lzw压缩解压

A. LZW算法的LZW算法简介

字符串和编码的对应关系是在压缩过程中动态生成的，并且隐含在压缩数据中，解压的时候根据表来进行恢复，算是一种无损压缩.
根据 Lempel-Ziv-Welch Encoding ，简称 LZW 的压缩算法，用任何一种语言来实现它.
LZW压缩算法 的基本概念：LZW压缩有三个重要的对象：数据流（CharStream）、编码流（CodeStream）和编译表（String Table）。在编码时，数据流是输入对象（文本文件的据序列），编码流就是输出对象（经过压缩运算的编码数据）；在解码时，编码流则是输入对象，数据流是输出对象；而编译表是在编码和解码时都须要用借助的对象。
字符（Character）：最基础的数据元素，在文本文件中就是一个字节，在光栅数据中就是一个像素的颜色在指定的颜色列表中的索引值；
字符串（String）：由几个连续的字符组成；
前缀（Prefix）：也是一个字符串，不过通常用在另一个字符的前面，而且它的长度可以为0；
根（Root）：一个长度的字符串；
编码（Code）：一个数字，按照固定长度（编码长度）从编码流中取出，编译表的映射值；图案：一个字符串，按不定长度从数据流中读出，映射到编译表条目.
LZW压缩算法 的基本原理：提取原始文本文件数据中的不同字符，基于这些字符创建一个编译表，然后用编译表中的字符的索引来替代原始文本文件数据中的相应字符，减少原始数据大小。看起来和调色板图象的实现原理差不多，但是应该注意到的是，我们这里的编译表不是事先创建好的，而是根据原始文件数据动态创建的，解码时还要从已编码的数据中还原出原来的编译表.

B. LZW压缩时什么

首先是lzw的概念 LZW压缩编码 LZW（Lempel Ziv Welch）压缩编码是一种先进的数据压缩技术，属于无损压缩编码，该编码主要用于图像数据的压缩。对于简单图像和平滑且噪声小的信号源具有较高的压缩比，并且有较高的压缩和解压缩速度。 所以，支持lzw压缩方式存储，就是支持无损数据压缩方式存储数据。它的从含义就是这个压缩方式压缩的数据是不会有损失的。

C. 求LZW压缩，解压算法详解流程

LZW压缩算法
LZW算法流程图
LZW算法基于转换串表（字典）T，将输入字符串映射成定长（通常为12位）的码字。在12位4096种可能的代码中，256个代表单字符，剩下3840给出现的字符串。
LZW字典中的字符串具有前缀性，即 ωK∈T=>；ω

T。
LZW算法流程：
步骤1： 开始时的词典包含所有可能的根(Root)，而当前前缀P是空的；
步骤2： 当前字符(C) ：=字符流中的下一个字符；
步骤3： 判断缀-符串P+C是否在词典中
(1) 如果“是”：P ：= P+C // (用C扩展P) ；
(2) 如果“否”
① 把代表当前前缀P的码字输出到码字流;
② 把缀-符串P+C添加到词典;
③ 令P ：= C //(现在的P仅包含一个字符C);
步骤4： 判断码字流中是否还有码字要译
(1) 如果“是”，就返回到步骤2；
(2) 如果“否”
① 把代表当前前缀P的码字输出到码字流;
② 结束。


LZW解压算法
具体解压步骤如下：
(1)译码开始时Dictionary包含所有的根。
(2)读入在编码数据流中的第一个码字 cW(它表示一个Root)。
(3)输出String.cW到字符数据流Charstream。
(4)使pW=cW 。
(5)读入编码数 据流 的下一个码字cW 。
(6)目前在字典中有String.cW吗?
YES：1)将String．cW输出给字符数据流；
2)使P=String.pW；
3)使C=String.cW的第一个字符；
4)将字符 串P+C添 加进Dictionray。
NO ：1)使P=String.pW ；
2)使C=String.pW的第一个字符；
3)将字符串P+C输出到字符数据流并将其添加进Dictionray(现在它与cW相一致)。
(7)在编码数据 流中还有Codeword吗?
YES：返回(4)继 续进行 译码 。
NO：结束译码 。

D. LZW算法的LZW压缩的特点

LZW码能有效利用字符出现频率冗余度进行压缩，且字典是自适应生成的，但通常不能有效地利用位置冗余度。
具体特点如下：
l)LZW压缩技术对于可预测性不大的数据具有较好的处理效果，常用于TIF格式的图像压缩，其平均压缩比在2：1以上，最高压缩比可达到3：1。
2）对于数据流中连续重复出现的字节和字串，LZW压缩技术具有很高的压缩比。
3）除了用于图像数据处理以外，LZW压缩技术还被用于文本程序等数据压缩领域。
4)LZW压缩技术有很多变体，例如常见的ARC、RKARC、PKZIP高效压缩程序。
5）对于任意宽度和像素位长度的图像，都具有稳定的压缩过程。压缩和解压缩速度较快。
6）对机器硬件条件要求不高，在 Intel 80386的计算机上即可进行压缩和解压缩。

E. zip 的压缩原理与实现

文件压缩原理

我们使用计算机所做的事情大多都是对文件进行处理。每个文件都会占用一定的磁盘空间，我们希望一些文件，尤其是暂时不用但又比较重要不能删除的文件（如备份文件，有点像鸡肋呀），尽可能少的占用磁盘空间。但是，许多文件的存储格式是比较松散的，这样就浪费了一些宝贵的计算机存储资源。这时，我们可以借助压缩工具解决这个问题，通过对原来的文件进行压缩处理，使之用更少的磁盘空间保存起来，当需要使用时再进行解压缩操作，这样就大大节省了磁盘空间。当你要拷贝许多小文件时，通过压缩处理可以提高执行效率。如果小文件很多，操作系统要执行频繁的文件定位操作，需要花费很多的时间。如果先把这些小文件压缩，变成一个压缩文件后，再拷贝时就很方便了。由于计算机处理的信息是以二进制数的形式表示的，因此压缩软件就是把二进制信息中相同的字符串以特殊字符标记来达到压缩的目的。为了有助于理解文件压缩，请您在脑海里想象一幅蓝天白云的图片。对于成千上万单调重复的蓝色像点而言，与其一个一个定义“蓝、蓝、蓝……”长长的一串颜色，还不如告诉电脑：“从这个位置开始存储1117个蓝色像点”来得简洁，而且还能大大节约存储空间。这是一个非常简单的图像压缩的例子。其实，所有的计算机文件归根结底都是以“1”和“0”的形式存储的，和蓝色像点一样，只要通过合理的数学计算公式，文件的体积都能够被大大压缩以达到“数据无损稠密”的效果。总的来说，压缩可以分为有损和无损压缩两种。如果丢失个别的数据不会造成太大的影响，这时忽略它们是个好主意，这就是有损压缩。有损压缩广泛应用于动画、声音和图像文件中，典型的代表就是影碟文件格式mpeg、音乐文件格式mp3和图像文件格式jpg。但是更多情况下压缩数据必须准确无误，人们便设计出了无损压缩格式，比如常见的zip、rar等。压缩软件（compression software）自然就是利用压缩原理压缩数据的工具，压缩后所生成的文件称为压缩包（archive），体积只有原来的几分之一甚至更小。当然，压缩包已经是另一种文件格式了，如果你想使用其中的数据，首先得用压缩软件把数据还原，这个过程称作解压缩。常见的压缩软件有winzip、winrar等

F. 在lzw算法解压缩过程中，会不会出现编码不在字典中的情况

会。要将该串加入到串表中。

LZW算法
LZW算法基于转换串表（字典）T，将输入字符串映射成定长（通常为12位）的码字。在12位4096种可能的代码中，256个代表单字符，剩下3840给出现的字符串。
LZW字典中的字符串具有前缀性，即 ωK∈T=>ω∈T。
LZW算法流程：
1)初始化：将所有的单字符串放入串表
2)读第一个输入字符给前缀串ω
3)Step: 读下一个输入字符K;
if 没有这样的K(输入已穷尽)：
码字(ω) 输出；结束。
If ωK 已存在于串表中：
ω:=ωK；repeat Step；
else ωK不在于串表中:
码字(ω) 输出；
ωK加进串表；
ω:=K；repeat Step.
例子：ababcbababaaaaaaa
LZW编码：a,b,c,ab,ba,abc,cb,bab,baba,aa,aaa,aaaa

G. “LZW压缩格式”急需各位高手讲解下！

LZW压缩格式

LZW（Lempel-Ziv Welch）表示一种算法，它能把大文件转变成更适合于网页使用的较小文件。实现方法是将一系列符号压缩成单个符号乘以该符号的出现次数。LZW压缩格式叫做“无陨”数据压缩格式，即尽管数据得到压缩，但解压后的图像看上去同原文件完全一样。

H. LZW是什么意思

LZW压缩编码
LZW（Lempel Ziv Welch）压缩编码是一种先进的数据压缩技术，属于无损压缩编码，该编码主要用于图像数据的压缩。对于简单图像和平滑且噪声小的信号源具有较高的压缩比，并且有较高的压缩和解压缩速度。
1977年，两位以色列教授Lempel和Ziv提出了查找冗余字符和用较短的符号标记替代冗余字符的概念。1985年，由Welch加以充实而形成LZW，简称“LZW”技术。

1.LZW压缩基本原理
LZW压缩技术把数据流中复杂的数据用简单的代码来表示，并把代码和数据的对应关系建立一个转换表，又叫“字符串表”。
转换表是在压缩或解压缩过程中动态生成的表，该表只在进行压缩或解压缩过程中需要，一旦压缩和解压缩结束，该表将不再起任何作用。

2.LZW算法
LZW算法基于转换串表（字典）T，将输入字符串映射成定长（通常为12位）的码字。在12位4096种可能的代码中，256个代表单字符，剩下3840给出现的字符串。
LZW字典中的字符串具有前缀性，即 。

LZW算法流程：
1)初始化：将所有的单字符串放入串表
2)读第一个输入字符给前缀串ω
3)Step: 读下一个输入字符K;

if 没有这样的K(输入已穷尽)：

码字(ω) 输出；结束。

If ωK 已存在于串表中：

ωK:=ω；repeat Step；

else ωK不在于串表中:

码字(ω) 输出；

ωK加进串表；

K:=ω；repeat Step.

例子：ababcbababaaaaaaa

LZW编码：a,b,c,ab,ba,abc,cb,bab,baba,aa,aaa,aaaa

3．LZW压缩的特点

LZW码能有效利用字符出现频率冗余度进行压缩，且字典是自适应生成的，但通常不能有效地利用位置冗余度。

具体特点如下：
l)LZW压缩技术对于可预测性不大的数据具有较好的处理效果，常用于GIF格式的图像压缩，其平均压缩比在2)1以上，最高压缩比可达到3：1。
2)对于数据流中连续重复出现的字节和字串，LZW压缩技术具有很高的压缩比。
3)除了用于图像数据处理以外，LZW压缩技术还被用于文本程序等数据压缩领域。
4)LZW压缩技术有很多变体，例如常见的ARC、RKARC、PKZIP高效压缩程序。
5)对于任意宽度和像素位长度的图像，都具有稳定的压缩过程。压缩和解压缩速度较快。
6)对机器硬件条件要求不高，在 Intel 80386的计算机上即可进行压缩和解压缩。

I. 用lzw算法压缩用TC3.0的getimage函数提取的图像数据进行压缩和解压

在字典表之外单独维护一个散列表，该表中的每个元素都可以保存一个字典表的索引值。例如，对于新字符串“al”，我们可以按照LZW传统的做法，在字典表中依顺序找出第一个空的字典项，然后，通过散列函数，将该字典项的索引值（如257）存在散列表中的相应位置。实际输出时，输出字典表的索引值（而不是散列表的索引值）。这样，解压程序看到的数据内容和没有使用散列算法时的数据内容完全一致，只要按照LZW的传统做法依次解压就行了。

其实，关于在LZW中使用散列的具体做法有很多种，开发者基于时间/空间上的不同考虑，会选择不同的解决方案。

LZW算法中，首先建立一个字符串表，把每一个第一次出现的字符串放入串表中，并用一个数字来表示，这个数字与此字符串在串表中的位置有关，并将这个数字存入压缩文件中，如果这个字符串再次出现时，即可用表示它的数字来代替，并将这个数字存入文件中。压缩完成后将串表丢弃。如"print" 字符串，如果在压缩时用266表示，只要再次出现，均用266表示，并将"print"字符串存入串表中，在图象解码时遇到数字266，即可从串表中查出266所代表的字符串"print"，在解压缩时，串表可以根据压缩数据重新生成。

压缩算法的简单示例，不是完全实现LZW算法，只是从最直观的角度看lzw算法的思想
对原始数据ABCCAABCDDAACCDB进行LZW压缩
原始数据中，只包括4个字符(Character),A,B,C,D,四个字符可以用一个2bit的数表示，0-A,1-B,2-C,3-D,从最直观的角度看，原始字符串存在重复字符：ABCCAABCDDAACCDB，用4代表AB,4代表CC，上面的字符串可以替代表示为:45A4CDDAA5DB,这样是不是就比原数据短了一些呢！

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LZW数据压缩算法的原理分析
我希望通过本文的介绍，能给那些目前不太了解lzw算法和该算法在gif图像中应用，但渴望了解它的人一些启发和帮助。抛砖引玉而已，更希望园子里面兄弟提出宝贵的意见。
1.LZW的全称是什么?
Lempel-Ziv-Welch (LZW).
2. LZW的简介和压缩原理是什么？
LZW压缩算法是一种新颖的压缩方法，由Lemple-Ziv-Welch 三人共同创造，用他们的名字命名。它采用了一种先进的串表压缩，将每个第一次出现的串放在一个串表中，用一个数字来表示串，压缩文件只存贮数字，则不存贮串，从而使图象文件的压缩效率得到较大的提高。奇妙的是，不管是在压缩还是在解压缩的过程中都能正确的建立这个串表，压缩或解压缩完成后，这个串表又被丢弃。
LZW算法中，首先建立一个字符串表，把每一个第一次出现的字符串放入串表中，并用一个数字来表示，这个数字与此字符串在串表中的位置有关，并将这个数字存入压缩文件中，如果这个字符串再次出现时，即可用表示它的数字来代替，并将这个数字存入文件中。压缩完成后将串表丢弃。如"print" 字符串，如果在压缩时用266表示，只要再次出现，均用266表示，并将"print"字符串存入串表中，在图象解码时遇到数字266，即可从串表中查出266所代表的字符串"print"，在解压缩时，串表可以根据压缩数据重新生成。
3.在详细介绍算法之前，先列出一些与该算法相关的概念和词汇
1)'Character': 字符，一种基础数据元素，在普通文本文件中，它占用1个单独的byte，而在图像中，它却是 一种代表给定像素颜色的索引值。
2)'CharStream'：数据文件中的字符流。
3)'Prefix':前缀。如这个单词的含义一样，代表着在一个字符最直接的前一个字符。一个前缀字符长度可以为0,一个prefix和一个character可以组成一个字符串(string),
4)'Suffix': 后缀，是一个字符，一个字符串可以由(A,B)来组成，A是前缀,B是后缀,当A长度为0的时候，代表Root，根
5)'Code:码,用于代表一个字符串的位置编码
6)'Entry'，一个Code和它所代表的字符串(string)
4.压缩算法的简单示例，不是完全实现LZW算法，只是从最直观的角度看lzw算法的思想
对原始数据ABCCAABCDDAACCDB进行LZW压缩
原始数据中，只包括4个字符(Character),A,B,C,D,四个字符可以用一个2bit的数表示，0-A,1-B,2-C,3-D,从最直观的角度看，原始字符串存在重复字符：ABCCAABCDDAACCDB，用4代表AB,4代表CC，上面的字符串可以替代表示为:45A4CDDAA5DB,这样是不是就比原数据短了一些呢！
5.LZW算法的适用范围
为了区别代表串的值(Code)和原来的单个的数据值(String)，需要使它们的数值域不重合，上面用0-3来代表A-D,那么AB就必须用大于3的数值来代替，再举另外一个例子，原来的数值范围可以用8bit来表示，那么就认为原始的数的范围是0～255，压缩程序生成的标号的范围就不能为0～255（如果是0-255，就重复了）。只能从256开始，但是这样一来就超过了8位的表示范围了，所以必须要扩展数据的位数，至少扩展一位，但是这样不是增加了1个字符占用的空间了么？但是却可以用一个字符代表几个字符，比如原来255是8bit,但是现在用256来表示254，255两个数，还是划得来的。从这个原理可以看出LZW算法的适用范围是原始数据串最好是有大量的子串多次重复出现，重复的越多，压缩效果越好。反之则越差，可能真的不减反增了。
6.LZW算法中特殊标记
随着新的串(string)不断被发现，标号也会不断地增长，如果原数据过大，生成的标号集（string table)会越来越大，这时候操作这个集合就会产生效率问题。如何避免这个问题呢?Gif在采用lzw算法的做法是当标号集足够大的时候，就不能增大了，干脆从头开始再来，在这个位置要插入一个标号，就是清除标志CLEAR，表示从这里我重新开始构造字典，以前的所有标记作废，开始使用新的标记。
这时候又有一个问题出现，足够大是多大？这个标号集的大小为比较合适呢？理论上是标号集大小越大，则压缩比率就越高，但开销也越高。 一般根据处理速度和内存空间连个因素来选定。GIF规范规定的是12位，超过12位的表达范围就推倒重来，并且GIF为了提高压缩率，采用的是变长的字长。比如说原始数据是8位，那么一开始，先加上一位再说，开始的字长就成了9位，然后开始加标号，当标号加到512时，也就是超过9为所能表达的最大数据时，也就意味着后面的标号要用10位字长才能表示了，那么从这里开始，后面的字长就是10位了。依此类推，到了2^12也就是4096时，在这里插一个清除标志，从后面开始，从9位再来。
GIF规定的清除标志CLEAR的数值是原始数据字长表示的最大值加1，如果原始数据字长是8，那么清除标志就是256，如果原始数据字长为4那么就是16。另外GIF还规定了一个结束标志END，它的值是清除标志CLEAR再加1。由于GIF规定的位数有1位（单色图），4位（16色）和8位（256色），而1位的情况下如果只扩展1位，只能表示4种状态，那么加上一个清除标志和结束标志就用完了，所以1位的情况下就必须扩充到3位。其它两种情况初始的字长就为5位和9位。此处参照了http://blog.csdn.net/whycadi/
7.用lzw算法压缩原始数据的示例分析
输入流，也就是原始的数据为:255,24,54,255,24,255,255,24,5,123,45,255,24,5,24,54..................
这个正好可以看到是gif文件中像素数组的一部分，如何对它进行压缩
因为原始数据可以用8bit来表示，故清除标志Clear=255+1 =256,结束标志为End=256+1=257，目前标号集为
0 1 2 3 .................................................................................255 CLEAR END
第一步,读取第一个字符为255,在标记表里面查找，255已经存在，我们已经认识255了，不做处理
第二步,取第二个字符，此时前缀为A,形成当前的Entry为(255,24),在标记集合不存在，我们并不认识255,24好，这次你小子来了，我就记住你，把它在标记集合中标记为258,然后输出前缀A,保留后缀24，并作为下一次的前缀（后缀变前缀)
第三步，取第三个字符为54，当前Entry(24,54),不认识，记录(24,54)为标号259,并输出24,后缀变前缀
第四部：取第四个字符255,Entry=(54,255),不认识，记录(54,255)为标号260,输出54,后缀变前缀
第五步 取第5个字符24，entry=(255,24),啊，认识你，这不是老258么，于是把字符串规约为258，并作为前缀
第六步 取第六个字符255,entry=(258,255)，不认识，记录(258,255)为261,输出258,后缀变前缀
.......
一直处理到最后一个字符

J. 支持lzw压缩方式存储是什么意思

首先是lzw的概念
LZW（Lempel Ziv Welch）压缩编码是一种先进的数据压缩技术,属于无损压缩编码,该编码主要用于图像数据的压缩.对于简单图像和平滑且噪声小的信号源具有较高的压缩比,并且有较高的压缩和解压缩速度.
所以,支持lzw压缩方式存储,就是支持无损数据压缩方式存储数据.它的从含义就是这个压缩方式压缩的数据是不会有损失的.