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研究生： 羅偉君
Wei-Jun Luo
論文名稱： 即時性無失真壓縮之研究
A Study of Real-Time Lossless Compression
指導教授： 林銀議
Yin-Yi Lin
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊電機學院 - 通訊工程學系
Department of Communication Engineering
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 120
中文關鍵詞： 無失真壓縮
外文關鍵詞： RLE, LZO, LZSS, LZ77, Two Level Hash
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    • 在曹登鈞學長的論文中，提出一種Two Level Hash 的搜尋方式，來改善目前無失真壓縮中速度最快的Lempel Ziv Oberhumer (LZO) 壓縮演算法則在壓縮率上的表現，亦針對LZO 所處理不好的檔案提出以加入Run Length Encoder 前處理器來改善。由於Two Level Hash 作法上的因素，使得對於特定類型的一些檔案會有失去效用的情況發生。
    本篇論文針對了Two Level Hash 的缺點，由失效檔案的內容去分析，並深入的探討Two Level Hash 在作法上的缺陷與潛在的問題，找出了造成失效的原因，並針對造成失效的原因提出了因應的解決方法。經使用四組公開於網路上的測試資料時際遇壓縮測試之後，LZO 使用改進後的Two Level Hash 搜尋方式後，可以在壓縮率上有大幅的提升。若以使用One Level Hash 搜尋方式的LZO 壓縮方式為基準，使用改進之後的Two Level Hash 的壓縮率提升比率，比起原始Two Level Hash 可以再提升4.35 ~ 6.11%，而在壓縮速度上亦與使用原始的Two Level Hash 作法相近，在P3-450MHz 256MB 的Windows 98 SE 系統的測試環境下，速度只差了0.77 ~ 1.28 MByte/sec。使用前處理器結合改進後的Two Level Hash LZO，壓縮率比LZSS 好，壓縮速度亦比LZSS 快上3.9 ~ 4.47 MByte/sec，效能已完全超越LZSS 的表現。

    第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 1 1.3 章節介紹 2 第二章 研究背景與原理介紹 3 2.1 無失真壓縮法簡介 3 2.1.1 LZ77壓縮法則 4 2.1.2 LZSS壓縮法則 8 2.1.3 LZO壓縮法則 11 2.2 Run Length Encoder (RLE) 之簡介 19 2.3 搜尋方式簡介 20 2.3.1 二位元搜尋樹(Binary Search Tree) 20 2.3.2 Linked List 22 2.3.3 雜湊(Hash) 23 2.3.4 Multi-Level Hash 25 2.3.5 Two Level Hash 26 2.4 標準測試資料 30 2.4.1 Calgary Corpus 30 2.4.2 Canterbury Corpus 31 2.4.3 Maximum Compression 33 2.4.4 Silesia Compression Corpus 34 第三章 Two Level Hash LZO之分析與改進 36 3.1 Two Level Hash Algorithm 的缺點 36 3.1.1 雜湊搜尋法造成壓縮率下降的原因 36 3.1.2 Two Level Hash 的限制造成失效的結果 39 3.2 改進方法的探討與選擇 51 3.2.1 其他搜尋法解決記憶空間不足的方式 51 3.2.2 解決Two Level Hash記錄空間不足的方法 53 3.2.3 改進後的效果 56 3.3 改進後的問題 60 3.3.1 檔案越壓越大的問題 60 3.3.2 造成問題的原因 63 3.4 再改進方法之探討與選擇 69 3.4.1 僅更新One Level記錄 69 3.4.2 使用過就更新 71 3.5 改進後效能之評估與實驗結果 73 3.5.1 改進前後Two Level Hash效能比較 73 3.5.2 與其他壓縮方式效能之比較 80 第四章 前處理器結合Two Level Hash LZO之探討 89 4.1 Two Level Hash處理不好的檔案 89 4.1.1 Calgary的PIC與Canterbury的PTT5 89 4.1.2 改進後Two Level Hash之處理效果 90 4.2 造成原因與解決方式 91 4.2.1 偏移量為零的問題 92 4.2.2 解決方式 97 4.3 前置處理器最佳設定 99 4.3.1 Run的最佳選擇 100 4.4 不同改進方式之效能評估與實驗結果 110 4.4.1 不同改進方式之效能評估 110 4.4.2 如何選擇解決方案 114 第五章 結論 116 參考文獻 118

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