Обратимое сжатие данных посредством универсального арифметического кодирования

Рассмотрен общий подход к задаче обратимого сжатия, т. е. сжатия без потерь, цифровых данных, основанный на универсальном арифметическом кодировании данных с неизвестной статистикой. Для описания данных используется модель источника с вычислимой последовательностью состояний. В рамках этого подхода сформулированы задачи, решение которых для данных конкретного типа позволяет получить конкретные методы и алгоритмы сжатия. В качестве объекта исследования рассмотрены данные компьютерной томографии. Предложены два метода обратимого сжатия томограмм. Первый предполагает кодирование ошибок предсказания, второй — кодирование компонент двумерного дискретного вейвлет-преобразования. Проведено подробное исследование этих методов, построены эффективные алгоритмы их реализации и получены индивидуальные оценки скорости кодирования алгоритмов. Представлены результаты сравнения скоростей кодирования томограмм построенными алгоритмами и алгоритмами стандарта JPEG 2000. Результаты демонстрируют высокое качество построенных алгоритмов, а также свидетельствуют о больших потенциальных возможностях рассмотренного подхода в целом.