Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed MohammadAli Khosravifard,Hamed Narimani
سیدمحمدعلی خسروی فرد (استاد راهنما) حامد نریمانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Shima Kheradmand
شیما خردمند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1390

TITLE

Investigating the Redundancy of Optimal Binary Fix-free Codes for Memoryless Information Sources
To investigate the cost of replacing well-established prefix-free codes with fix-free codes in order to benefit from their desired properties , the redundancy of optimal binary fix-free codes is studied under two criteria ``maximum value " and ``average value" . In particular , it is proved that the redundancy of an optimal binary fix-free code never exceeds it . This shows that the performance of optimal binary fix-free codes in the worst case is identical to that of prefix-free codes . By the second criterion , the average redundancy of optimal fix-free codes over all sources with ymbols is examined . It is proved that the average redundancy of optimal fix-free codes is less than it when is sufficiently large . To do so , a suboptimal fix-free encoding scheme is proposed and employed for all sources . The interesting property of this encoding scheme is that , for almost all sources with ymbols , its redundancy is less than it for sufficiently large . By comparing this result with one for Huffman codes , it can be proved that the cost of employing optimal fix-free codes instead of optimal prefix-free codes is less than it for almost all memoryless sources with a large alphabet. key word : Huffman codes , fix-free codes, average distribution, redundancy, video compressin standard,kraft condition
کدهای بی‌وند دسته‌‌ای از کدهای بدون ‌پیشوند هستند که در آن‌ها هیچ کلمه‌کدی پسوند سایر کلمات‌کد نیست. ویژگی برجسته‌ی این کدها قابلیت کدبرداری دوطرفه‌ی آن‌هاست. واضح است که این ویژگی باعث افزایش سرعت کدبرداری می‌شود. اما مهم‌ترین مزیت استفاده از کدهای بی‌وند، مقاومت بیش‌تر در برابر خطاهای کانال است و به همین دلیل است که در نسل‌های جدید استانداردهای ویدیویی پرکاربرد، مانند MPEG-4 (part 2) و H.263+ + (Annex V) ، به جای کدهای بدون پیشوند از کدهای بی‌وند استفاده می‌شود. بر خلاف کدهای بدون پیشوند، تحلیل مسائل مربوط به کدهای بی‌وند یکی از زمینه‌های پرچالش مبحث کدگذاری منبع است. علت این تفاوت، نبود یک شرط لازم و کافی (بر روی طول کلمات‌کد) مشابه شرط کرافت برای تضمین وجود کدهای بی‌وند است. این تفاوت باعث می‌شود که الگوریتم سرراست و ساختاریافته‌ای (مانند الگوریتم هافمن) برای تولید کدهای بی‌وند بهینه وجود نداشته باشد. به همین دلیل، با وجود تمام تلاش‌های صورت گرفته تا به امروز، شناخت چندانی نسبت به کدهای بی‌وند بهینه و درنتیجه عملکرد آن‌ها وجود ندارد. آشکار است که برخورداری از مزایای کدهای بی‌وند (نسبت به کدهای بدون پیشوند)، هزینه‌ای را تحمیل می‌کند و این هزینه افزونگی بیش‌تر است. بنابراین، پرسشی که مطرح می‌شود این است که آیا استفاده از کدهای بی‌وند به جای کدهای بدون پیشوند از لحاظ فشرده‌سازی مقرون به صرفه هست یا اصولا اختلاف زیادی بین افزونگی این کدها وجود دارد؟ هدف ما در این رساله یافتن پاسخی به این پرسش است. برای این منظور عملکرد کدهای بی‌وند بهینه را با دو معیار "حداکثر افزونگی `` و "میانگین افزونگی برای منابع با الفبای بزرگ `` مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. در ارتباط با معیار اول، ثابت می‌کنیم که افزونگی کدهای بی‌وند بهینه کم‌تر از یک بیت است. این نتیجه بیان‌گر آن است که عملکرد کدهای بی‌وند بهینه در بدترین حالت مانند عملکرد کدهای بدون پیشوند بهینه ( یعنی کدهای هافمن) در بدترین حالت است. در رابطه با معیار دوم، ابتدا ثابت می‌کنیم که یک روش کدگذاری بی‌وند وجود دارد به طوری که میانگین افزونگی آن بر روی مجموعه‌ی منابع -سمبلی وقتی به اندازه‌ی کافی بزرگ باشد، کم‌تر از 0/02973 بیت است. خاصیت جالب این روش این است که اگر برای کد کردن همه‌ی‌ منابع -سمبلی از آن استفاده شود، احتمال این‌که افزونگی بیش‌تر از 0/02973 بیت باشد با افزایش به صفر میل می‌کند و این به معنای آن است که برای اغلب منابع با الفبای بزرگ، افزونگی کدهای بی‌وند بهینه کم‌تر از 0/02973 بیت است. در ادامه نشان می‌دهیم که هزینه‌ی استفاده از کد بی‌وند بهینه به جای کدهای هافمن برای تقریبا همه‌ی منابع با الفبای بزرگ کم‌تر از 0/001 بیت است. کلمات کلیدی : کد هافمن، کد بی وند، افزونگی ، توزیع متوسط ، استانداردهای ویدیویی ، شرط کرافت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی