面向网络传输数据压缩算法的研究与实现

摘要

数据压缩技术作为一门新兴的信息技术，旨在满足特定需求的条件下达到减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率的目的。由于网络环境异常复杂，目前还没有专门针对网络传输的数据压缩算法。本文通过对主流数据压缩算法进行比较筛选，选取以LZ系列无损数据压缩算法为基础算法，结合当前对网络的实际需求，提出了一种面向网络传输的数据压缩算法。论文主要工作如下：
　　(1)对数据压缩技术进行了深入研究，阐述了数据冗余的来源和压缩的基本途径，给出了数据压缩算法的模型设计和编码设计的思路；
　　(2)分析和研究数据压缩算法的分类方法，详细讨论各种不同类型算法的优缺点，选择出一种最适合用于网络数据压缩的基础算法；
　　(3)针对当今网络数据传输的主要问题，结合基础算法的自身特点设计出主副表字典的结构，hash+字典内联的索引方式和参数调节的可变的双格式输出优化方案；
　　(4)实验测试算法性能，并得出一般网络状态下的两个参数的经验取值。
　　本文提出的算法具有较强的通用性，实现了在时延上可以更快更多的传输信源信息，在经济上降低了占用的费用，在频率上可以在通讯线路上开通更多的线路，在能量上降低发射机的功率，在空间上减少数据存储的开销的目的，并且算法构造的字典可以支持在线的数据挖掘需求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究概况

1.2.1 国外研究概况

1.2.2 国内研究概况

1.3 课题研究内容

1.4 论文组织结构

第二章 数据压缩基础研究

2.1 数字传输系统

2.2 信源

2.3 信息量与信息熵

2.4 数据压缩基本途径

2.4.1 概率匹配思想

2.4.2 独立分组编码思想

2.4.3 极限熵思想

2.5 数据压缩的性能评价体系

2.6 本章小结

第三章 编码理论与数据压缩算法体系分类研究

3.1 数据压缩算法组成研究

3.2 统计模型

3.2.1 固定模型

3.2.2 自适应模型

3.3 编码理论

3.3.1 定长码信源编码

3.3.2 变长码信源编码(香农第一定理)

3.4 数据压缩算法分类研究

3.4.1 熵编码

3.4.2 熵压缩

3.5 本章小结

第四章 LZ系列压缩算法研究

4.1 算法总体分析

4.2 LZ77算法与LZSS算法研究

4.3 LZ78算法与LZW算法研究

4.4 算法性能比较研究

4.5 本章小结

第五章 面向网络数据压缩算法的设计与实现

5.1 具体基础算法确定

5.2 基础算法存在的问题

5.2.1 LZW算法存在的问题

5.2.2 LZ77算法存在的问题

5.3 修改方案

5.3.1 字典结构

5.3.2 索引方式

5.3.3 输出方式

5.4 改进方案的具体实施与关键过程代码

5.4.1 字典项构造和索引优化与优化后的匹配过程

5.4.2 优化算法输出具体处理方法

5.4.3 优化算法总体过程设计与相关步骤代码

5.5 实验结果分析

5.6 本章小结

第六章 总结语

6.1 本文工作总结

6.2 创新点

6.3 今后研究工作

参考文献

读研期间发表的学术论文及参加的科研项目