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Zstandard中LZ77压缩算法的高效匹配策略设计与实现
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作者 韦芳宇 陈天韵 +2 位作者 周洋 谢雨来 王芳 《计算机研究与发展》 北大核心 2026年第3期597-614,共18页
在信息时代背景下,数据规模的急剧增长与压缩应用场景的多样化,对压缩策略的灵活性和效率提出了更高要求。LZ77算法是典型的无损压缩方法,广泛应用于Zstandard(ZSTD)等主流压缩工具中。然而,更高的压缩率指标要求应用更大的历史窗口与... 在信息时代背景下,数据规模的急剧增长与压缩应用场景的多样化,对压缩策略的灵活性和效率提出了更高要求。LZ77算法是典型的无损压缩方法,广泛应用于Zstandard(ZSTD)等主流压缩工具中。然而,更高的压缩率指标要求应用更大的历史窗口与更复杂的压缩策略,导致在实现ZSTD中的LZ77算法存在缓存频繁未命中与延迟匹配效率低下的问题。为此,提出2项优化策略:其一,多级区域搜索策略(multi-level region search strategy,MLRS),通过引入匹配区域分级与访问阈值控制机制灵活调整搜索深度,限制匹配过程中的数据访问范围,缓解缓存压力;其二,基于扩展搜索的延迟匹配策略(extended searchbased lazy matching strategy,ESLM),通过复用搜索路径并采用近似替代技术,降低冗余计算的同时提升匹配效率。上述优化策略基于ZSTD level 12配置在鲲鹏920服务器平台上实现并完成验证。实验结果表明:MLRS在多种数据集上能够显著降低压缩过程中的末级缓存未命中率,将压缩率保持在94.65%~99.58%的同时,使压缩吞吐量提升至原方案的118.34%~149.50%;ESLM可将压缩吞吐量提升至原方案的113.49%~117.46%,且在多数数据集上进一步提高压缩比;当两者联合应用时,压缩速度可提升至原方案的134.53%~171.17%,同时维持94.18%~99.80%的压缩率。 展开更多
关键词 数据压缩 lz77算法 缓存优化 延迟匹配 吞吐量优化
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基于LZ77算法的藏文文本压缩算法设计与实现 被引量:1
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作者 边巴旺堆 武强 +2 位作者 米玛加措 马元强 桑珠 《西藏大学学报(社会科学版)》 CSSCI 2010年第5期50-55,共6页
随着信息量的不断增加,用计算机处理的文本文件越来越大,需要对庞大的藏文文本进行数字化处理,如何节约资源对藏文文本进行高效压缩显得极为重要。项目在LZ77算法基础上结合藏文的特点和当前文本压缩的技术主流完成了关于藏文文本压缩... 随着信息量的不断增加,用计算机处理的文本文件越来越大,需要对庞大的藏文文本进行数字化处理,如何节约资源对藏文文本进行高效压缩显得极为重要。项目在LZ77算法基础上结合藏文的特点和当前文本压缩的技术主流完成了关于藏文文本压缩的设计和实现工作,按照藏文特点有效的提高了藏文文本压缩率。这种压缩算法是针对藏文特点的两个子算法和目前主流的LZ77压缩算法合成的。 展开更多
关键词 藏文 文本压缩 lz77算法
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LZ77和LZ78在数据压缩中的组合带参运用 被引量:6
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作者 华强 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2000年第2期211-215,共5页
本文讨论了LZ77和LZ78两大类字典算法在无损数据压缩中的分析性能和编码性能的区别,及其对不同类型数据文件压缩性能的影响,据此设计了组合使用LZ77和LZ78原理并带参数H运行的LZSWH算法.对于采用LZ78压缩... 本文讨论了LZ77和LZ78两大类字典算法在无损数据压缩中的分析性能和编码性能的区别,及其对不同类型数据文件压缩性能的影响,据此设计了组合使用LZ77和LZ78原理并带参数H运行的LZSWH算法.对于采用LZ78压缩时优化速度很慢的S类数据文件,用户可以根据对压缩比和压缩速度的不同要求来选择参数H,H越大压缩比越高,H越小压缩速度越快;而对于采用LZ78压缩优化速度较快的W类数据文件,H参数的最佳选择可以得到最高的压缩比. 展开更多
关键词 数据压缩 lz77 LZ78 字典算法 数据处理
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基于LZ77算法的文本压缩软件的实现 被引量:3
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作者 马巧梅 朱林泉 《电脑开发与应用》 2008年第5期41-42,共2页
为了研究LZ77算法的对文本文件的压缩性能,在分析LZ77算法的基础上给出了实现压缩和解压缩软件的方法,并且采用该软件分别对英文文本和中文文本压缩情况进行了测试,最后给出了测试结果分析。
关键词 压缩技术 lz77算法 文本 测试结果
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一种改进的LZ77算法及在车载北斗通信机上的应用 被引量:6
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作者 马杰 樊辉锦 +2 位作者 宋金禹 乔福超 牟俊杰 《舰船电子工程》 2021年第8期61-64,103,共5页
针对目前军用特种车辆车载北斗定位系统的短报文功能在报文长度上的限制,数据传输效率低,丢包多的问题。论文结合BM单向匹配算法对适合嵌入式系统应用的LZ77数据压缩算法进行改进,提高算法实时性,并利用硬件设计和软件结合的方法在北斗... 针对目前军用特种车辆车载北斗定位系统的短报文功能在报文长度上的限制,数据传输效率低,丢包多的问题。论文结合BM单向匹配算法对适合嵌入式系统应用的LZ77数据压缩算法进行改进,提高算法实时性,并利用硬件设计和软件结合的方法在北斗通信机设计应用上进行了实现。根据实际数据进行实验验证,实验结果表明算法的改进不影响压缩效率,提高了算法压缩速度及北斗短报文容量和传输可靠性,可用于工程实践,具有推广意义。 展开更多
关键词 lz77 压缩算法 北斗短报文 特种车辆 BM算法
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最大窗口值对LZ77算法压缩效率的影响研究
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作者 吴湘华 吴玉强 《黑龙江科技信息》 2011年第2期84-84,共1页
通过分析LZ77算法中最大窗口值的设置与文件空间压缩效率、时间压缩效率关系,确定寻求最佳最大窗口值的方法,并用MATLAB进行仿真测试,验证本方法的有效性。
关键词 lz77 最大窗口值 压缩效率 三元组
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LZ77在PHM数据采集系统中的应用研究 被引量:3
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作者 柳邦奇 赵宇 马永涛 《电子测量技术》 2011年第12期36-38,69,共4页
在基于DSP的PHM数据采集系统中,大量冗余数据会给系统的数据传输、存储和处理带来负担,严重影响系统性能。针对这一问题,在分析了常用的无损压缩算法后,采用了LZ77压缩算法对采集到的数据进行压缩。压缩过程中,压缩效率与压缩比是一对... 在基于DSP的PHM数据采集系统中,大量冗余数据会给系统的数据传输、存储和处理带来负担,严重影响系统性能。针对这一问题,在分析了常用的无损压缩算法后,采用了LZ77压缩算法对采集到的数据进行压缩。压缩过程中,压缩效率与压缩比是一对矛盾。因此,算法在实现过程中采用了可变滑动窗口来兼顾两者,使整体压缩效果最优。结果表明,该算法有效去除了冗余数据并满足了系统的实时性要求。在DSP最高工作频率下,数据处理速率可达3MB/s,压缩比达32.4%。 展开更多
关键词 预测与健康管理 数据采集 压缩算法 lz77 DSP
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应用整数小波变换的LZ77电力数据压缩算法 被引量:18
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作者 许晓飞 陈亮 《西安工程大学学报》 CAS 2018年第3期337-342,共6页
针对电力系统采样数据量大,传输、存储困难等问题,根据采样数据特点,整数小波变换理论以及LZ系列压缩算法,提出应用整数小波变换的LZ77电力数据压缩算法.该算法针对电力系统数据周期性的特点,选择合适的小波基,依据其多分辨率分析特性,... 针对电力系统采样数据量大,传输、存储困难等问题,根据采样数据特点,整数小波变换理论以及LZ系列压缩算法,提出应用整数小波变换的LZ77电力数据压缩算法.该算法针对电力系统数据周期性的特点,选择合适的小波基,依据其多分辨率分析特性,将电力数据信号变换到小波域,使信号分解为低频分量和高频分量.对具有重要价值的低频信息使用LZ77压缩算法进行无损压缩,对高频分量进行阈值量化处理.通过仿真测试,获得了10.76%的压缩比和2.078%的重构误差,证实该算法是一种有效的实时数据压缩方法. 展开更多
关键词 电力系统 数据压缩 整数小波变换 小波基 lz77
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对LZ77压缩数据的不均一纠错编码 被引量:2
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作者 唐红 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2002年第4期112-116,共5页
提出一种对目前广泛使用的LZ77压缩数据进行高效误码保护的编码方法。分析了误码对LZ77压缩数据的影响 ,提出了对压缩数据的三个参数 -匹配位置、匹配长度和未匹配字符进行不均一误码保护编码 (UnequalErrorProtectioncoding)。由于匹... 提出一种对目前广泛使用的LZ77压缩数据进行高效误码保护的编码方法。分析了误码对LZ77压缩数据的影响 ,提出了对压缩数据的三个参数 -匹配位置、匹配长度和未匹配字符进行不均一误码保护编码 (UnequalErrorProtectioncoding)。由于匹配长度中的误码对解压缩后的数据的危害比其余两个参数要严重得多 ,且匹配长度中的误码出现得越早对解压缩后的数据的危害越大 ,而在其余两个参数中 ,误码的位置与解压缩后数据中的错误多少无关 ,所以 ,在整体上对匹配长度的保护强于对另外两个参数的保护 ,且对匹配长度的前面部份的纠错能力比对其后面部份更强一些 ;而对其余两个参数则用均一纠错编码保护。计算机摸拟结果显示 ,所提出的编码方法在引入较少的监督位的情况下 。 展开更多
关键词 数据压缩 lz77 纠错编码 不均一误码保护 计算机模拟 匹配长度
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LZ77压缩算法及其派生算法探究 被引量:6
10
作者 高志坚 蒋春蕾 《西昌学院学报(自然科学版)》 2005年第1期88-91,共4页
随着信息量的不断增加,现在用计算机处理的文件越来越大,并且这些信息的表达都存在一定的冗余,因此我们需要使用压缩算法对信息进行压缩。本文介绍了数据压缩算法的发展历程和Z77压缩算法的编程实现。
关键词 无损压缩 lz77 冗余 滑动窗口
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一种改进的LZ77无损数据压缩算法设计 被引量:13
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作者 张永棠 《佛山科学技术学院学报(自然科学版)》 CAS 2016年第1期57-61,共5页
研究了LZ77无损数据压缩算法的原理,在对LZ77各种改进算法进行深入分析的基础上,结合TUNEDBM单模式匹配算法,提出了一种新的改进的LZ77无损数据压缩算法。实验结果表明,改进的LZ77压缩率比原LZ77稍有降低,但在压缩时间有很明显的优势,... 研究了LZ77无损数据压缩算法的原理,在对LZ77各种改进算法进行深入分析的基础上,结合TUNEDBM单模式匹配算法,提出了一种新的改进的LZ77无损数据压缩算法。实验结果表明,改进的LZ77压缩率比原LZ77稍有降低,但在压缩时间有很明显的优势,尤其当文件较小时,这种优势体现得更加明显。 展开更多
关键词 通信编码 无损压缩 lz77 算法设计 TUNEDBM
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LZ77信源编码与纠错编码的有效结合
12
作者 唐红 《成都工业学院学报》 2002年第1期17-20,共4页
LZ77编码是一种高效信源编码方法,它已被广泛地应用于各种无损压缩算法中。通常,压缩数据必须用纠错编码进行保护,因为压缩数据中的误码对解压缩后的数据的危害很大。针对LZ77压缩数据的特性,提出了分别对压缩数据的三个参数-匹配位置... LZ77编码是一种高效信源编码方法,它已被广泛地应用于各种无损压缩算法中。通常,压缩数据必须用纠错编码进行保护,因为压缩数据中的误码对解压缩后的数据的危害很大。针对LZ77压缩数据的特性,提出了分别对压缩数据的三个参数-匹配位置、匹配长度和未匹配字符进行高效纠错编码的方法。 展开更多
关键词 数据压缩 lz77 纠错编码
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对LZ77图象压缩算法进行改进的C语言实现
13
作者 黄汉南 《广东农工商职业技术学院学报》 2001年第3期71-76,共6页
本文提出了一种用于无损灰度图象数据压缩新的编码方法──种基于对LZ77压缩方法的改进以及对图象元素预测误差的估计为基础的字典压缩方法,并给出了该方法的C语言程序实现。
关键词 数据压缩 算法 编码 灰度图象 lz77 C语言
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改进的LZ77数据压缩算法
14
作者 黄健骏 姜正禄 《软件工程与应用》 2014年第3期50-56,共7页
每天都有大量的信息,而这些信息以诸如图像、声音和文本的形式来传递。其中图像和声音的数据量特别地大,需要高效的压缩方法。LZ77算法是有效的压缩算法之一。本文针对LZ77算法提出两种新的算法,来提高压缩算法的性能。算法一在查找匹... 每天都有大量的信息,而这些信息以诸如图像、声音和文本的形式来传递。其中图像和声音的数据量特别地大,需要高效的压缩方法。LZ77算法是有效的压缩算法之一。本文针对LZ77算法提出两种新的算法,来提高压缩算法的性能。算法一在查找匹配前先检验是否可能得到最长匹配,而算法二则是保存链表中相邻字符串的最长公共前缀来提高效率。与其他版本的LZ系列压缩算法进行对比分析后发现,改进后的这个新方案达到预期效果。 展开更多
关键词 无损压缩 字典编码 lz77压缩算法 散列表
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智能水表的远程升级设计与实现
15
作者 蓝天 娄嘉骏 赵文龙 《自动化与仪表》 2025年第12期102-106,共5页
水务管理的智能化转型推动了智能水表的多功能发展,这对水表设备在资源有限的条件下支持软件远程迭代提出了要求。远程传输升级方式存在补丁文件大、升级时间长和升级效率低等缺陷。为此,该文提出一种基于Bsdiff算法的改进远程升级方案... 水务管理的智能化转型推动了智能水表的多功能发展,这对水表设备在资源有限的条件下支持软件远程迭代提出了要求。远程传输升级方式存在补丁文件大、升级时间长和升级效率低等缺陷。为此,该文提出一种基于Bsdiff算法的改进远程升级方案。该方案依据LZ77算法原理,采用滑动窗口流式处理机制,以提高压缩率、缩短远程升级时间,进而提升升级效率。该方案有效解决了智能水表终端差分升级的效率瓶颈问题,同时降低了数据传输量和传输失败率,为资源受限的智能水表设备提供了高可靠、低成本的远程升级路径。 展开更多
关键词 智能水表 Bsdiff算法 差分升级 lz77
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Deflate压缩算法研究
16
作者 陈兰兰 戴浩 《安徽电子信息职业技术学院学报》 2025年第2期64-69,共6页
Deflate压缩算法融合了LZ77与Huffman编码的优势,因高效压缩性能在网络通信中广泛应用。文章深入剖析其基本原理,采用分阶段实例推演揭示LZ77滑动窗口匹配与动态Huffman编码的协同机制,并通过实验对比Deflate算法与其他常见压缩算法的... Deflate压缩算法融合了LZ77与Huffman编码的优势,因高效压缩性能在网络通信中广泛应用。文章深入剖析其基本原理,采用分阶段实例推演揭示LZ77滑动窗口匹配与动态Huffman编码的协同机制,并通过实验对比Deflate算法与其他常见压缩算法的压缩性能。结果显示,Deflate在压缩比和速度上取得良好平衡,优势显著,证实了Deflate压缩算法在数据压缩领域的重要地位,为相关应用提供参考。 展开更多
关键词 Deflate算法 lz77算法 HUFFMAN编码 压缩算法 性能对比
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基于抄写机制的长程动态心电图数据压缩方法
17
作者 周艾欣 谢路昱 《临床心电学杂志》 2025年第5期328-333,共6页
背景长程动态心电监测在心律失常筛查与远程医疗中应用广泛,但其产生的连续高采样率信号导致数据传输与存储负担显著增加。现有心电压缩方法多针对传统心电或离线数据,难以在资源受限的可穿戴设备中实现实时、高保真压缩。方法针对上述... 背景长程动态心电监测在心律失常筛查与远程医疗中应用广泛,但其产生的连续高采样率信号导致数据传输与存储负担显著增加。现有心电压缩方法多针对传统心电或离线数据,难以在资源受限的可穿戴设备中实现实时、高保真压缩。方法针对上述问题,本文提出了一种基于抄写机制的心电信号压缩算法TECA及其配套文件格式TEF。该方法以LZ77算法为基础框架,引入信噪比约束与滑动窗口自适应机制,构建可实时运行的容错匹配模型,从而在压缩率与波形保真度之间实现动态平衡。结果在大规模Icentia 11k长程心电数据集上的验证结果表明,TECA在信噪比不低于20 dB的条件下实现了27.65的平均压缩率,百分均方根差控制在10%以内。其压缩性能显著优于小波变换、压缩感知及传统无损算法,能够有效保留心电信号的关键诊断特征。结论本研究提出的TECA算法在保证高压缩率与高保真度的同时,大幅降低了心电监测设备的计算与通信负担,为长程心电仪的低功耗设计和边缘智能信号处理提供了新的技术路径,对可穿戴设备的智能化与数据高效传输具有启示意义。 展开更多
关键词 长程动态心电图 数据压缩 lz77
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Gzip压缩的硬件加速电路设计 被引量:8
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作者 李冰 王超凡 +1 位作者 顾巍 董乾 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期540-545,共6页
硬件无损压缩技术可以发挥专用电路的速度和功耗优势,被广泛应用于大数据计算以及通信领域.本文以GNUzip(Gzip)数据无损压缩技术为原型设计了一种硬件压缩电路.通过采用双Hash函数、并行匹配处理、面向硬件存储的LZ77压缩存储格式、高... 硬件无损压缩技术可以发挥专用电路的速度和功耗优势,被广泛应用于大数据计算以及通信领域.本文以GNUzip(Gzip)数据无损压缩技术为原型设计了一种硬件压缩电路.通过采用双Hash函数、并行匹配处理、面向硬件存储的LZ77压缩存储格式、高效数据拼接器等加速方法,发挥并行计算和流水线结构优势,提升压缩速率.该硬件压缩电路基于Verilog HDL设计,使用现场可编程门阵列(FPGA)进行测试和验证.测试数据表明:与软件压缩方式相比,该硬件压缩电路在获得适中压缩率(65.9%)的同时,其压缩速率得到显著提升,平均压缩速率达171Mb/s,满足网络通信、数据存储等实时压缩应用需求. 展开更多
关键词 无损压缩 GZIP 硬件 lz77 FPGA
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一种基于自适应字典的通用无损压缩算法 被引量:12
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作者 卓越 杨长生 宋广华 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期149-151,共3页
对LZ77和LZ78两种算法进行了深入的考察,提出了一种改进的LZ算法LZI(LZ Improved),即,基于LZ78算法和LZ77的混合算法。LZI算法具有LZ78和LZ77相似的计算复杂度和存储复杂度。实验结果表明,LZI算法具有更好的全局与局部自适应性、... 对LZ77和LZ78两种算法进行了深入的考察,提出了一种改进的LZ算法LZI(LZ Improved),即,基于LZ78算法和LZ77的混合算法。LZI算法具有LZ78和LZ77相似的计算复杂度和存储复杂度。实验结果表明,LZI算法具有更好的全局与局部自适应性、更高的压缩效率。 展开更多
关键词 自适应字典 lz77 LZ78 无损压缩算法 编码 字符串
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HLZ:一种采用混合字典的自适应无损编码算法 被引量:7
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作者 杨长生 宋广华 卓越 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期40-43,59,共5页
研究了在数据无损压缩领域影响深远的两种压缩算法 :L Z78及 L Z77,提出了一种改进的混合字典压缩算法 HL Z(Hybrid L Z) .HL Z是基于 L Z78和 L Z77的一种混合算法 ,利用了 L Z78和 L Z77的互补特性 .在用 HL Z算法进行正文编码时 ,当... 研究了在数据无损压缩领域影响深远的两种压缩算法 :L Z78及 L Z77,提出了一种改进的混合字典压缩算法 HL Z(Hybrid L Z) .HL Z是基于 L Z78和 L Z77的一种混合算法 ,利用了 L Z78和 L Z77的互补特性 .在用 HL Z算法进行正文编码时 ,当发现已经到达字典中提供的词汇终点时 ,并不立刻进行编码 ,而是与滑动窗口相比较 ,若当前字符串在滑动窗口中的匹配长度尚不及它在字典中的匹配串的长度 ,则采用 L Z78输出 ,否则用 L Z77编码输出 .在还原输出编码时 ,HL Z算法建立了一个链结构 ,将字典中具有相同首字母的词条链接起来 ,大大减少了搜索字典中对应最长匹配串的时间 .实验结果表明 ,HL Z算法具有与 L Z78和 L Z77相似的计算复杂度和存储复杂度 ,但具有更好的全局与局部自适应性、更高的压缩效率 . 展开更多
关键词 lz77 LZ78 HLZ算法 数据无损压缩 自适应无损编码算法 字典压缩算法 匹配长度
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