一种信息数据实现无损坍缩的方法

申请号 CN201610246369.X 申请日 2016-04-21 公开(公告)号 CN107306138A 公开(公告)日 2017-10-31
申请人 高明利; 发明人 高明利;
摘要 目前,全世界理论界对于“信息不守恒原理”还处于理论探索阶段,广泛使用的 无损压缩 算法 都不是建立在信息不守恒原理之上,没有很好的解决信息数据的存储和传输过程中遇到的技术问题。本 发明 则是率先基于“信息不守恒原理”,可实现:任意大于等于1KB的闭合域的字节型信息数据,只要给予足够的压缩时间,都可无损压缩为1KB以下信息数据的无损坍缩效果。
权利要求

1.一种信息数据实现无损坍缩的方法采用的技术方案:本发明将信息数据的坍缩过程划分为中、内、外三个层位阶段;中层阶段是:首先使用“多维二象霍夫曼编码”将被压缩的连续的“二进制逻辑波态”字节型信息数据非线性分形为霍夫曼编码表达的离散的“粒子态逻辑单量子”;然后基于不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”,将离散的“粒子态逻辑单量子”组合为离散的“粒子态逻辑多量子”;接着,基于离散的“粒子态逻辑多量子”之间的频度差,利用霍夫曼编码的统计压缩原理将离散的“粒子态逻辑多量子”改写为霍夫曼编码表达式,提取出其中的“信息冗余”的同时,并连写为连续的“二进制逻辑波态”字节型信息数据,此时获得的字节型信息数据就是中层阶段给出的压缩结果;内层阶段是:内层阶段是针对中层阶段中压缩过程产生的相对较大注释性前缀数据,利用质数的离散型和序号数的紧致性之间的差异,仍然基于字节型信息数据具有的“波粒二象性”,首先在前缀数据的末端逐个添加00-11四种比特串后缀(为的是打乱前缀数据的数据结构,以提取最优数据结构),使用“质因子分解模”将前缀数据分解为由多个质因子表达的由小到大四种连乘连写形式,然后判断四种中哪一种分解到的质因子的个数最多,然后将分解到的质因子的个数最多的后缀确定下来,再将确定了后缀的前缀数据分解到的最多的质因子划分为两部分,前半部分(前半部分的质因子个数和后半部分的质因子个数相等或少1)直接连乘为大合数,后半部分的质因子则要以第一部分最大质数的序号为0,统一降序后再连乘为大合数,接着将前后两半部分对应的合数(前半部分的对应合数小于后半部分)再连乘为更大的合数,再在更大合数的末端添加一个两位数值(0-99),用该数值来表达解压时更大合数分解为两小合数的分解过程中选择的“距离层级数”,此时获得的字节型信息数据就是内层阶段的第一次压缩结果;最后将内层阶段的第一次压缩结果作为被压缩数据,循环执行内层阶段的压缩全过程,获得内层阶段的第二次压缩结果,以此类推,直至将相对较大注释性前缀数据压缩为小于等于100B的数据,此时实现了内层阶段的压缩全过程;外层阶段是:将中层和内层阶段的压缩结果连写后的信息数据作为被压缩对象,循环执行中层和内层阶段的压缩过程,最终可实现:任意大于等于1KB的闭合域字节型信息数据,只要给予足够的压缩时间,都可被无损坍缩为1KB以下的比特型信息数据。
2.根据权利要求1,“多维二象霍夫曼编码”技术特征:将霍夫曼编码视作字节型信息数据的非线性分形编码时,由于使用的闭合域霍夫曼编码的个数就是非线性分形编码的在分数维度上的分母数,并且分母数大于2,所以非线性分形是一种多维分形;又由于闭合域霍夫曼编码包含的0和1比特的个数存在不相等的情形,这种不相等的性质直接影响非线性分形效果,所以使用霍夫曼编码非线性分形被压缩的字节型信息数据之前,需要判断被压缩的字节型信息数据中包含的0和1比特的个数;0比特的个数大于等于1比特的个数,则使用0比特大于等于1比特的个数的霍夫曼编码,该霍夫曼编码被定义为第一象霍夫曼编码;被压缩的字节型信息数据中0比特的个数小于1比特的个数,则使用0比特小于1比特的个数的霍夫曼编码,该霍夫曼编码被定义为第二象霍夫曼编码;第一象和第二象霍夫曼编码合称为多维二象霍夫曼编码。
3.根据权利要求1,基于不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”,将离散的“粒子态逻辑单量子”组合为离散的“粒子态逻辑多量子”的技术特征:不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”指的是不定域“粒子态逻辑单量子”两两组合时,组合的前提是概率最大的“粒子态逻辑双量子”优先执行组合;由于不定域“粒子态逻辑单量子”自身之间存在不等码长造成的概率上的频度差,再加上组合“前提”对组合动作起到的“激化”作用,迫使不定域“粒子态逻辑单量子”之间出现相互干扰、挤压的现象,这种相互干扰、挤压的现象就是不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”;在执行第一次非线性组合后,第一次非线性分形结果中会出现不定域“粒子态逻辑单量子”和不定域“粒子态逻辑双量子”共同存在的现象,此时需要将不定域“粒子态逻辑单量子”组合于相邻的频度值相对较低的不定域“粒子态逻辑双量子”,最终将所有的离散的不定域“粒子态逻辑单量子”组合为离散的不定域“粒子态逻辑双量子”和不定域“粒子态逻辑三量子”。
4.根据权利要求1,更大合数分解为两小合数的分解过程中选择的“距离层级数”的技术特征:更大合数分解为两小合数的分解过程中,首先分解出来的是距离最近(0级)的两个小合数;如果分解到的两个小合数不符合要求,则再重新将更大合数分解为距离次近(1级)的两小合数;以此类推,直至将更大合数分解为符合分解要求两小合数,其中距离最近、距离次近、距离第三、……,直至距离最大所形成的量化值用层级数表示后,即可生成“距离层级数”系列值(0级-99级);由于两小合数的质因子个数的最大的差额为1,两小合数之间的距离也不会太远,公因子也不多,所以使用0级-99级足够表达两小合数之间的“距离层级数”。

说明书全文

一种信息数据实现无损坍缩的方法

一、技术领域

[0001] 一种信息数据实现无损坍缩的方法属于信息数据无损压缩技术领域。二、背景技术
[0002] 目前广泛使用的无损压缩算法有:Shannon-Fano编码、Huffman编码、游程(Run-length)编码、LZW(Lempel-Ziv-Welch)编码和算术编码等,由于这些算法或编码不是建立在信息不守恒原理之上,无法实现循环压缩,压缩比受到了极大限制,没有很好的解决信息数据的存储和传输过程中遇到的技术问题。
[0003] 本发明将坍缩过程划分为内、中、外三个层位阶段。中层阶段是基于字节型信息数据具有的“波粒二象性”,首先针对大于等于1KB的字节型信息数据,使用霍夫曼解码原理将“二进制逻辑波态”信息数据非线性分形为霍夫曼编码表达的“粒子态逻辑单量子”的“多维二像霍夫曼编码”,然后利用“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”,使用霍夫曼编码原理将被压缩的信息数据之中的信息冗余提取出来的同时,反过来将“粒子态逻辑多量子”信息数据表达为“二进制逻辑波态”信息数据,此时实现了中层阶段的压缩过程;内层阶段是针对中层阶段中压缩过程产生的相对较大注释性前缀数据,利用质数的离散型和序号数的紧致性之间的差异性,仍然基于字节型信息数据具有的“波粒二象性”,循环将相对较大前缀数据压缩为小于等于100B的数据,此时实现了内层阶段的压缩过程;外层阶段是将中层和内层阶段的压缩结果作为被压缩对象,循环执行中层和内层阶段的压缩过程,最终可实现:任意大于等于1KB的闭合域的字节型信息数据,只要给予足够的压缩时间,都可被无损坍缩为1KB以下的字节型信息数据。
[0004] 目前,全世界理论界对于“信息不守恒原理”还处于理论探索阶段,经查询还没有与本发明相同或相似的技术出现。反过来证明了“信息不守恒原理”的本发明一旦付诸实施,即可使得信息技术领域发生一场革命性跨越,并可将互联网改造为“虫洞网”,中国可一举超越美国成为信息和互联网技术领域的“领头羊”。并且此发明中涉及到的“质因子分解模”可破解互联网中使用的最基本的RSA加密算法,“质因子分解模块”使用的“非确定性层位逻辑”算法又可证明排列在第一位的世界性数学难题:NP=P!。随之,本发明也可作为中国的“第五大发明”奉献给全世界,将全世界的信息技术推向发展“快车道”,全世界都可分享此技术带来的“中国红利”的同时,都可共享未来由“信息不守恒原理”支撑起来的互联网即时互动时代。三、发明内容
[0005] 1、一种信息数据实现无损坍缩的方法采用的技术方案:本发明将信息数据的坍缩过程划分为中、内、外三个层位阶段;中层阶段是:首先使用“多维二象霍夫曼编码”将被压缩的连续的“二进制逻辑波态”字节型信息数据非线性分形为霍夫曼编码表达的离散的“粒子态逻辑单量子”;然后基于不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”,将离散的“粒子态逻辑单量子”组合为离散的“粒子态逻辑多量子”;接着,基于离散的“粒子态逻辑多量子”之间的频度差,利用霍夫曼编码的统计压缩原理将离散的“粒子态逻辑多量子”改写为霍夫曼编码表达式,提取出其中的“信息冗余”的同时,并连写为连续的“二进制逻辑波态”字节型信息数据,此时获得的字节型信息数据就是中层阶段给出的压缩结果;内层阶段是:内层阶段是针对中层阶段中压缩过程产生的相对较大注释性前缀数据,利用质数的离散型和序号数的紧致性之间的差异,仍然基于字节型信息数据具有的“波粒二象性”,首先在前缀数据的末端逐个添加00-11四种比特串后缀(为的是打乱前缀数据的数据结构,以提取最优数据结构),使用“质因子分解模块”将前缀数据分解为由多个质因子表达的由小到大四种连乘连写形式,然后判断四种中哪一种分解到的质因子的个数最多,然后将分解到的质因子的个数最多的后缀确定下来,再将确定了后缀的前缀数据分解到的最多的质因子划分为两部分,前半部分(前半部分的质因子个数和后半部分的质因子个数相等或少1)直接连乘为大合数,后半部分的质因子则要以第一部分最大质数的序号为0,统一降序后再连乘为大合数,接着将前后两半部分对应的合数(前半部分的对应合数小于后半部分)再连乘为更大的合数,再在更大合数的末端添加一个两位数值(0-99),用该数值来表达解压时更大合数分解为两小合数的分解过程中选择的“距离层级数”,此时获得的字节型信息数据就是内层阶段的第一次压缩结果;最后将内层阶段的第一次压缩结果作为被压缩数据,循环执行内层阶段的压缩全过程,获得内层阶段的第二次压缩结果,以此类推,直至将相对较大注释性前缀数据压缩为小于等于100B的数据,此时实现了内层阶段的压缩全过程;外层阶段是:将中层和内层阶段的压缩结果连写后的信息数据作为被压缩对象,循环执行中层和内层阶段的压缩过程,最终可实现:任意大于等于1KB的闭合域字节型信息数据,只要给予足够的压缩时间,都可被无损坍缩为1KB以下的比特型信息数据。
[0006] 2、其中,“多维二象霍夫曼编码”技术特征:将霍夫曼编码视作字节型信息数据的非线性分形编码时,由于使用的闭合域霍夫曼编码的个数就是非线性分形编码的在分数维度上的分母数,并且分母数大于2,所以非线性分形是一种多维分形;又由于闭合域霍夫曼编码包含的0和1比特的个数存在不相等的情形,这种不相等的性质直接影响非线性分形效果,所以使用霍夫曼编码非线性分形被压缩的字节型信息数据之前,需要判断被压缩的字节型信息数据中包含的0和1比特的个数;0比特的个数大于等于1比特的个数,则使用0比特大于等于1比特的个数的霍夫曼编码,该霍夫曼编码被定义为第一象霍夫曼编码;被压缩的字节型信息数据中0比特的个数小于1比特的个数,则使用0比特小于1比特的个数的霍夫曼编码,该霍夫曼编码被定义为第二象霍夫曼编码;第一象和第二象霍夫曼编码合称为多维二象霍夫曼编码。
[0007] 3、其中,基于不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”,将离散的“粒子态逻辑单量子”组合为离散的“粒子态逻辑多量子”的技术特征:不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”指的是不定域“粒子态逻辑单量子”两两组合时,组合的前提是概率最大的“粒子态逻辑双量子”优先执行组合;由于不定域“粒子态逻辑单量子”自身之间存在不等码长造成的概率上的频度差,再加上组合“前提”对组合动作起到的“激化”作用,迫使不定域“粒子态逻辑单量子”之间出现相互干扰、挤压的现象,这种相互干扰、挤压的现象就是不定域“粒子态逻辑单量子”之间的“非线性相干效应”;在执行第一次非线性组合后,第一次非线性分形结果中会出现不定域“粒子态逻辑单量子”和不定域“粒子态逻辑双量子”共同存在的现象,此时需要将不定域“粒子态逻辑单量子”组合于相邻的频度值相对较低的不定域“粒子态逻辑双量子”,最终将所有的离散的不定域“粒子态逻辑单量子”组合为离散的不定域“粒子态逻辑双量子”和不定域“粒子态逻辑三量子”。
[0008] 4、其中,更大合数分解为两小合数的分解过程中选择的“距离层级数”的技术特征:更大合数分解为两小合数的分解过程中,首先分解出来的是距离最近(0级)的两个小合数;如果分解到的两个小合数不符合要求,则再重新将更大合数分解为距离次近(1级)的两小合数;以此类推,直至将更大合数分解为符合分解要求两小合数,其中距离最近、距离次近、距离第三、……,直至距离最大所形成的量化值用层级数表示后,即可生成“距离层级数”系列值(0级-99级);由于两小合数的质因子个数的最大的差额为1,两小合数之间的距离也不会太远,公因子也不多,所以使用0级-99级足够表达两小合数之间的“距离层级数”。四、具体实施方式
[0009] 1、利用本发明开发能够用事实证明“信息不守恒原理”、任意大于等于1KB的闭合域字节型信息数据实现无损循环压缩为1KB以下的字节型信息数据的一种针对信息数据的程序性无损坍缩工具。
[0010] 2、利用本发明开发一种针对信息数据的无损坍缩物理芯片或专用处理器。
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