Huffman是什么意思,Huffman的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
n. 霍夫曼(人名)
例句
We used it to display results of Huffman algorithm.
我们用它来显示哈夫曼算法的结果。
Main data includes scale factors and Huffman coded bits.
主数据包括比例系数和霍夫曼编码位。
Huffman tree structure to achieve the Huffman algorithm.
实现构造哈夫曼树的哈夫曼算法。
Should Huffman compression be in strict order of frequency?
该哈夫曼压缩在频率严格的?
Solving the structure of the Huffman tree with the right to use the path length.
求解出所构造的哈夫曼 使用树的带权路径长度。
常用搭配
huffman code
[计]霍夫曼编码
huffman encoding
哈夫曼编码
同义词
n.|Hoffman/Hofmann;霍夫曼(人名)
专业解析
Huffman(霍夫曼)通常指霍夫曼编码(Huffman Coding),这是一种广泛使用的无损数据压缩算法。它由美国计算机科学家戴维·霍夫曼(David A. Huffman) 在1952年提出,是其博士研究的一部分。以下是其核心含义的解释:
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核心原理:变长编码
- 霍夫曼编码是一种前缀码(Prefix Code)。它根据数据中符号(如字符、字节)出现的频率来分配长度不一的二进制代码。
- 基本思想:出现频率高的符号,分配较短的二进制代码;出现频率低的符号,分配较长的二进制代码。
- 这样做的目标是使整个编码后的数据流的平均长度最小化,从而达到压缩数据的目的。
-
工作过程(构建霍夫曼树)
- 统计频率: 首先,对待压缩的数据进行扫描,统计每个符号出现的频率。
- 创建叶节点: 为每个符号创建一个节点,节点的权重(Weight)就是该符号的频率。这些节点最初都是独立的树。
- 构建二叉树:
- 不断从现有的树(或节点)中选出权重最小的两个。
- 创建一个新的父节点,其权重等于这两个子节点权重之和。
- 将选出的两个节点作为这个新父节点的左右子节点(通常权重较小的在左,较大的在右,但约定可以不同)。
- 将这个新的树放回集合中。
- 重复合并: 重复上述步骤,直到集合中只剩下一棵树。这棵树就是霍夫曼树(Huffman Tree)。
- 分配编码: 从霍夫曼树的根节点开始,向左子树走标记为0(或1),向右子树走标记为1(或0)。到达某个叶节点(代表一个符号)的路径上的0和1序列,就是该符号的霍夫曼编码。由于是前缀码,任何编码都不是另一个编码的前缀,保证了唯一可解码性。
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关键特性与优势
- 最优前缀码: 对于给定的符号频率分布,霍夫曼编码能生成具有最小加权路径长度的二叉树,即它是给定频率下最优的前缀码(在符号概率是2的负幂次方时达到香农熵极限)。
- 无损压缩: 压缩后的数据可以完全恢复为原始数据,没有任何信息损失。
- 简单高效: 算法相对简单,实现效率高。
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应用领域
- 文件压缩: 是许多通用压缩格式(如ZIP、GZIP、BZIP2等)的基础组件之一。
- 图像压缩: 在JPEG、PNG等图像格式中,常被用于对量化后的DCT系数或颜色表索引进行熵编码。
- 音频/视频压缩: 作为熵编码阶段的一部分,出现在如MP3、AAC、H.264/AVC、H.265/HEVC等标准中。
- 通信传输: 用于在信道中高效传输数据。
Huffman(霍夫曼编码)是一种基于符号频率统计的、使用变长编码实现无损数据压缩的经典算法。其核心在于为高频符号分配短码、低频符号分配长码,并通过构建霍夫曼树来生成具有最优压缩效率的前缀码。
参考来源:
- 普林斯顿大学算法课程资料: 提供了对霍夫曼编码原理和实现的清晰讲解。
- 麻省理工学院开放课程(MIT OpenCourseWare): 在计算机科学入门和算法课程中详细介绍了霍夫曼编码及其理论基础。
- 经典教材《算法导论》(Introduction to Algorithms): 由Thomas H. Cormen等人著,包含对霍夫曼编码的严谨描述和证明。
- 维基百科: 提供了关于霍夫曼编码的全面概述、历史背景、算法步骤和应用实例。
网络扩展资料
Huffman(哈夫曼)通常指Huffman编码,是一种经典的数据压缩算法,由美国计算机科学家David A. Huffman于1952年提出。以下是详细解释:
1. 基本定义
Huffman编码是一种无损压缩算法,通过为不同频率的字符分配不同长度的编码来实现压缩。高频字符用更短的编码,低频字符用更长的编码,从而减少整体数据量。
2. 核心原理
- 频率统计:统计待压缩数据中各字符的出现频率。
- 构建Huffman树:将字符按频率升序排列,生成优先队列,通过不断合并频率最低的两个节点形成二叉树(即Huffman树)。
- 分配编码:从根节点出发,向左分支标记为0,向右分支标记为1,最终每个字符的路径即为其编码。
示例:
若字符A(频率50%)、B(30%)、C(20%),则可能分配编码:
A→0,B→10,C→11。高频字符A的编码最短。
3. 关键特点
- 最优前缀编码:任意字符的编码都不是其他编码的前缀,避免解码歧义。
- 压缩效率:压缩率取决于字符频率分布,频率差异越大,压缩效果越好。
- 无损性:解压后数据与原数据完全一致。
4. 应用场景
- 文件压缩:如ZIP、GZIP等格式。
- 图像/音频压缩:JPEG、MP3等格式的辅助压缩。
- 通信传输:减少数据传输量,提升效率。
5. 数学表达
Huffman编码的平均码长公式为:
$$
L = sum_{i=1}^{n} p_i cdot l_i
$$
其中,(p_i)为字符频率,(l_i)为对应编码长度。
扩展说明
- Huffman树:是一种带权路径长度最短的二叉树,权值由字符频率决定。
- 局限性:需预先统计字符频率,对动态数据流不友好;对均匀分布的数据压缩效果有限。
如需具体实现步骤或代码示例,可进一步说明。
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