Алгоритмы сжатия данных массивов силовых кривых I: кодирование ошибок предсказания

Рассмотрена задача обратимого (без потерь) сжатия данных массивов силовых кривых — трехмерных массивов, элементы которых суть 16-битные целые числа. Такие массивы являются результатом сканирования микрообъектов на атомно-силовом микроскопе (АСМ) в режиме измерения силовых карт. Предложены алгоритмы обратимого сжатия массивов силовых кривых, основанные на универсальном арифметическом кодировании ошибок их предсказания. Применены два метода универсального кодирования. Первый основан на использовании статистической модели источника с вычислимой последовательностью состояний и предполагает разложение всей последовательности ошибок предсказания на две независимо кодируемые подпоследовательности. Второй предполагает выбор подходящего веса при построении используемых в арифметическом кодировании кодовых вероятностей. Для предложенных алгоритмов на пяти тестовых массивах построены оценки скорости кодирования. Результаты показывают, что использование комбинации упомянутых выше методов универсального кодирования позволяет заметно уменьшить скорость кодирования. Скорости кодирования тестовых массивов наиболее эффективным алгоритмом среди предложенных практически применимых алгоритмов составили 3,9285, 3,5268, 3,5024, 4,2813 и 4,2246 бит/пиксель.