Розробка методів стиснення двійкової інформації на основі біноміальної числової функції
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.234492Ключові слова:
біноміальні системи числення, біноміальна числова функція, біноміальні числа, стиснення двійкової інформаціїАнотація
Ефективним заходом щодо підвищення продуктивності інформаційних систем є використання методів стиснення даних. При цьому інтерес викликають методи стиснення без інформаційних втрат, що відрізняються універсальністю, невисокими вимогами до обсягу витрат при реалізації і можливістю самоконтролю.
У зв'язку з цим перспективним є застосування біноміальних систем числення. Для стиснення використовується числова функція біноміальної системи числення, яка дозволяє ставити послідовностям у взаємно однозначну відповідність їх номери. При цьому в якості проміжного етапу використовується перехід від двійкових комбінацій до біноміальних чисел.
В ході дослідження сформульовані теореми, які вказують властивості стискаючих і відновлюючих відображень, а також способи їх реалізації. Отримані моделі процесів стиснення на основі числової функції як для випадку, коли стискаються рівноважні комбінації, так і для випадку, коли стискаються послідовності загального виду. Моделі стиснення включають в себе етапи кодування на основі двійкових біноміальних чисел.
Результати дослідження показують ефективність застосування стиснення на основі біноміальної числової функції. Підвищення швидкості передачі інформації по каналу зв'язку спостерігається в 1,02 рази в найгіршому та 18,29 рази в найкращому випадках в залежності від кількості одиниць в 128-розрядних рівноважних комбінацій. Високий ступінь стиснення – від 1,01 до 16 разів для 128-розрядних послідовностей загального виду – та універсальність використання – стискаються комбінації, кількість одиниць яких складає 75 % їх загального діапазону змінювання – є перевагами запропонованих методів. Розроблені методи дозволяють контролювати помилки при перетвореннях, невимогливі до ресурсів і мають невеликий обсяг витрат при реалізації
Посилання
- Sayood, K. (2018). Introduction to Data Compression. Morgan Kaufmann, 790. doi: https://doi.org/10.1016/C2015-0-06248-7
- Sayood, K. (2003). Lossless Compression Handbook. Academic Press, 488. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-620861-0.X5000-1
- Smirnov, M. A. (2004). Obzor primeneniya metodov bezuscherbnogo szhatiya dannyh v SUBD. Saint Petersburg. Available at: http://compression.ru/download/articles/db/smirnov_2003_database_compression_review.pdf
- Krasnobayev, V., Kuznetsov, A., Koshman, S., Rassomakhin, S., Zamula, A., Kavun, S. (2018). Effective Data Processing in Coding, Digital Signals and Cryptography. ASC Academic Publishing, 352. Available at: https://www.amazon.com/effective-processing-digital-signals-cryptography-ebook/dp/B07CSJHHN1
- Yuan, Y., Zhang, Y., Liu, Z., Guan, X. (2017). Lossless coding scheme for data acquisition under limited communication bandwidth. Digital Signal Processing, 69, 204–211. doi: https://doi.org/10.1016/j.dsp.2017.06.028
- Amel'kin, V. A. (1986). Metody numeratsionnogo kodirovaniya. Novosibirsk: Nauka, 155.
- Amel'kin, V. A. (2008). Perechislitel'nye zadachi seriynyh posledovatel'nostey. Novosibirsk: IVMiMG SO RAN, 317.
- Stakhov, A. P. (2014). A History, the Main Mathematical Results and Applications for the Mathematics of Harmony. Applied Mathematics, 05 (03), 363–386. doi: https://doi.org/10.4236/am.2014.53039
- Polyakov, V. I., Skorubsky, V. I., Ekalo, Yu. V. (2015). Application of Factorial System to Combinatorial Problems Solving. Izvestiâ vysših učebnyh zavedenij. Priborostroenie, 58 (6), 436–442. doi: https://doi.org/10.17586/0021-3454-2015-58-6-436-442
- Borisenko, A. A. (2004). Binomial'niy schet. Teoriya i praktika. Sumy: ITD "Universitetskaya kniga", 170. Available at: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/55161
- Kulyk, I., Shevchenko, M. (2020). Development of information-management systems on basis of binary binomial number systems. Information Processing Systems, 2 (161), 78–85. doi: https://doi.org/10.30748/soi.2020.161.09
- Kulyk, I., Berezhna, O., Shevchenko, M. (2018). Development of data compressing coding methods on basis of binary binomial numbers. Technology Audit and Production Reserves, 2 (2 (46)), 12–18. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.169897
- Kulyk, Y. A., Novhorodtsev, A. Y., Skordyna, E. M. (2016), Binomial model of vector representation for database with columnar structure. Information Processing Systems, 4 (141), 50–55. Available at: http://www.hups.mil.gov.ua/periodic-app/article/16556
- Schalkwijk, J. (1972). An algorithm for source coding. IEEE Transactions on Information Theory, 18 (3), 395–399. doi: https://doi.org/10.1109/tit.1972.1054832
- Knuth, D. (1997). The Art of Computer Programming, Vol. 1: Fundamental Algorithms. Addison-Wesley Professional, 672. Available at: https://www.amazon.com/Art-Computer-Programming-Vol-Fundamental/dp/0201896834
- Anderson, J. A., Anderson, J., Bell, J. (2000). Discrete mathematics with combinatorics. Prentice Hall College Div, 799. Available at: https://www.amazon.com/Discrete-Mathematics-Combina-torics-James-Anderson/dp/0130869988
- Kohzuki, K., Tokiwa, K., Tanaka, H. (1997). A class of single error correcting constant weight codes. Electronics and Communications in Japan (Part III: Fundamental Electronic Science), 80 (7), 55–64. doi: https://doi.org/10.1002/(sici)1520-6440(199707)80:7<55::aid-ecjc7>3.0.co;2-0
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Igor Kulyk, Olga Berezhna, Anatoliy Novhorodtsev, Maryna Shevchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
