“魔術師”Jacob Ziv–數據壓縮領域的重要奠基人
在魔術界有哈利·胡迪尼(被稱為史上最偉大魔術師,很多魔術沿用至今),而在數據壓縮領域則有傑可布·立夫(Jacob Ziv)。90高齡的以色列科學家Jacob Ziv因其“對信息論和數據壓縮技術的重要貢獻和傑出研究領導地位”獲得本年度的IEEE榮譽勳章。近日IEEE發文回顧了這位大師對數據壓縮領域的重大貢獻。
無損壓縮有點類似於魔術。或許對於很多人來說,有損壓縮更容易理解。有損壓縮在日常生活中比較常見,例如將音樂轉換為MP3 格式,將一張數碼照片轉換成為標準的JPEG 文件。這些有損壓縮通常是砍掉我們不太關注的信息,從而減少文件容量。
但是無損壓縮卻並非如此。雖然壓縮之後這些字節信息確實消失了,從而能夠大大減少數據文件的容量,使其更容易存儲和傳輸。但重要的區別在於,這些字節信息可以通過指令重新出現。這就像魔術師表演中的兔子一樣,在揮動魔杖時從帽子裡消失,然後又重新出現。
1977 年,Ziv 和亞伯拉罕·倫佩爾(Abraham Lempel)發表了數據無損壓縮的奠基論文。他們在IEEE Transactions on Information Theory 上發表了一篇名為《A Universal Algorithm for Sequential Data Compression》的論文。論文中描述的算法後來被稱為LZ77,以作者名稱命名,後者數字是年份。LZ77 雖不是第一個無損壓縮算法,但它是第一個可以在單一步驟中發揮其魔力的算法,也被認為是“壓縮算法的開山之作”。
第2 年,這兩位研究人員發布了改進版LZ78。該算法成為80年代初使用的Unix壓縮程序的基礎;90年代初誕生的WinZip和Gzip;以及GIF和TIFF圖像格式。如果沒有這些算法,我們很可能會用光盤郵寄大型數據文件,而不是在互聯網上點擊發送,用CD購買音樂,而不是用流媒體購買,看Facebook的feeds也不會有跳動的動畫圖像。
二人脫離了Huffman 及算術編碼的設計思路,創造出了一系列比Huffman 編碼更有效,比算術編碼更快捷的通用壓縮算法。這兩個算法是大多數LZ 算法變體(如LZW、LZSS 以及其它一些壓縮算法)的基礎。
Jacob Ziv 1931 年出生於以色列,1955 年成為以色列國防部科學部門的高級研究工程師,主要從事通信系統的研發。1962 年,他在MIT 獲得電子工程博士學位,並於1968 年加入貝爾實驗室,1970 年回到以色列理工學院。自1970 年以來,Jacob Ziv 一直擔任以色列理工學院的電氣工程教授、電氣工程學院院長等職務。他的研究興趣包括數據壓縮、信息論和統計通信理論。
以上圖片均來自於IEEE