• 제목/요약/키워드: Lempel-Ziv

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실시간 데이터 압축을 위한 Lempel-Ziv 압축기의 효과적인 구조의 제안 (An efficient Hardware Architecture of Lempel-Ziv Compressor for Real Time Data Compression)

  • 진용선;정정화
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제37권3호
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    • pp.37-44
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    • 2000
  • 본 논문에서는 실시간 데이터 압축을 위한 Lempel-Ziv 압축기의 효과적인 하드웨어 구조를 제안한다. 일반적으로 Lempel-Ziv 알고리즘의 구현에서는 matching 바이트 탐색과 dictionary 버퍼의 누적된 shift 동작이 처리 속도에 가장 중요한 문제이다. 제안하는 구조에서는 dictionary 크기를 최적화하는 방법과 복수개의 바이트를 동시에 비교하는 matching 바이트 처리 방법, 그리고 회전 FIEO 구조를 이용하여 shift 동작 제어 방법을 이용함으로써 효과적인 Lempel-Ziv 알고리즘의 처리 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 상용 DSP를 사용하여 하드웨어적으로 정확하게 동작함을 검증하였으며, VHDL로 기술한 후 회로 합성을 수행하여 상용 FPGA 칩에 구현하였다. 제안된 구조는 시스템 클락 33㎒, 비트율 256Kbps 전용선에서 오류 없이 동작함을 확인하였다.

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대용량 DEM 데이터의 효율적 압축을 위한 DEM_Comp 소프트웨어 개발 (DEM_Comp Software for Effective Compression of Large DEM Data Sets)

  • 강인구;윤홍식;위광재;이동하
    • 한국측량학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.265-271
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    • 2010
  • 본 논문에서는 대용량의 수치표고모델(DEM) 데이터의 효율적인 압축을 위해 허프만 코딩과 Lempel-Ziv-Welch 압축방법을 기반으로 하는 새로운 DEM 압축 소프트웨어인 DEM_Comp를 개발하였다. DEM_Comp의 개발을 위해서 $C^{++}$ 언어를 이용하였으며, 모든 Window 플랫폼에서 사용이 가능하도록 하였다. 개발된 소프트웨어의 성능을 평가하기 위해 다양한 지형의 형태를 가지는 DEM에 대해 압축을 수행하고, 출력파일의 용량에 따른 압축효율을 평가하였다. 최근 새로운 지형데이터 취득장비인 LiDAR와 SAR 등에 의해 고해상도의 DEM의 활용이 급격하게 증가하고 있어, 데이터의 저장용량과 전송대역폭을 감소시킬 수 있는 DEM 압축기술이 매우 유용하게 이용되고 있다. 일반적으로 데이터 압축기술은 i) 데이터 사이의 관계를 분석하고, ii) 분석 결과에 따라 압축 및 저장기술을 결정하는 2부분으로 구성되는데, DEM_Comp에서는 정규격자, Lempel-Ziv 압축방법, 허프만 코딩의 3단계 압축 알고리즘을 통해 DEM이 압축된다. DEM_Comp의 압축효율 실험 결과 전처리만 수행하였을 경우 지형의 기복과 상관없이 압축효율은 약 83% 정도를 나타내었지만, 3단계의 압축 알고리즘이 완료된 경우에는 압축효율이 97%까지 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 수치는 일반적인 상업용 압축 소프트웨어들과 비교하여 약 14% 정도의 압축효율이 향상되었음을 나타낸다. 이에 따라 본 연구에서 개발된 DEM_Comp S/W를 이용하면 대용량의 고해상도 DEM의 관리, 저장, 배포를 보다 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

임베디드 DBMS에서 바이트패킹과 Lempel-Ziv 방법을 혼합한 무손실 벡터 데이터 압축 기법 (A Lossless Vector Data Compression Using the Hybrid Approach of BytePacking and Lempel-Ziv in Embedded DBMS)

  • 문경기;주용진;박수홍
    • Spatial Information Research
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    • 제19권1호
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    • pp.107-116
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    • 2011
  • 최근 무선 인터넷 환경의 발달로 실시간 교통정보안내와 지도를 통해 목적지까지의 경로 안내를 해주는 차량 항법 서비스 등 공간 데이터를 활용한 위치기반서비스가 증가되고 있다. 하지만, 현재 시스템 환경에서는 대용량의 공간 데이터를 파일 시스템 기반으로 관리하기 때문에 실시간적인 데이터 저장과 관리측면에서 많은 제약을 가진다. 이를 보완하기 위해 임베디드 데이티베이스를 바탕으로 대용량의 공간 데이터를 구조적으로 관리할 수 있는 연구가 요구된다. 이에 본 연구는 임베디드 시스템에서 대용량의 공간 데이터의 효율적인 저장을 위해 데이터베이스에 적용 가능한 바이트패킹과 Lempel-Ziv 압축기법을 혼합 개선한 무손실 압축 기법을 제시하고자 하였다. 이렇게 제시된 공간 데이터 압축 기법을 실제 대도시권 데이터(서울 인천)에 적용하여 실험해 보고 농일 데이터에 대하여 실험을 통해 재구성이 되기까지의 질의 처리 시간을 분석을 통해 선행 연구에서 제시한 방법을 적용한 결과와 비교 하였다. 연구결과로 본 연구에서 제시된 압축 방법이 높은 위치 정확도를 요구하는 데이터에 대해 더 나은 성능을 보이는 것을 획인 할 수 있었다.

셀룰러 기반 무선 인지망에서 모바일 이동성과 신경망 스펙트럼 홀 예측에 의한 채널할당 (Channel Allocation Using Mobile Mobility and Neural Net Spectrum Hole Prediction in Cellular-Based Wireless Cognitive Radio Networks)

  • 이진이
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.347-352
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    • 2017
  • 본 논문에서는 셀룰러 기반 무선 인지망에서 스펙트럼 인지(CR)기술을 이용하여 모바일 사용자의 핸드오버 호의 손실확률을 줄이는 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 모바일이 방문할 셀을 Ziv-Lempel 알고리듬을 이용하여 예측하고, 방문할 셀에 할당된 채널이 부족할 때는 CR기술에 기초한 스펙트럼 홀 자원을 예측하여 모바일 사용자를 지원한다. 스펙트럼 홀 자원의 크기는 신경망기법으로 예측하며, 예측된 스펙트럼 홀 자원은 핸드오버 호가 초기 발생 호 보다 우선하여 사용할 수 있게 한다. 시뮬레이션을 통하여 셀룰러 이동 통신망에 CR기술을 사용함으로써 모바일 사용자의 핸드오버 호 손실확률을 줄일 수 있음을 보인다.

Nonlinear Quality Indices Based on a Novel Lempel-Ziv Complexity for Assessing Quality of Multi-Lead ECGs Collected in Real Time

  • Zhang, Yatao;Ma, Zhenguo;Dong, Wentao
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제16권2호
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    • pp.508-521
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    • 2020
  • We compared a novel encoding Lempel-Ziv complexity (ELZC) with three common complexity algorithms i.e., approximate entropy (ApEn), sample entropy (SampEn), and classic Lempel-Ziv complexity (CLZC) so as to determine a satisfied complexity and its corresponding quality indices for assessing quality of multi-lead electrocardiogram (ECG). First, we calculated the aforementioned algorithms on six artificial time series in order to compare their performance in terms of discerning randomness and the inherent irregularity within time series. Then, for analyzing sensitivity of the algorithms to content level of different noises within the ECG, we investigated their change trend in five artificial synthetic noisy ECGs containing different noises at several signal noise ratios. Finally, three quality indices based on the ELZC of the multi-lead ECG were proposed to assess the quality of 862 real 12-lead ECGs from the MIT databases. The results showed the ELZC could discern randomness and the inherent irregularity within six artificial time series, and also reflect content level of different noises within five artificial synthetic ECGs. The results indicated the AUCs of three quality indices of the ELZC had statistical significance (>0.500). The ELZC and its corresponding three indices were more suitable for multi-lead ECG quality assessment than the other three algorithms.

전략 테이블과 유전 알고리즘을 이용한 LZ77 알고리즘의 성능 개선 (Performance Improvement of LZ77 Algorithm using a Strategy Table and a Genetic Algorithm)

  • 정순철;서동일;문병로
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제31권12호
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    • pp.1628-1636
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    • 2004
  • 저장 공간이나 전송 시간을 줄여서 비용을 아끼는 데이타 압축 기술은 그 유용성 때문에 오래전부터 연구되어 왔다. Lempel-Ziv 77(LZ77) 알고리즘은 실용적인 사전-기반 비손실 압축 알고리즘이다. 기존의 LZ77 알고리즘에서 알고리즘의 성능에 큰 영향을 미치는, 사전의 크기는 고정되어 있다. 본 논문에서는 사전의 크기를 동적으로 바꾸면서 압축을 하는 동적 LZ77 알고리즘과 동적 LZ77 알고리즘에서 사용하는 전략을 진화시키는 유전 알고리즘을 소개한다. 유전 알고리즘으로 진화시킨 전략을 가지고 동적 LZ77 알고리즘은 기존의 LZ77 알고리즘보다 최대 약 16%까지 더 좋은 압축 효율을 보여 주었다.

접미사 트리를 이용한 압축 기법에서 가장 긴 매치 찾기 (Finding the longest match in data compression using suffix trees)

  • 나중채;박근수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1999년도 가을 학술발표논문집 Vol.26 No.2 (1)
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    • pp.658-660
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    • 1999
  • Ziv-Lempel 코딩 방식은 문자열이 반복해서 나올 때 뒤에 나오는 문자열을 앞에 나온 문자열에 대한 포인터로 대칭시킴으로써 압축을 한다. 따라서 이 방식을 위해서는 앞서 나온 문자열을 유지하는 사전과 문자열 매칭이 필수적이다. 그래서 이 두 가지에 효율적인 자료구조인 접미사 트리를 Ziv-Lempel 코딩 방식에 적용시키려고, 그 이후에 Fiala, Greene와 Larsson은 각각 McCreight와 Ukkonen의 접미사 트리 생성 알고리즘을 LZ77 코딩에 이용하였다. 접미사 트리를 이용한 Zv-Lempel 코딩에는 만들어진 사전, 즉 접미사 트리와 앞으로 압축될 문자열과의 가장 긴 매치는 찾는 과정이 있다. 이는 단순히 접미사 트리의 루트부터 차례로 검색해 나가도 되지만 이렇게 했을 때 걸리는 시간은 노드에서 자식을 찾는데 걸리는 분기 결정 시간에 의해 좌우된다. 즉 분기에 성형 시간 이상이 걸리면 가장 긴 매치를 찾는데도 역시 선형 시간 이상이 걸린다. 게다가 이 방법은 자기 중복(self-overlapping)의 이점을 살릴 수가 없다. Rodeh, Pratt와 Even은 McCreight의 생성 알고리즘을 이용할 때 가장 긴 매치를 바로 찾을 수 있다는 것을 발견했다. 그러나 Ukkonend의 알고리즘에 대해서는 아직 이러한 방법이 알려지지 않았다. 본 논문에서는 Ukkonen의 알고리즘에 몇가지 작업을 추가하여 전체적으로 선형시간안에 가장 긴 매치를 찾는 방법을 소개한다.

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An Efficient Bit-Level Lossless Grayscale Image Compression Based on Adaptive Source Mapping

  • Al-Dmour, Ayman;Abuhelaleh, Mohammed;Musa, Ahmed;Al-Shalabi, Hasan
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제12권2호
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    • pp.322-331
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    • 2016
  • Image compression is an essential technique for saving time and storage space for the gigantic amount of data generated by images. This paper introduces an adaptive source-mapping scheme that greatly improves bit-level lossless grayscale image compression. In the proposed mapping scheme, the frequency of occurrence of each symbol in the original image is computed. According to their corresponding frequencies, these symbols are sorted in descending order. Based on this order, each symbol is replaced by an 8-bit weighted fixed-length code. This replacement will generate an equivalent binary source with an increased length of successive identical symbols (0s or 1s). Different experiments using Lempel-Ziv lossless image compression algorithms have been conducted on the generated binary source. Results show that the newly proposed mapping scheme achieves some dramatic improvements in regards to compression ratios.

Impacts of Non-Uniform Source on BER for SSC NOMA (Part I): Optimal MAP Receiver's Perspective

  • Chung, Kyuhyuk
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제13권4호
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    • pp.39-47
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    • 2021
  • Lempel-Ziv coding is one of the most famous source coding schemes. The output of this source coding is usually a non-uniform code, which requires additional source coding, such as arithmetic coding, to reduce a redundancy. However, this additional source code increases complexity and decoding latency. Thus, this paper proposes the optimal maximum a-posteriori (MAP) receiver for non-uniform source non-orthogonal multiple access (NOMA) with symmetric superposition coding (SSC). First, we derive an analytical expression of the bit-error rate (BER) for non-uniform source NOMA with SSC. Then, Monte Carlo simulations demonstrate that the BER of the optimal MAP receiver for the non-uniform source improves slightly, compared to that of the conventional receiver for the uniform source. Moreover, we also show that the BER of an approximate analytical expression is in a good agreement with the BER of Monte Carlo simulation. As a result, the proposed optimal MAP receiver for non-uniform source could be a promising scheme for NOMA with SSC, to reduce complexity and decoding latency due to additional source coding.