LZW字典壓縮改進(jìn)算法研究及FPGA硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)必然成為解決海量信息存儲(chǔ)、傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)主要分為有損數(shù)據(jù)壓縮和無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮。其中，無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮廣泛應(yīng)用于航天、醫(yī)療等技術(shù)領(lǐng)域。常用的數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮技術(shù)有Huffman編碼、算術(shù)編碼、行程編碼等。LZW數(shù)據(jù)壓縮編碼是一種基于字典的無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮方式，LZW字典壓縮編碼在統(tǒng)計(jì)特性未知時(shí)具有較高的自適應(yīng)能力和編碼效率，所以該算法已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)文件壓縮的標(biāo)準(zhǔn)算法并廣泛應(yīng)用于圖像壓縮、文本壓縮中。<

2、br>　　本文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面，首先是介紹了幾種常見(jiàn)的無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮算法及相關(guān)數(shù)據(jù)壓縮的理論基礎(chǔ)，并將幾種壓縮算法進(jìn)行比較;第二是以LZW壓縮算法為主要研究對(duì)象，研究了LZW壓縮算法的編解碼實(shí)現(xiàn)方式并通過(guò)MATLAB進(jìn)行軟件仿真實(shí)現(xiàn)該算法，在此基礎(chǔ)上針對(duì)LZW壓縮編碼在文件壓縮初期壓縮率低、編碼輸出為固定長(zhǎng)度的碼流、字典溢出之后不再對(duì)字典進(jìn)行更新這三方面不足進(jìn)行了改進(jìn)，其中改進(jìn)算法包括LZW和Huffman算法相結(jié)合、8bit～

3、12bit變長(zhǎng)編碼和先進(jìn)先出的字典更新策略;第三是將改進(jìn)算法應(yīng)用于英文文件壓縮和數(shù)字灰度圖像壓縮中，并將LZW改進(jìn)算法和LZW算法、Huffman算法進(jìn)行比較，分析改進(jìn)算法存在的優(yōu)勢(shì);第四是依據(jù)改進(jìn)算法提出了FPGA硬件壓縮器的體系結(jié)構(gòu)，介紹各子模塊實(shí)現(xiàn)方案，根據(jù)FPGA并行處理數(shù)據(jù)的特征將容量為4096的字典劃分為十個(gè)不同的小字典，且字典寬度變長(zhǎng)，從而減少了存儲(chǔ)空間，減少了芯片面積，同時(shí)該硬件體系基于字典的分割方式采用了一種并行的字典