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// 算術符号化 - エントロピー限界に近づく分数ビット符号化
ほぼ最適
圧縮効率のために理論上のエントロピー限界にきわめて近づきます。
分数ビット
確率に基づいて、記号を分数ビットで符号化します。
ストリーミング
データが到着するのに合わせて逐次エンコード／デコードできます。
>> 技術情報
算術符号化の仕組み:
算術符号化では、メッセージ全体を区間 [0,1) 内の 1 つの数として表現します。各記号は、その確率に応じてこの区間を狭めます。最終的な区間を 2 進分数として符号化することで、エントロピー限界に非常に近い圧縮を実現します。
エンコード手順:
テキスト: "AAB" 確率: A=0.67, B=0.33 1. 開始: [0, 1) 2. 'A': [0, 0.67) 3. 'A': [0, 0.45) 4. 'B': [0.30, 0.45) 出力: [0.30, 0.45) の任意の数 2 進数: 0.010011...
算術符号化を使う理由:
- >高い圧縮率
- >エントロピー限界に近づく性能
- >任意の確率分布に対応
- >JPEG2000 や H.264 などで利用
- >特許切れ（2024 年）
>> よくある質問
算術符号化とは何ですか？
算術符号化は、記号列を 1 つの分数値に変換するエントロピー符号化の一種です。整数ビットだけを使うハフマン符号化とは異なり、算術符号化では 1 記号あたり分数ビットを使用できます.
なぜハフマン符号より優れているのですか？
算術符号化は、圧縮率をエントロピー限界に任意に近づけることができますが、ハフマン符号化は 1 記号あたり整数ビットに制限されます。確率分布が偏っている場合、算術符号化の方が大幅に有利になります。
精度パラメータとは何ですか？
精度は内部計算に使用するビット数を制御します。精度を高くするとより長いメッセージを符号化できますが、その分メモリも多く必要です。短いテキストには通常 16 ビットで十分です。
算術符号化はどこで使われていますか？
算術符号化は、H.264/H.265 ビデオ、JPEG2000 画像、ZIP の DEFLATE64 モードなどの最新の圧縮規格で使用されています。かつては特許で制限されていましたが、主要な特許はすでに失効しています。