近日，电气与电子工程师协会（IEEE）宣布授予IEEE终身院士JacobZiv2021年IEEE荣誉勋章。这位90多岁的前辈是一位以色列科学家，他开发了通用的无损压缩算法Lempel-Ziv，为后来的GIF、PNG和ZIP文件的开发打下了坚实的基础。一、无损压缩算法发展史20世纪70年代，随着互联网和PC时代的到来，如何在内存空间有限的设备上节省更多的空间，减少带宽占用，让文件可以存储在更低的网络上实现带宽下更快的传输成为当时IT行业急需解决的重大问题。正因为如此，数据压缩技术才逐渐从后面进入大众的视野，并开始在计算机领域发挥重要作用。现在想必很多人都知道数据压缩主要有两种：一种是有损压缩，一种是无损压缩。所谓有损压缩，主要是利用了人类对图像或声波中的某些频率成分不敏感的特点，使得某些信息在压缩过程中丢失。在日常生活中，我们常见的语言、图像、视频压缩其实都是有损压缩方式。与有损压缩相比，无损压缩更为复杂。为此，IEEE官方用“神奇”一词来形容这项技术。主要原因是无损压缩技术利用数据的统计冗余性进行压缩，解压后可以完整还原原始数据，不会造成任何失真。就像是魔术师挥舞着魔法棒，手中的东西消失不见，再挥一挥，又完好无损地重新出现。无损压缩技术就像变魔术一样。而JacobZiv则是在数据压缩领域握有魔杖的大师。然而，在魔术师JacobZiv带来他的奇异魔法之前，压缩算法也经历了一个世纪的发展（http://ethw.org/History_of_Lo...）：其实，1838年发明的摩尔斯电码，就是最早的例子的数据压缩。随着大型机的兴起，数学家香农和罗伯特法诺（计算先驱和CSAIL创始人）发明了香农-法诺（Shannon-Fano）编码算法。他们的算法根据出现的概率将代码分配给符号。一个符号出现的概率与对应的编码成反比，所以可以用更短的方式来表达这个符号。1951年，作为麻省理工学院的一名学生，大卫霍夫曼选择写学期论文而不是期末考试来完成他的学术任务。当时，他的论文题目是寻找二进制代码的最优算法。然而不幸的是，经过几个月的努力没有结果，霍夫曼决定放弃所有与论文相关的工作，开始学习准备期末考试。就在那时，霍夫曼偶然发现了一种与Shannon-Fano编码类似但更高效的编码算法，该算法高效且快速。后来，在20世纪70年代，随着在线存储的出现，霍夫曼编码得到广泛应用。然而，经过不断的尝试，许多科学家发现，通过哈夫曼编码得到的码长只是信息熵计算结果的一个近似值（描述来源的不确定性），并不能真正逼近信息熵的极限。同时，它需要两次遍历数据文件：一次计算文件的统计特征，第二次对数据进行编码。将字典与编码数据一起存储会增加压缩文件的大小。1977年，来自以色列的两位技术大师JacobZiv和AbrahamLempel打破了传统的设计思维，创造了一种具有更有效霍夫曼编码的压缩算法，并以两人的名字命名。同时，他们还发表了一篇名为《A Universal Algorithm for Sequential Data Compression》的论文（顺序数据压缩的通用算法：https://www2.cs.duke.edu/cour...并揭示了原始的LZ77算法，这也是首先是一种使用字典来压缩数据的算法，次年JacobZiv和AbrahamLempel再次发表了论文的改进版本(《Compression of Individual Sequences via Variable Rate Coding》)，带来了LZ78的压缩算法，与LZ77不同的是，LZ78解析输入数据，生成静态字典，不像LZ77的动态生成，这个算法成为80年代初期使用的Unix压缩程序的基础；它影响了1990年代的WinZip和Gzip，为GIF和TIFF图像的发展带来了一定的指导方针格式。如果没有这些算法的存在，我们可能无法使用更方便的网络发送大数据文件，或者我们还处于将大数据文件复制到CD传输的时代；听音乐时，CD可能还需要而不是流式传输...2.Ziv的记录所有这一切都归功于JacobZiv和AbrahamLempel。“LZ算法是第一个成功的通用压缩算法”，一位支持Ziv获奖的工程师这样说。这些算法以及JacobZiv对它们的分析为大多数后续通用算法工作奠定了基础。回顾Ziv的过去，它跨越了半个世纪，全身心投入到压缩算法领域。Ziv于1931年出生在当时英国统治的巴勒斯坦城市太巴列（现为以色列的一部分）。在很小的时候，Ziv就对电力和电子产品产生了浓厚的兴趣。例如，在练习小提琴时，他会尝试将乐谱架变成一盏灯。此外，他还尝试用钢琴上弹奏的金属部件制作马可尼发射器。1948年第一次阿以战争爆发时，他还在读高中，并被征召到前线短暂停留。在一群母亲组织抗议后，他从前线返回后方，在空军接受雷达技术员培训。战后，他进入以色列理工学院学习电气工程。1955年完成硕士学位后，Ziv回到国防界，加入以色列国防研究实验室（现为RafaelAdvancedDefenseSystems），为导弹和其他军事系统开发电子元件。1959年，Ziv被选为少数出国留学的以色列国防实验室研究人员之一。那时，Ziv计划继续从事通信方面的工作，但他不再只对硬件感兴趣。一次偶然的机会，他读了《信息理论》（Prentice-Hall,1953）一书，决定将信息论作为自己的研究重点。但是，除了麻省理工学院，还有什么地方可以研究信息论呢？当然是麻省理工学院！于是，1960年，齐夫进入麻省理工学院攻读博士学位，进修信息论，毕业回国后进入国防部任通信司司长。1968年回到美国，加入贝尔实验室。两年后，Ziv和几位同事一起加入了以色列理工学院。正是在这里，他遇到了AbrahamLempel，两人讨论了如何改进无损数据压缩。Ziv和Lempel都想知道他们是否可以开发一种无损数据压缩算法，该算法适用于任何类型的数据，不需要预处理，并实现数据的最佳压缩，一种称为香农熵的对象定义。想象的时候，他们不知道自己的目标能否实现。所以，他们决定一探究竟。经过几年的潜心研究，LZ77和LZ78的出现代表了其研究的成功。Ziv和Lempel开创了通用源编码，这是一系列算法，可以在不知道固有信息的情况下压缩数据，从而降低从未失真和失真数据重建图像所需的数据速率。对此，从事信息论研究的斯坦福大学电气工程教授TsachyWeissman表示：“在他们发表他们的成果时，该算法清晰优雅、易于实现且计算复杂度低的事实是几乎无关紧要。更多的是关于理论结果。对未来研究的重要影响。”此外，Ziv还对纠错码的低计算复杂度解码理论做出了贡献。还有：1993年，以色列精密科学奖；1995年，IEEERichardHamming奖章，表彰“对信息理论、数据压缩理论和实践的贡献”；1997年，获得IEEE信息理论学会颁发的ClaudeShannon奖；2008年，获得BBVA基金会颁发的知识前沿奖。如今，他凭借“对信息论和数据压缩技术的重要贡献以及杰出的研究领导力”，被授予2021年IEEE荣誉勋章。参考资料：\https://spectrum.ieee.org/the...\https://spectrum.ieee.org/gee...\组织|苏蜜出品|CSDN（ID：CSDNnews）推荐：1.1000+Java面试题及答案（2021最新版）2.别再满脑子if/else了，试试策略模式，真香！！3.操！Java中xx≠null的新语法是什么？4、SpringBoot2.5发布，深色模式太炸了！5.《Java开发手册（嵩山版）》最新发布，赶快下载吧！感觉不错，别忘了点赞+转发！
