> rice | adaptiv | komprimering <

// Rice-koding – Adaptiv heltallskompresjon med justerbar parameter

0 tegn
0 tegn

>> funksjoner

[ADAPTIV]

Justerbar parameter

Juster k for å optimalisere ulike datafordelinger.

[EFFEKTIV]

Geometriske data

Optimalt for data med geometrisk eller eksponentiell fordeling.

[ENKEL]

Rask koding

Enkle divisjons- og restoperasjoner for høy ytelse.

>> teknisk info

Hvordan Rice-koding fungerer:

Rice-koding deler hvert heltall n på 2^k for å få kvotient q og rest r. Kvotienten kodes unært (q ére etterfulgt av en null), og resten kodes i k binærbiter. Dette gir en variabel lengdekode som tilpasser seg datafordelingen via k-parameteren.

Rice-kodingseksempel (k=2):

k=2, M=2^2=4

0 → q=0, r=0 → 0|00 → 000
1 → q=0, r=1 → 0|01 → 001
2 → q=0, r=2 → 0|10 → 010
3 → q=0, r=3 → 0|11 → 011
4 → q=1, r=0 → 10|00 → 1000
5 → q=1, r=1 → 10|01 → 1001
6 → q=1, r=2 → 10|10 → 1010
7 → q=1, r=3 → 10|11 → 1011
8 → q=2, r=0 → 110|00 → 11000

Større k: færre unære biter, flere binærbiter
Mindre k: flere unære biter, færre binærbiter

Hvorfor bruke Rice-koding?:

  • ▸Tilpasser seg datafordelingen
  • ▸Enkel å implementere
  • ▸Rask koding og dekoding
  • ▸God for sensordata
  • ▸Effektiv for små heltall

>> ofte stilte spørsmål

Hva er Rice-koding?

Rice-koding er en entropikoding med variabel lengde som er spesielt effektiv for geometriske fordelinger. Det er et spesialtilfelle av Golomb-koding der divisor M er begrenset til potenser av 2 (M = 2^k), noe som gir raske implementasjoner med bitoperasjoner.

Hvordan velger jeg k-parameteren?

Den optimale k-verdien avhenger av datafordelingen. For data med gjennomsnitt μ gjelder omtrent k ≈ log₂(μ × ln(2)). Små k (0–2) fungerer godt for veldig små tall, mens større k (4–8) er bedre for data med større verdier. Bruk analysefunksjonen for å finne optimal k for dine data.

Rice vs Golomb-koding?

Rice-koding er en undergruppe av Golomb-koding der M = 2^k. Denne begrensningen gjør Rice raskere (bit-skift i stedet for divisjon), men noen ganger litt mindre optimal. Golomb kan velge vilkårlige M-verdier for bedre kompresjon, mens Rice bytter bort litt effektivitet for hastighet.

Hvor brukes Rice-koding?

Rice-koding brukes mye i tapsfri lydkompresjon (FLAC, ALAC), bildekompresjon (JPEG-LS) og sensordata med geometriske fordelinger. Det er spesielt effektivt for små ikke-negative heltall med eksponentielt avtagende sannsynlighet.

// Gjennomregnet eksempel

nqrk=2
0000000
1001001
2010010
3011011
41001000
51011001
61101010
71111011
820011000

// Kodeeksempler

Rice code with parameter k  (Golomb code with M = 2^k)
  q = n >> k            quotient, written as q ones followed by a zero
  r = n & (2^k - 1)     remainder, written as k plain bits
  code = unary(q) + r

k = 2, n = 9  ->  q = 2, r = 01  ->  110 01
Decode: count the leading 1s (q), skip the 0, read k bits (r), n = (q << k) | r
Choose k about log2(mean value): small values -> small k

>> Flere spørsmål

S: Hva er forskjellen på Rice-kode og Golomb-kode?

S: Rice-kode er et spesialtilfelle av Golomb-kode der parameteren M er en tipotens (M = 2^k). Bitskift og maske erstatter divisjonen, noe som er svært raskt.

S: Hvordan velger man parameteren k?

S: k bør være omtrent log2 av gjennomsnittet. For liten k gir lange unære følger, for stor k sløser bit på resten. Kodeker som FLAC velger k per blokk.

S: Hva egner Rice-kode seg til?

S: Ikke-negative heltall med geometrisk fordeling, der små verdier er langt vanligere. Typisk prediksjonsrester i tapsfri lyd (FLAC) og bilder (JPEG-LS).