Преобразование Барроуза-Уилера: различия между версиями

Для того чтобы использовать это свойство, Барроуз и Уилер предложили обрабатывать строку <math>\hat{s} \;</math> с использованием кодирования по модели «движение к началу» (move-to-front) [ ] (процедура mtf). mtf кодирует каждый символ количеством различных символов, встретившихся после предыдущего вхождения этого же символа. Для этого mtf ведет список символов, упорядоченный по давности вхождения; когда встречается следующий символ, алгоритм выводит его текущий ранг и перемещает его в начало списка. Заметим, что mtf вычисляет строку, имеющую ту же длину, что и <math>\hat{s} \;</math> и в случае, если <math>\hat{s} \;</math> является локально гомогенной, строка <math>mtf(\hat{s}) \;</math> будет в основном состоять из целых числе малой величины. ''[Если s – текст на английском языке, <math>mtf(\hat{s}) \;</math> обычно содержит более 50% нулей.]''  

Барроуз и Уилер были заинтересованы главным образом в разработке алгоритма с высокой практической эффективностью. И в самом деле, их простая версия превосходила (по критерию коэффициента сжатия) инструмент gzip, бывший в то время стандартом сжатия бех потерь. Через несколько лет после публикации bwt в работах [9, 12] было показано, что коэффициент сжатия алгоритма Барроуза-Уилера может быть ограничен в терминах эмпирической энтропии k-го порядка входной строки для любого <math>k \ge 0 \;</math>. К примеру, Каплан и др. [9] показали, что для любой входной строки s и вещественного числа <math>\mu > 1 \;</math> длина сжатой строки ограничена <math>\mu \; n \; H_k (s) + n \; log(\zeta (\mu)) + \mu \; g_k + O(log \; n)</math> бит, где <math>\zeta (\mu) \;</math> – стандартная дзета-функция, а <math>g_k \;</math> – функция, зависящая только от k и от размера <math>\Sigma \;</math>. Эта граница ''поточечно'' верна для любой строки s, ''одновременно'' для любых <math>k \ge O \;</math> и <math>\mu > 1 \;</math>; и это весьма примечательно, поскольку ни для одного другого алгоритма сжатия аналогичные границы не были доказаны. Теоретическое изучение эффективности алгоритмов сжатия на базе преобразования bwt в настоящее время является областью активных исследований. Дополнительную информацию см. в списке рекомендованной литературы.

После выхода основополагающей работы Барроуза и Уилера многие исследователи предложили собственные алгоритмы сжатия на базе bwt (см. [4, 5] и ссылки в этих статьях). Особенно интересны в практическом плане результаты работы [6], демонстрирующие, что преобразование bwt может быть использовано для разработки «[[Усиление_степени_сжатия_текста|усилителей сжатия]]» (или механизмов повышения степени сжатия), которые служат инструментов повышения эффективности других алгоритмов сжатия вполне определенным и измеримым образом.

Страница «Усиление алгоритмов сжатия» (Compression Boosting, http://www.mfn. unipmn.it/~manzini/boosting) содержит исходный код алгоритмов, протестированных в [ ]. «Облегченный» код для вычисления преобразования bwt и его обращения (без сжатия) доступен по адресу http://www.mfn.unipmn.it/~manzini/lightweight. Код bzip2 доступен по адресу http://www.bzip.org.