MINT lernen

Verfahren vergleichen

Lauflänge oder Huffman — gibt es das eine beste Kompressionsverfahren?

1

Zwei Ideen, zwei Stärken

Lauflänge nutzt Wiederholungen direkt hintereinander. Huffman nutzt ungleiche Häufigkeiten — egal, wo die Zeichen stehen.

  • Lauflänge:stark bei langen Läufen: Grafiken mit großen Flächen, Faxseiten.
  • Huffman:stark, wenn wenige Zeichen sehr häufig sind: Texte.
  • Gemischt:ohne Läufe und bei gleichen Häufigkeiten spart keines; Lauflänge wird sogar länger.
  • Verlustfrei:beide stellen das Original Bit für Bit wieder her.

Wähle Beispieldaten im Balken oder tippe eigene Großbuchstaben ein. Die drei Balken liegen übereinander auf derselben Skala — schalte zwischen „übereinander“ und „nebeneinander“ um und vergleiche.

Drei Codierungen im Vergleich

Halte fest: Lauflänge gewinnt bei langen Läufen, Huffman bei ungleichen Häufigkeiten. Stehen alle Zeichen gleich oft und bunt gemischt, spart keines der beiden.

2

Verfahren beurteilen

Ein fairer Vergleich betrachtet nicht nur die Bitzahl, sondern auch, was der Empfänger zusätzlich braucht.

  • Verhältnis:\(k\) für die konkreten Daten berechnen (7.1.3).
  • Zusatzdaten:Huffman braucht die Codetabelle; Lauflänge eine feste Bitbreite für die Anzahl.
  • Aufwand:Lauflänge: ein Durchlauf. Huffman: erst zählen, Baum bauen, dann codieren.
  • Praxis:PNG und ZIP kombinieren mehrere Verfahren, darunter Huffman.
  • Verlustbehaftet:JPEG und MP3 lassen Details weg — höhere Einsparung, aber kein exaktes Original.
Merke

Wahl des Verfahrens: Lauflänge bei langen Läufen, Huffman bei ungleichen Häufigkeiten — entscheidend sind immer die Daten.

3

Allgemeine Hinweise

Kein Verfahren gewinnt immer

Es gibt \(2^{n}\) Bitfolgen der Länge \(n\), aber weniger kürzere. Also muss jedes verlustfreie Verfahren manche Dateien verlängern.

Codetabelle mitdenken

Bei kurzen Texten ist die Huffman-Tabelle größer als die Einsparung. Aufgaben sagen, ob sie mitgezählt wird.

Erst die Daten ansehen

Gibt es lange Läufe? Sind die Häufigkeiten sehr ungleich? Diese zwei Fragen entscheiden meist schon vor dem Rechnen.

Videos