[發(fā)明專(zhuān)利]一種壓縮編碼、檢錯(cuò)及解碼方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911108319.5
• 申請(qǐng)日: 2019-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110798224A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王杰林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島芯海源信息科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03M13/00
• 分類(lèi)號(hào): H03M13/00
• 代理公司: 37228 山東重諾律師事務(wù)所
• 代理人: 劉會(huì)晴

1.一種壓縮編碼方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)對(duì)二進(jìn)制序列進(jìn)行預(yù)處理，然后添加監(jiān)督元，首先設(shè)待傳輸?shù)亩M(jìn)制序列是完全隨機(jī)的，且符號(hào)0的個(gè)數(shù)等于符號(hào)1的個(gè)數(shù)，即給每個(gè)符號(hào)1后面增加1個(gè)符號(hào)0，得到序列A；

(2)設(shè)原始隨機(jī)序列總長(zhǎng)度為L(zhǎng)en，通過(guò)上述步驟，序列A中符號(hào)0的個(gè)數(shù)為：符號(hào)1的個(gè)數(shù)為：Len，總長(zhǎng)度為此時(shí)符號(hào)0和符號(hào)1的概率為：然后送入編碼器進(jìn)行編碼，根據(jù)信息熵公式有：

根據(jù)定理1.1：

得出p′(1)＝1；

將p′(0)和p′(1)代入到熵公式中得出：

從而完成壓縮編碼的過(guò)程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮編碼方法，其特征在于，設(shè)p(1)＝1；且待編碼的完全隨機(jī)的二進(jìn)制序列為：

1100101000111101011111110000001010110111110

第1步：隨機(jī)二進(jìn)制序列的預(yù)處理

1)、給每個(gè)符號(hào)1后面增加1個(gè)符號(hào)0，得到序列A；

A＝10100010010000101010100100101010101010100000001001001010010101010100

第2步：初始化相關(guān)參數(shù)，由于是完全隨機(jī)的二進(jìn)制序列，所以當(dāng)前的字符串中只有0和1，設(shè)p(1)＝1；由H_n(x₁，x₂，…，x_n)，L_n(x₁，x₂，…，x_n)和p_n(x₁，x₂，…，x_n)得：H₀＝p₀＝1，L₀＝0；Len＝43(Len為待壓縮串的長(zhǎng)度，不是序列A的長(zhǎng)度)；循環(huán)變量i＝1(i為當(dāng)前處理的是第i個(gè)符號(hào)，當(dāng)i＝Len時(shí)編碼完成)；V＝0(V＝L₄₃(x₁，x₂，…，x₄₃)為編碼所有符號(hào)后的概率區(qū)間的下標(biāo))；x_i為等待編碼的第i個(gè)符號(hào)；p₁＝p₂＝p₂＝0；

第3步：若第i個(gè)符號(hào)為符號(hào)0，則進(jìn)入第4步；若第i個(gè)符號(hào)為符號(hào)1，則進(jìn)入第5步；

第4步：由于獲取的是符號(hào)0，所以需要對(duì)1個(gè)符號(hào)0進(jìn)行編碼，p₂＝p(0)p₁，V＝V+0；進(jìn)入第6步；

第5步：由于獲取的是符號(hào)1，所以需要對(duì)2個(gè)符號(hào)進(jìn)行編碼：1，0；步驟如下：

a、編碼符號(hào)1，根據(jù)(1.1)有根據(jù)(1.2)有V＝V+p₁；

b、編碼符號(hào)0，p₂＝p(0)p₁，V＝V+0；

進(jìn)入第6步；

第6步：循環(huán)變量i加1，即i＝i+1；判斷若i≤Len，則返回到第3步編碼下一個(gè)符號(hào)；若i＞Len，結(jié)束編碼，輸出V和Len。

3.一種對(duì)權(quán)利要求1所述壓縮編碼方法進(jìn)行檢錯(cuò)的方法，其特征在于，包括如下步驟：對(duì)于完成壓縮后的編碼，不再增加監(jiān)督元，基于序列A得出一個(gè)特征：連續(xù)1的個(gè)數(shù)最大為1個(gè)，若解碼過(guò)程中出現(xiàn)了連續(xù)2個(gè)或2個(gè)以上的符號(hào)1，則認(rèn)為有解碼錯(cuò)誤。

4.一種對(duì)權(quán)利要求1所述壓縮編碼方法進(jìn)行解碼的方法，其特征在于，若解碼過(guò)程中出現(xiàn)了連續(xù)2個(gè)或2個(gè)以上的符號(hào)1，則認(rèn)為有解碼錯(cuò)誤，否則，則解碼正確，解碼序列A得到序列B，再去掉序列B符號(hào)1后面的符號(hào)0，即可得到序列A。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的解碼方法，其特征在于，包括如下步驟；

第1步：初始化相關(guān)參數(shù)，由于是完全隨機(jī)的二進(jìn)制序列，所以當(dāng)前的字符串中只有0和1，設(shè)設(shè)p(1)＝1；H₀＝p₀＝1，L₀＝0；獲取原始文件實(shí)際長(zhǎng)度：Len＝43，Len為原始二進(jìn)制序列的長(zhǎng)度，從編碼結(jié)果中獲得；循環(huán)變量i＝1，i為當(dāng)前處理的是第i個(gè)符號(hào)，當(dāng)i＝Len時(shí)解碼完成；設(shè)置緩存器Buff[n]，n緩存器長(zhǎng)度，緩存器存儲(chǔ)n個(gè)二進(jìn)制符號(hào)，緩存器計(jì)數(shù)器lp＝0；臨時(shí)變量H＝0，用于記錄每個(gè)時(shí)刻符號(hào)0的區(qū)間上標(biāo)值，獲取V值；x為解碼的符號(hào)；j為V值的第j位二進(jìn)制；

第2步：根據(jù)給出第i個(gè)符號(hào)x_i可能的概率區(qū)間：符號(hào)0區(qū)間為：符號(hào)1區(qū)間為：進(jìn)入第3步；

第3步：根據(jù)判斷V所屬區(qū)間：若將x_i＝0存入緩存器；若將x_i＝1存入緩存器；這里存在一個(gè)簡(jiǎn)單的判斷方法：則x_i＝0，則x_i＝1；進(jìn)入第4步；

第4步：檢錯(cuò)，判斷緩存其中是否符合原始特征串，緩存器二進(jìn)制串中連續(xù)符號(hào)1的個(gè)數(shù)不能大于1個(gè)；若滿足，則認(rèn)為解碼正確，進(jìn)入第5步；若不滿足，則認(rèn)為解碼不正確，數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或者被篡改；

第5步：從左至右判斷緩存器中是否出現(xiàn)如下特征串：若子串為101，則輸出符號(hào)0；若子串為01則輸出符號(hào)1，且循環(huán)變量i加1，即i＝i+1，進(jìn)入第7步；

第6步：判斷，若i≤Len，則返回第2步進(jìn)行繼續(xù)解碼；若i＞Len，解碼結(jié)束。