적응 부호화
Adaptive coding |
적응 부호화는 무손실 데이터 압축의 엔트로피 부호화 방식의 변형을 말합니다.데이터 특성의 국지적인 변화에 적응하기 때문에 특히 스트리밍 데이터에 적합합니다.확률 모델을 계산하기 위해 데이터를 처음 통과할 필요가 없습니다.이러한 장점에 대해 지불되는 비용은 인코더와 디코더의 상태를 동기화하기 위해서는 보다 복잡한 작업이 필요하며 인코더/디코더 상태를 계속 조정하기 위해서는 더 많은 계산 능력이 필요합니다.
거의 모든 데이터 압축 방법에는 데이터 구성의 예측인 모델의 사용이 포함됩니다.데이터가 모델에 의한 예측과 일치하는 경우, 인코더는 일반적으로 모델을 참조함으로써 더 낮은 정보 비용으로 데이터 내용을 전송할 수 있습니다.일반적인 데이터 압축 알고리즘에는 일반적으로 적응형이라고 불리는 압축 기법과 비교하기 어려운 일반적인 LZW 및 LZ77 알고리즘이 포함되어 있기 때문에 이 일반적인 문장은 약간 오해의 소지가 있습니다.런렝스 부호화 및 런렝스 부호화와 사전 정의된 허프만 코드를 사용하는 일반적인 JPEG 압축은 모델을 전송하지 않습니다.인코더와 디코더 모두 모델을 사용할 필요가 있기 때문에 다른 많은 방법에서는 모델을 현재 파일에 맞게 조정하고 인코딩된 데이터와 함께 전송해야 합니다.
적응 부호화에서는 인코더와 디코더는 데이터의 실제 내용에 따라 모델을 변경하는 방법에 대해 미리 정의된 메타 모델을 갖추고 있으며, 그렇지 않으면 빈 슬레이트로 시작합니다. 즉, 초기 모델을 전송할 필요가 없습니다.데이터가 전송됨에 따라 인코더와 디코더 모두 각자의 모델을 조정하여 데이터의 특성이 근본적으로 변하지 않는 한 모델이 처리 중인 데이터에 더 잘 적응하고 보다 효율적으로 정적 부호화의 효율에 접근하도록 압축합니다.
적응 방식
인코더
- 계약에 따라 데이터 모델을 초기화합니다.
- 전송해야 할 데이터가 더 많은 경우
- 데이터 모델을 사용하여 다음 기호를 인코딩하여 전송합니다.
- 마지막 기호를 기준으로 데이터 모델을 수정합니다.
디코더
- 계약에 따라 데이터 모델을 초기화합니다.
- 수신해야 할 데이터가 더 많은 반면
- 데이터 모델을 사용하여 다음 기호를 디코딩하고 출력합니다.
- 디코딩된 기호를 기준으로 데이터 모델을 수정합니다.
적응 부호화 방법은 데이터 모델이 사전 계산되어 데이터와 함께 전송되는 대응하는 정적 모델 방법을 가진다.
정적 방식
인코더
- 첫 번째 데이터 패스를 기반으로 데이터 모델을 초기화합니다.
- 데이터 모델을 전송합니다.
- 전송해야 할 데이터가 더 많은 경우
- 데이터 모델을 사용하여 다음 기호를 인코딩하여 전송합니다.
디코더
- 데이터 모델을 수신합니다.
- 수신해야 할 데이터가 더 많은 반면
- 데이터 모델을 사용하여 다음 기호를 디코딩하고 출력합니다.
예
적응형 영상 부호화는 카시니-후이겐스 우주선에 의해 토성의 영상을 중계하기 위해 사용되었다.이미지의 약 5%만이 시각적인 손상의 징후를 나타내고 있습니다.우주선에는 플래시 드라이브 수정 오류가 있고 이미지 촬영 사이에 시간이 오래 걸리기 때문에 이와 같은 이미지가 손상될 수 있습니다.Cassini 미션에서 손상되었지만 복구할 수 없는 이미지의 수는 약 0.01% [needs update]이하라고 가정합니다.
카시니 무손실 압축
- 변환된(8비트) 데이터와 변환되지 않은(12비트) 데이터 모두 무손실 압축이 가능합니다.Cassini 하드웨어 데이터 압축기는 적응형 압축기의 일부로 수정된 Huffman 인코딩 방식을 사용합니다.
- 화상 엔트로피가 2:1 압축에 도달하는 문턱값을 넘지 않는 한, 압축된 각 화상은 화상의 정보 내용에 대한 손실 없이 지상에서 재구성할 수 있다.
- 카메라의 문제와 파일사이즈를 줄일 필요가 있기 때문에, 각 압축회선이 효과적으로 부호화에 사용할 수 있는 비트수로 제한되도록, 화상 부호화 스킴이 약간 변경되었습니다.
