识信息,且标识信息的类型为数字;
第一初始化单元,用于初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
第一合并单元,用于在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率;
第一解析单元,用于解析选取的两个出现频率的类型;
第一处理单元,用于若选取的两个出现频率均为待编码字符原始的出现频率,则计算选取的两个出现频率对应的待编码字符的标识信息的和值,将和值作为第一标识信息及选取的两个出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
第二处理单元,用于若选取的两个出现频率中,一个为待编码字符原始的出现频率,一个为合并后的出现频率,则将合并后的出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息的值,将第一标识信息的值作为另一选取的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息,将第一标识信息的值作为合并后的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
第三处理单元,用于若选取的两个出现频率均为合并后的出现频率,则将选取的被应用次数多的出现频率作为第一出现频率,将另一选取的出现频率作为第二出现频率,将第一出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息,将第二出现频率对应的待编码字符的当前标识信息作为第二标识信息,将当前标识信息小于等于第二标识信息的已被应用的待编码字符的当前标识信息更新为第一标识信息,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码***,第二统计模块可以包括:
第一记录单元,用于按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码***,待编码字符的标识信息的值大于预设值。
本申请还提供了一种霍夫曼编码设备及计算机可读存储介质,其均具有本申请实施例提供的一种霍夫曼编码方法具有的对应效果。请参阅图10,图10为本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备的结构示意图。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备,包括存储器201和处理器202,存储器201中存储有计算机程序,处理器202执行计算机程序时实现如下步骤:
获取待编码数据;
统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率;
统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数;
将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长;
基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码;
其中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备,包括存储器201和处理器202,存储器201中存储有计算机程序,处理器202执行计算机程序时实现如下步骤:初始化待编码字符的被应用次数;在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率,重新对待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的出现频率对应的待编码字符的被应用次数;判断待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若待编码字符的出现频率值的数量不为1,则返回执行在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并的步骤;若待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出待编码字符的被应用次数。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备,包括存储器201和处理器202,存储器201中存储有计算机程序,处理器202执行计算机程序时实现如下步骤:确定待编码字符的标识信息,且标识信息的类型为数字;
初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率;
解析选取的两个出现频率的类型;
若选取的两个出现频率均为待编码字符原始的出现频率,则计算选取的两个出现频率对应的待编码字符的标识信息的和值,将和值作为第一标识信息及选取的两个出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个出现频率中,一个为待编码字符原始的出现频率,一个为合并后的出现频率,则将合并后的出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息的值,将第一标识信息的值作为另一选取的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息,将第一标识信息的值作为合并后的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个出现频率均为合并后的出现频率,则将选取的被应用次数多的出现频率作为第一出现频率,将另一选取的出现频率作为第二出现频率,将第一出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息,将第二出现频率对应的待编码字符的当前标识信息作为第二标识信息,将当前标识信息小于等于第二标识信息的已被应用的待编码字符的当前标识信息更新为第一标识信息,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备,包括存储器201和处理器202,存储器201中存储有计算机程序,处理器202执行计算机程序时实现如下步骤:按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
本申请实施例提供的一种霍夫曼编码设备,包括存储器201和处理器202,存储器201中存储有计算机程序,处理器202执行计算机程序时实现如下步骤:待编码字符的标识信息的值大于预设值。
请参阅图11,本申请实施例提供的另一种霍夫曼编码设备中还可以包括:与处理器202连接的输入端口203,用于传输外界输入的命令至处理器202;与处理器202连接的显示单元204,用于显示处理器202的处理结果至外界;与处理器202连接的通信模块205,用于实现霍夫曼编码设备与外界的通信。显示单元204可以为显示面板、激光扫描使显示器等;通信模块205所采用的通信方式包括但不局限于移动高清链接技术(HML)、通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、无线连接:无线保真技术(WiFi)、蓝牙通信技术、低功耗蓝牙通信技术、基于IEEE802.11s的通信技术。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如下步骤:
获取待编码数据;
统计待编码数据中的待编码字符和待编码字符的出现频率;
统计在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,待编码字符的被应用次数;
将待编码字符的被应用次数作为待编码字符的码长;
基于待编码字符的出现频率及待编码字符的码长,确定待编码字符的霍夫曼编码值,以对待编码数据进行霍夫曼编码;
其中,在对待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如下步骤:初始化待编码字符的被应用次数;在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率,重新对待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的出现频率对应的待编码字符的被应用次数;判断待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若待编码字符的出现频率值的数量不为1,则返回执行在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并的步骤;若待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出待编码字符的被应用次数。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如下步骤:确定待编码字符的标识信息,且标识信息的类型为数字;
初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
在待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的出现频率进行合并,得到合并后的出现频率;
解析选取的两个出现频率的类型;
若选取的两个出现频率均为待编码字符原始的出现频率,则计算选取的两个出现频率对应的待编码字符的标识信息的和值,将和值作为第一标识信息及选取的两个出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个出现频率中,一个为待编码字符原始的出现频率,一个为合并后的出现频率,则将合并后的出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息的值,将第一标识信息的值作为另一选取的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息,将第一标识信息的值作为合并后的出现频率对应的待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个出现频率均为合并后的出现频率,则将选取的被应用次数多的出现频率作为第一出现频率,将另一选取的出现频率作为第二出现频率,将第一出现频率对应的待编码字符的原始标识信息的和值作为第一标识信息,将第二出现频率对应的待编码字符的当前标识信息作为第二标识信息,将当前标识信息小于等于第二标识信息的已被应用的待编码字符的当前标识信息更新为第一标识信息,将当前标识信息等于第一标识信息的已被应用的待编码字符的被应用次数加1。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如下步骤:按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如下步骤:待编码字符的标识信息的值大于预设值。
本申请所涉及的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本申请实施例提供的霍夫曼编码***、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明请参见本申请实施例提供的霍夫曼编码方法中对应部分的详细说明,在此不再赘述。另外,本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种霍夫曼编码方法,其特征在于,包括:
获取待编码数据;
统计所述待编码数据中的待编码字符和所述待编码字符的出现频率;
统计在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,所述待编码字符的被应用次数;
将所述待编码字符的被应用次数作为所述待编码字符的码长;
基于所述待编码字符的出现频率及所述待编码字符的码长,确定所述待编码字符的霍夫曼编码值,以对所述待编码数据进行霍夫曼编码;
其中,在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述统计在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,所述待编码字符的被应用次数,包括:
初始化所述待编码字符的被应用次数;
在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数;
判断所述待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若所述待编码字符的出现频率值的数量不为1,则返回执行所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并的步骤;若所述待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出所述待编码字符的被应用次数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数,包括:
确定所述待编码字符的标识信息,且所述标识信息的类型为数字;
初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率;
解析选取的两个所述出现频率的类型;
若选取的两个所述出现频率均为所述待编码字符原始的所述出现频率,则计算选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的标识信息的和值,将所述和值作为所述第一标识信息及选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个所述出现频率中,一个为所述待编码字符原始的所述出现频率,一个为合并后的所述出现频率,则将合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息的值,将所述第一标识信息的值作为另一选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息,将所述第一标识信息的值作为合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
若选取的两个所述出现频率均为合并后的所述出现频率,则将选取的被应用次数多的所述出现频率作为第一出现频率,将另一选取的所述出现频率作为第二出现频率,将所述第一出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息,将所述第二出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息作为所述第二标识信息,将当前标识信息小于等于所述第二标识信息的已被应用的所述待编码字符的当前标识信息更新为所述第一标识信息,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数的过程中,包括:
按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述待编码字符的标识信息的值大于预设值。
6.一种霍夫曼编码***,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取待编码数据;
第一统计模块,用于统计所述待编码数据中的待编码字符和所述待编码字符的出现频率;
第二统计模块,用于统计在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,所述待编码字符的被应用次数;
第一处理模块,用于将所述待编码字符的被应用次数作为所述待编码字符的码长;
第一确定模块,用于基于所述待编码字符的出现频率及所述待编码字符的码长,确定所述待编码字符的霍夫曼编码值,以对所述待编码数据进行霍夫曼编码;
其中,在对所述待编码字符进行霍夫曼编码的过程中,禁止生成二叉树。
7.根据权利要求6所述的***,其特征在于,所述第二统计模块包括:
第一初始化子模块,用于初始化所述待编码字符的被应用次数;
第一统计子模块,用于在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率,重新对所述待编码字符的出现频率进行排序,并更新当前轮选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的被应用次数;
第一判断模块,用于判断所述待编码字符的出现频率值的数量是否为1,若所述待编码字符的出现频率值的数量不为1,则提示所述第一统计子模块执行所述在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并的步骤;若所述待编码字符的出现频率值的数量为1,则输出所述待编码字符的被应用次数。
8.根据权利要求7所述的***,其特征在于,所述第一统计子模块包括:
第一确定单元,用于确定所述待编码字符的标识信息,且所述标识信息的类型为数字;
第一初始化单元,用于初始化设置的第一标识信息及第二标识信息;
第一合并单元,用于在所述待编码字符的出现频率中,选取两个值最小的所述出现频率进行合并,得到合并后的所述出现频率;
第一解析单元,用于解析选取的两个所述出现频率的类型;
第一处理单元,用于若选取的两个所述出现频率均为所述待编码字符原始的所述出现频率,则计算选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的标识信息的和值,将所述和值作为所述第一标识信息及选取的两个所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
第二处理单元,用于若选取的两个所述出现频率中,一个为所述待编码字符原始的所述出现频率,一个为合并后的所述出现频率,则将合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息的值,将所述第一标识信息的值作为另一选取的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息,将所述第一标识信息的值作为合并后的所述出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息的值,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1;
第三处理单元,用于若选取的两个所述出现频率均为合并后的所述出现频率,则将选取的被应用次数多的所述出现频率作为第一出现频率,将另一选取的所述出现频率作为第二出现频率,将所述第一出现频率对应的所述待编码字符的原始标识信息的和值作为所述第一标识信息,将所述第二出现频率对应的所述待编码字符的当前标识信息作为所述第二标识信息,将当前标识信息小于等于所述第二标识信息的已被应用的所述待编码字符的当前标识信息更新为所述第一标识信息,将当前标识信息等于所述第一标识信息的已被应用的所述待编码字符的被应用次数加1。
9.根据权利要求8所述的***,其特征在于,所述第二统计模块包括:
第一记录单元,用于按照待编码字符、待编码字符的被应用次数、待编码字符的当前标识信息、第一标识信息、第二标识信息的格式记录对应数据。
10.一种霍夫曼编码设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述霍夫曼编码方法的步骤。
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