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Was ist Lauflängenkodierung?

Ein verlustfreies Kompressionsverfahren, das Daten verkleinert, indem es jeden Abschnitt mit demselben Wert (einen Run) durch ein Paar aus diesem Wert und der Länge des Abschnitts ersetzt. Die Schwarz-Weiß-Pixelfolge 0000000011110000 lässt sich zum Beispiel als „8-mal 0, 4-mal 1, 4-mal 0“ schreiben. Es wirkt gut bei Daten, in denen sich derselbe Wert lange fortsetzt, etwa Zeichnungen mit viel weißem Hintergrund, Faxbildern und Bildern mit großen einfarbigen Flächen. Bei Daten, deren Werte sich fein ändern, werden die Runs kurz, und das Ergebnis kann sogar größer werden. Auch RLE (Run-Length Encoding) genannt.

Japanische Bezeichnung: ランレングス符号化

„Lauflängenkodierung“ kommt in 2 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Grundlagen der Informationstheorie und Kodierung.

Fachgebiet: Grundlagen der Informationstheorie und Kodierung

Jetzt üben: Fragen zu Lauflängenkodierung

Die 40 Zeichen lange Zeichenkette AAAAAAAAAAAABBBBCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCDDDD (12-mal A, 4-mal B, 20-mal C, 4-mal D) wird mit einer Lauflängenkodierung komprimiert, die jede Folge gleicher Zeichen als Paar „Zeichen (1 Byte) und Anzahl (1 Byte)“ darstellt. Die ursprüngliche Zeichenkette belegt 1 Byte pro Zeichen, und die Kompressionsrate sei „Größe nach der Kompression ÷ Größe vor der Kompression“. Wie groß ist die Kompressionsrate?

  1. A10 %
  2. B20 %
  3. C80 %
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: B. 20 %

Es gibt 4 Folgen gleicher Zeichen (Runs), A, B, C und D, also ist das Ergebnis 4 × 2 = 8 Byte groß. Vor der Kompression sind es 40 Byte, die Kompressionsrate beträgt also 8 ÷ 40 = 0,2, das heißt 20 %. Die Lauflängenkodierung verkleinert Daten umso stärker, je länger sich derselbe Wert fortsetzt.

Bei welchen Daten lässt sich die Größe durch Lauflängenkodierung am ehesten stark verringern?

  1. AEine Zeichnung mit schwarzen Linien auf weißem Hintergrund, als Bild mit den 2 Werten Weiß und Schwarz dargestellt
  2. BEin Bild wie ein Foto, bei dem sich die Werte benachbarter Pixel fein ändern
  3. CVerschlüsselte Daten, in denen 0 und 1 zufällig angeordnet erscheinen
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. Eine Zeichnung mit schwarzen Linien auf weißem Hintergrund, als Bild mit den 2 Werten Weiß und Schwarz dargestellt

Die Lauflängenkodierung stellt die Länge von Folgen gleicher Werte (Runs) als Zahl dar; je länger derselbe Wert anhält, desto kleiner werden die Daten. Bei einer Schwarz-Weiß-Zeichnung mit viel weißem Hintergrund setzen sich weiße Pixel lange fort, sodass die Wirkung groß ist; auch die Kodierung von Faxen nutzt diesen Gedanken. Bei Daten, deren Werte sich fein ändern, werden die Runs kurz, und die Daten können sogar größer werden.

„Lauflängenkodierung“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Lauflängenkodierung“ (2)

  1. Die 40 Zeichen lange Zeichenkette AAAAAAAAAAAABBBBCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCDDDD (12-mal A, 4-mal B, 20-mal C, 4-mal D) wird mit einer Lauflängenkodierung komprimiert, die jede Folge gleicher Zeichen als Paar „Zeichen (1 Byte) und Anzahl (1 Byte)“ darstellt. Die ursprüngliche Zeichenkette belegt 1 Byte pro Zeichen, und die Kompressionsrate sei „Größe nach der Kompression ÷ Größe vor der Kompression“. Wie groß ist die Kompressionsrate?
  2. Bei welchen Daten lässt sich die Größe durch Lauflängenkodierung am ehesten stark verringern?

Verwandte Begriffe

Binärer symmetrischer Kanal Hamming-Abstand Hamming-Code Huffman-Kodierung Informationsentropie Informationsgehalt Kraft-Ungleichung Mittlere Codewortlänge Paritätsbit Präfixcode

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