데이터 압축(Data Compression)

• 개요

  데이터 통신에서는 지속의 데이터를 고속의 회선을 전송 매체로 하여 전송할 때 회선을 효율적으로 사용하기 위해 다중화기 또는 집중기 등과 같은 전송 장비를 사용하지만, 이보다 더 근본적으로는 데이터를 압축해 보냄으로써 전송 효율을 높일 수 있음

  • 데이터 압축
    • 데이터 압축은 크게 무손실 압축과 손실 압축으로 구분
    • 무손실 압축이란 압축 후 원래의 데이터로 전부 복원되는 방식으로, 허프만 부호화, Run Length 부호화 등이 이에 속함
    • 손실압축은 압축 후 원래의 데이터를 복원시 손실이 발생되는 방식으로 DCT, DM, ADM, ADPCM, DPCM 등이 이에 속함

     

• 허프만 부호(Huffman Coding)
  • 허프만 부호화는 문자의 사용 빈도에 따라 가변 길이를 적용하는 방식
  • 가장 사용 빈도가 높은 문자는 가장 짧은 코드로 표현하고, 가장 사용 빈도가 적은 문자는 가장 긴 코드로 표현하는 방식
  • 예를 들어 문자 A, B, C, D가 전체 문자 구성 요소일 경우, 이 중 전송 트래픽에 A가 50%, B가 25%, C가 15%, D가 10% 발생한다고 하면, 데이터 전송 시 4가지 경우 2진수 00,01,10,11로 표현되며, 문자당 평균 비트 수는 각각 2 비트씩 2 * 0.5 + 2 * 0.25 + 2 * 0.15 + 2 * 0.1 = 2, 즉 2비트가 평균 비트가 됨
  • 불균형 문자 분포를 이용하는 허프만 코드로 표현하면, 가장 사용 빈도가 높은 A에 한 비트 '0'을 배정하고, 그 다음 B에 '10', C에 '110', D에 '111'을 배정하면 문자당 평균 비트 수는 1 * 0.5 + 2 * 0.25 + 3 * 0.15 + 3 * 0.1 = 1.75, 즉 평균 문자당 비트수는 1.75 비트가 되어 전송 효율이 높아짐

       

• Run Length 부호화
  • 허프만 부호화는 문자의 사용 빈도를 미리 알아야 효율적인 압축이 가능하지만, 그래픽이나 2진 데이터 파일 등 많은 경우는 이에 해당하지 않음
  • Run Length 부호화는 전송하는 압축 기법으로, 이 압축 기법은 동일한 비트가 길게 자주 발생하는 비트 열의 경우에 효과적