Was ist ein nicht verlustbehaftetes Komprimierungsverfahren?
Ein nicht verlustbehaftetes Komprimierungsverfahren ist eine Methode zur Reduzierung der Größe von Daten, bei der die ursprünglichen Daten vollständig wiederhergestellt werden können, ohne Informationsverluste zu erleiden. Bei diesem Verfahren bleibt die Genauigkeit oder Integrität der Daten erhalten.
Wie findet eine nicht verlustbehaftete Komprimierung von Bildern statt?
Huffman-Codierung
Bei Schwarz-Weiß-Bildern: Anzahl von Schwarz-Weißt anzeigen (Änderungen der Farben) → Auswahl der Anfangsfarbe, anschließend die Anzahl der Anfangsfarbe und der Folgefarbe und so weiter
Farbpalette schrumpfen lassen, um zu komprimieren
Was genau ist eine Huffman-Codierung?
Bei der Huffman-Codierung werden die häufig vorkommenden Zeichen oder Symbole mit kürzeren Codewörtern und die weniger häufig vorkommenden Zeichen oder Symbole mit längeren Codewörtern repräsentiert. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Gesamtlänge der codierten Nachricht oder Datei.
Wie genau funktioniert die Huffman-Codierung?
Analyse der Zeichenhäufigkeiten: Zunächst wird die Eingabedaten analysiert, um die Häufigkeit jedes Zeichens zu bestimmen. Dies kann durch Zählen der Vorkommen jedes Zeichens in der Nachricht oder Datei erfolgen.
Erstellung eines Häufigkeitsbaums: Auf Grundlage der Zeichenhäufigkeiten wird ein Huffman-Baum erstellt. Jedes Zeichen oder Symbol wird als Blattknoten im Baum dargestellt.
Konstruktion des Huffman-Baums: Der Huffman-Baum wird schrittweise aufgebaut. Dabei werden die beiden Knoten mit den niedrigsten Häufigkeiten ausgewählt und zu einem neuen Knoten mit der Summe ihrer Häufigkeiten zusammengeführt. Dieser neue Knoten wird dann in den Baum eingefügt. Dieser Schritt wird so lange wiederholt, bis alle Blattknoten zu einem einzigen Knoten, der Wurzel des Baums, zusammengeführt sind.
Festlegung der Codewörter: Für jeden Blattknoten im Huffman-Baum wird ein Codewort definiert. Dieses Codewort wird durch den Pfad von der Wurzel zum jeweiligen Blattknoten abgeleitet. Jeder linke Zweig wird mit dem Bit "0" und jeder rechte Zweig mit dem Bit "1" codiert.
Erzeugung der Huffman-Codierung: Die ursprüngliche Nachricht oder Datei wird nun durch die Ersetzung jedes Zeichens durch sein entsprechendes Codewort codiert. Das Ergebnis ist eine komprimierte Version der Daten, bei der häufig verwendete Zeichen kürzere Codewörter haben und seltener verwendete Zeichen längere Codewörter haben.
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