LZW

LZW编码

(A)下面给出GIF-LZW编码的编码过程。它的示意代码如下所示：

//初始化字串表

InitializeStringTable();

//输出LZW_CLEAR

WriteCode(LZW_CLEAR);

//初始化保留字串Ω为空

Ω=NULL；

//对输入的每个字符循环操作

For each character in the input stream

{//获取下一个字符串

   K=GetNextCharacter();

  //判断Ω+k是否在字串表中

  If Ω+k is in string table

{//将Ω赋值为Ω+k;

Ω=Ω+k;}

else

{//Ω+k不在字串表中

 //输出字符串Ω的编码

   WriteCode(CodeFormString(Ω));

 //将Ω添加到字串表中

 AddTabEntry(Ω);

//将Ω赋值为k

Ω=k；

}

}

//输出字符串Ω的编码

WriteCode(CodeFormString(Ω));

//输出结束标志

WriteCode(LZW_EOI);

 

通过一个示例说明上述编码过程。假设有一个长度为9的输入字符串：BBBCCBBAA，其编码过程如下：

首先，字串表初始化为：

表1

索引

值

0x000

0x000

0x001

0x000

0x002

0x000

0x003

0x000

……

……

0x041

0x041  (A)

0x042

0x041  (B)

0x043

0x041  (C)

0x044

0x041  (D)

……

……

0x0FE

0x0FE

0x0FF

0x0FF

0x100

LZW_CLEAR

0x101

LZW_EOI

 

按照上面的流程，首先应该输出LZW_CLEAR的编码（即LZW_CLEAR在字串表中的索引0x100），并初始化保留字符串Ω为空。

接着读出下一个字符“B”。因为Ω+B=B已经存在于字符串中，因此本步将不输出任何编码，而只是将Ω赋值为“B”。

接着读入下一个字符“B”。因为字串表中不存在字符串Ω+B=BB，因此输出Ω=B在字串表中的编码（索引）0x042，并将Ω赋值为新读入的字符“B”，同时现字串表尾部中添加一个字串“BB”，其索引为0x102。

接着读入第4个字符“C”。因为字串表中不存在字符串Ω+C=BBC，因此输出Ω=C在字串表中的编码（索引）0x102，并将Ω赋值为新读入的字符“C”，同时现字串表尾部中添加一个字串“BBC”，其索引为0x103。

接着读入第5个字符“C”。因为字串表中不存在字符串Ω+C=CC，因此输出Ω=C在字串表中的编码（索引）0x043，并将Ω赋值为新读入的字符“C”，同时现字串表尾部中添加一个字串“CC”，其索引为0x104。

接着读入第6个字符“B”。因为字串表中不存在字符串Ω+B=CB，因此输出Ω=C在字串表中的编码（索引）0x043，并将Ω赋值为新读入的字符“B”，同时现字串表尾部中添加一个字串“CB”，其索引为0x105。

接着读入第7个字符“B”。因为Ω+B=BB已经存在于字串表中，因此本步将不输出任何编码，而只是将Ω赋值为“BB”。

接着读入第8个字符“A”。因为字串表中不存在字符串Ω+A=BBA，因此输出Ω=BB在字串表中的编码（索引）0x102，并将Ω赋值为新读入的字符“A”，同时现字串表尾部中添加一个字串“BBA”，其索引为0x106。

接着读入第9个字符“A”。因为字串表中不存在字符串Ω+A=AA，因此输出Ω=A在字串表中的编码（索引）0x041，并将Ω赋值为新读入的字符“A”，同时现字串表尾部中添加一个字串“AA”，其索引为0x107。

现在输入字符串全部读完，直接输出Ω=A在字串表中的编码（索引）0x41。

然后在输出LZW_EOI的编码0x101，编码完成。下表列出上述完整的编码过程。

             表2

输入数据

输出结果

保留字符串值

添加的字串及其在字串表中的索引

 

0x100

Ω=NULL

 

B

 

Ω=B

 

B

0x042

Ω=B

0x102   BB

B

 

Ω=BB

 

C

0x102

Ω=C

0x103   BCB

C

0x043

Ω=C

0x104   CC

B

0x043

Ω=B

0x105   CB

B

 

Ω=BB

 

A

0x102

Ω=A

0x106  BBA

A

0x041

Ω=A

0x107  AA

 

0x041

 

 

 

0x101

 

 

 

(B) 下面给出GIF-LZW编码的解码过程，它的示意代码如下所示：

      //依次处理每个编码

While ((Code=GetNextCode())!=LZW_EOI)

{//判断是否是LZW_CLEAR

  If (Code ==LZW_CLEAR);

{//初始化字串表

 InitializeStringTable();

//获取下一个编码

Code=GetNextCode();

//判断是否是LZW_CLEAR

If (Code !=LZW_CLEAR);

{//输出编码对应的字符串

　　WriteString(StringFormCode(Code));

   //更新ＯldCode

OldCode=Code;

}

}

else

{//判断字串表中是否存在该Ｃode

   If (IsInTable(Code))

{//在字串表中

　　//输出编码对应的字符串

WriteString(StringFormCode(Code));

//添加字符串入字串表

AddStringToTable(StringFormCode(OldCode)+GetFirstChar(StringFormCode(Code)));

//更新OldCode

OldCode=Code;

}

Else

{//不在字串表中

//计算输出字符串

OutString=StringFormCode(OldCode)+GetFirstChar(StringFormCode(OldCode));

//输出字符串

WriteString(OutString);

//添加字符串入字串表

AddStringToTable(OutString);

//更新OldCode

OldCode=Code;

}

}

}

首先读取第一个编码Ｃode＝０x100,由于Code为LZW_CLEAR,因此要对字串表进行初始化。初始化结果如表１所示。接着在读取下一个编码Ｃode=0x042,它不等于LZW_CLEAR,因此输出该编码对应的字符串“Ｂ”，同时更新OldCode为Code(OldCode=0x042).

读取下一个（第３个）编码Code=0x102,由于该编码对应的字符串还没有生成（IsInTable(Code)返回Ｆalse）,需要先生成该字符串OutString:：等于OldCode对应的字符串（Ｂ）加上该字符串的第一个字符，因此Outstring=BB.输出该字符串，同时将该字符串ＢＢ添加到字符串中（其索引为０x102），更新OldCode为Code(OldCode=0x102)。

读取下一个（第４个）编码Code=0x043它不等于LZW_CLEAR,而且字串表存在该索引，因此输出该编码对应的字符串“Ｃ”然后将OldCode对应的字符串（ＢＢ）加上该字符串第一个字符（Ｃ）添加到字串表中（字符串ＢＢＣ，其索引为０x103）,同时更新OldCode为Code(OldCode=0x043)。

读取下一个（第5个）编码Code=0x043它不等于LZW_CLEAR,而且字串表存在该索引，因此输出该编码对应的字符串“Ｃ”然后将OldCode对应的字符串（C）加上该字符串第一个字符（Ｃ）添加到字串表中（字符串CC，其索引为０x104）,同时更新OldCode为Code(OldCode=0x043)。

读取下一个（第6个）编码Code=0x012它不等于LZW_CLEAR,而且字串表存在该索引，因此输出该编码对应的字符串“BB”然后将OldCode对应的字符串（C）加上该字符串第一个字符（B）添加到字串表中（字符串ＣB，其索引为０x105）,同时更新OldCode为Code(OldCode=0x102)。

读取下一个（第7个）编码Code=0x041它不等于LZW_CLEAR,而且字串表存在该索引，因此输出该编码对应的字符串“A”然后将OldCode对应的字符串（ＢＢ）加上该字符串第一个字符（A）添加到字串表中（字符串ＢＢＣ，其索引为０x106）,同时更新OldCode为Code(OldCode=0x041)。

读取下一个（第8个）编码Code=0x041它不等于LZW_CLEAR,而且字串表存在该索引，因此输出该编码对应的字符串“A”然后将OldCode对应的字符串（A）加上该字符串第一个字符（A）添加到字串表中（字符串AA，其索引为０x107）,同时更新OldCode为Code(OldCode=0x041)。

读取最后一个（第９个）编码Code=0x101,它等于LZW_EOI,表明数据已经完全解码，结束循环。其解码过程如下：

表３

输入数据

输出数据

保留编码值

添加的字串及其在字串表中的索引

0x100

 

 

 

0x042

B

OldCode=0x041

 

0x102

BB

OldCode=0x102

0x102   BB

0x043

C

OldCode=0x043

0x103   BBC

0x043

C

OldCode=0x043

0x104   CC

0x102

BB

OldCode=0x102

0x105   CB

0x041

A

OldCode=0x041

0x106   BBA

0x041

A

OldCode=0x041

0x107   AA

0x101