算术编码python

时间: 2023-07-05 20:07:51 浏览: 84
算术编码是一种无损数据压缩技术,可以将任何类型的数据流编码为一个单一的浮点数。Python中可以使用一些第三方库来实现算术编码,比如bitarray和numpy。 以下是一个使用bitarray库实现算术编码的示例代码: ```python from bitarray import bitarray def arithmetic_encode(data, freqs): # 计算符号累积频率 cum_freqs = [0] + list(accumulate(freqs)) total_freq = cum_freqs[-1] # 初始化编码器 low = 0 high = 1 code = bitarray() # 编码每个符号 for symbol in data: # 计算符号的范围 symbol_low = cum_freqs[symbol] symbol_high = cum_freqs[symbol+1] symbol_range = symbol_high - symbol_low # 更新编码器的上界和下界 new_low = low + symbol_range * (high - low) new_high = low + symbol_range * (high - low) # 将位添加到编码中,如果范围太小,则向上或向下舍入 while True: if new_high < 0.5: code.append(0) code.extend([1] * num_pending_bits) low = 2 * low high = 2 * high elif new_low >= 0.5: code.append(1) code.extend([0] * num_pending_bits) low = 2 * (low - 0.5) high = 2 * (high - 0.5) elif 0.25 <= new_low and new_high < 0.75: num_pending_bits += 1 new_low = 2 * (new_low - 0.25) new_high = 2 * (new_high - 0.25) else: break # 更新编码器的上界和下界 low = new_low high = new_high # 编码结束符号 end_range = high - low end_low = low end_high = low + end_range * 0.99999999 while True: if end_high < 0.5: code.append(0) code.extend([1] * num_pending_bits) end_low = 2 * end_low end_high = 2 * end_high elif end_low >= 0.5: code.append(1) code.extend([0] * num_pending_bits) end_low = 2 * (end_low - 0.5) end_high = 2 * (end_high - 0.5) elif 0.25 <= end_low and end_high < 0.75: num_pending_bits += 1 end_low = 2 * (end_low - 0.25) end_high = 2 * (end_high - 0.25) else: break # 返回编码 return code.tobytes() ``` 在以上代码中,data是要进行编码的数据流,freqs是每个符号出现频率的列表。该函数将返回一个字节串,其中包含编码后的数据。 要解码数据,可以使用以下示例代码: ```python from bitarray import bitarray def arithmetic_decode(code, freqs, num_symbols): # 计算符号累积频率 cum_freqs = [0] + list(accumulate(freqs)) total_freq = cum_freqs[-1] # 初始化解码器 low = 0 high = 1 current_code = bitarray(endian='big') current_code.frombytes(code) current_code.extend([0] * (8 - len(current_code) % 8)) current_code.append(1) # 解码每个符号 data = [] for i in range(num_symbols): # 计算解码符号的范围 range_size = high - low offset = int(((current_code - low) / range_size) * total_freq) symbol = bisect_right(cum_freqs, offset) - 1 # 更新解码器的上界和下界 symbol_low = cum_freqs[symbol] symbol_high = cum_freqs[symbol+1] symbol_range = symbol_high - symbol_low new_low = low + symbol_range * (current_code - low) / range_size new_high = low + symbol_range * (current_code - low) / range_size # 将解码的符号添加到数据中 data.append(symbol) # 更新解码器的上界和下界 low = new_low high = new_high # 移除已解码的位 while True: if high < 0.5: low = 2 * low high = 2 * high current_code = (current_code << 1) & 0xfffffffffffffffe current_code |= 0x01 if current_code[-1] else 0x00 elif low >= 0.5: low = 2 * (low - 0.5) high = 2 * (high - 0.5) current_code = (current_code << 1) & 0xfffffffffffffffe current_code |= 0x01 if current_code[-1] else 0x00 elif 0.25 <= low and high < 0.75: low = 2 * (low - 0.25) high = 2 * (high - 0.25) current_code = (current_code << 1) & 0xfffffffffffffffe current_code |= 0x01 if current_code[-1] else 0x00 else: break # 返回解码数据 return data ``` 在以上代码中,code是要进行解码的字节串,freqs是每个符号出现频率的列表,num_symbols是要解码的符号数。该函数将返回一个包含解码数据的列表。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

ASP.NET技术在网站开发设计中的研究与开发(论文+源代码+开题报告)【ASP】.zip

ASP.NET技术在网站开发设计中的研究与开发(论文+源代码+开题报告)【ASP】
recommend-type

CycleGan和Pix2Pix是两个在图像到图像转换领域常用的深度学习模型

Cycle GAN和Pix2Pix都是强大的图像到图像的转换模型,但它们在应用场景、技术特点和训练数据要求等方面有所不同。Cycle GAN无需成对数据即可进行训练,适用于更广泛的图像转换任务;而Pix2Pix则依赖于成对数据进行训练,在处理具有明确对应关系的图像对时表现较好。在实际应用中,应根据具体任务和数据集的特点选择合适的模型。Cycle GAN广泛应用于各种图像到图像的转换任务,如风格迁移、季节变换、对象变形等。 由于其不需要成对数据的特性,Cycle GAN能够处理更广泛的图像数据集,并产生更多样化的结果。Pix2Pix是一个基于条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Networks, cGANs)的图像到图像的转换模型。它利用成对数据(即一一对应的图像对)进行训练,以学习从输入图像到输出图像的映射。Pix2Pix的生成器通常采用U-Net结构,而判别器则使用PatchGAN结构。
recommend-type

tensorflow-gpu-2.9.1-cp39-cp39-win-amd64.whl

tensorflow安装
recommend-type

Webmanage-Username.txt

Webmanage-Username
recommend-type

愤怒的小鸟2_3.22.0_彭于晏Crack.ipa

愤怒的小鸟2_3.22.0_彭于晏Crack
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB结构体与对象编程:构建面向对象的应用程序,提升代码可维护性和可扩展性

![MATLAB结构体与对象编程:构建面向对象的应用程序,提升代码可维护性和可扩展性](https://picx.zhimg.com/80/v2-8132d9acfebe1c248865e24dc5445720_1440w.webp?source=1def8aca) # 1. MATLAB结构体基础** MATLAB结构体是一种数据结构,用于存储和组织相关数据。它由一系列域组成,每个域都有一个名称和一个值。结构体提供了对数据的灵活访问和管理,使其成为组织和处理复杂数据集的理想选择。 MATLAB中创建结构体非常简单,使用struct函数即可。例如: ```matlab myStruct
recommend-type

详细描述一下STM32F103C8T6怎么与DHT11连接

STM32F103C8T6可以通过单总线协议与DHT11连接。连接步骤如下: 1. 将DHT11的VCC引脚连接到STM32F103C8T6的5V电源引脚; 2. 将DHT11的GND引脚连接到STM32F103C8T6的GND引脚; 3. 将DHT11的DATA引脚连接到STM32F103C8T6的GPIO引脚,可以选择任一GPIO引脚,需要在程序中配置; 4. 在程序中初始化GPIO引脚,将其设为输出模式,并输出高电平,持续至少18ms,以激活DHT11; 5. 将GPIO引脚设为输入模式,等待DHT11响应,DHT11会先输出一个80us的低电平,然后输出一个80us的高电平,
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。