请问什么是算术编码
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发布时间：2022-04-20 15:56
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时间：2023-12-06 02:39
上面对算术编码的解释进行了一些简化。尤其是，这种写法看起来好像算术编码首先使用无限精度精度的数值计算总体上表示最后节点的分数，然后在编码结束的时候将这个分数转换成最终的形式。许多算术编码器使用优先精度的数值计算，而不是尽量去模拟无限精度，因为它们知道解码器能够匹配、并且将所计算的分数在那个精度四舍五入到对应值。一个例子能够说明一个模型要将间隔[0,1]分成三份并且使用8位的精度来实现。注意既然精度已经知道，我们能用的二进制数值的范围也已经知道。
一个称为再归一化的过程使有限精度不再是能够编码的字符数目的*。当范围减小到范围内的所有数值共享特定的数字时，那些数字就送到输出数据中。尽管计算机能够处理许多位数的精度，编码所用位数少于它们的精度，这样现存的数据进行左移，在右面添加新的数据位以尽量扩展能用的数据范围。注意这样的结果出现在前面三个例子中的两个里面。 许多算术编码所用的不同方法受美国专利的保护。其中一些专利对于实现一些国际标准中定义的算术编码算法是很关键的。在这种情况下，这些专利通常按照一种合理和非歧视（RAND）授权协议使用（至少是作为标准委员会的一种策略）。在一些著名的案例中（包括一些涉及 IBM的专利）这些授权是免费的，而在另外一些案例中，则收取一定的授权费用。RAND条款的授权协议不一定能够满足所有打算使用这项技术的用户，因为对于一个打算生产拥有所有权软件的公司来说这项费用是“合理的”，而对于自由软件和开源软件项目来说它是不合理的。
在算术编码领域做了很多开创性工作并拥有很多专利的一个著名公司是IBM。一些分析人士感到那种认为没有一种实用并且有效的算术编码能够在不触犯IBM和其它公司拥有的专利条件下实现只是数据压缩界中的一种持续的urban legend（尤其是当看到有效的算术编码已经使用了很长时间最初的专利开始到期）。然而，由于专利法没有提供“明确界线”测试所以一种威慑心理总让人担忧法庭将会找到触犯专利的特殊应用，并且随着对于专利范围的详细审查将会发现一个不好的裁决将带来很大的损失，这些技术的专利保护然而对它们的应用产生了一种阻止的效果。至少一种重要的压缩软件bzip2，出于对于专利状况的担心，故意停止了算术编码的使用而转向Huffman编码。
关于算术编码的美国专利列在下面。
Patent 4,122,440 — (IBM) 提交日期 March 4, 1977, 批准日期 Oct 24, 1978 （现在已经到期）
Patent 4,286,256 — (IBM) 批准日期 Aug 25, 1981 （大概已经到期）
Patent 4,467,317 — (IBM) 批准日期 Aug 21, 1984 （大概已经到期）
Patent 4,652,856 — (IBM) 批准日期 Feb 4, 1986 （大概已经到期）
Patent 4,891,643 — (IBM) 提交时间 1986/09/15, 批准日期 1990/01/02
Patent 4,905,297 — (IBM) 批准日期 Feb 27, 1990
Patent 4,933,883 — (IBM) 批准日期 Jun 12, 1990
Patent 4,935,882 — (IBM) 批准日期 Jun 19, 1990
Patent 4,989,000 — (???) 提交时间 1989/06/19, 批准日期 1991/01/29
Patent 5,099,440
Patent 5,272,478 — (Ricoh)
注意：这个列表没有囊括所有的专利。关于更多的专利信息请参见后面的链接。
算术编码的专利可能在其它国家司法领域存在，参见软件专利中关于软件在世界各地专利性的讨论。
