为STM32寻找没有动态分配的C语言数据压缩实现

Question

我正在寻找一种可以在STM32L4上运行的无损数据压缩算法实现。数据是ECG曲线（因此基本上是一组16位数值，彼此相对接近）。

我发现了不同的实现，例如Miniz，但它们都使用动态存储分配（我想避免），而且也非常复杂和消耗资源。

我读过这篇文章，但没有真正的答案。我希望避免修改现有实现以摆脱动态分配，因为此功能（数据压缩）不是我的主要优先事项。

我不需要最先进的算法，而是需要一个简单的、资源有限的算法，以便在通过空中发送数据时节省一些带宽，即使压缩比不是最好的。

你有什么合适的算法吗？

Answer 1

根据您的数据示例，您可以进行自己的非常简单的压缩，无需外部库，速度更快，压缩比可能更好。

如果查看数据，数字之间的差异通常小于8位整数（int8\u t）的大小，该整数可以处理-128之间的数字。。127

这意味着，如果范围在-127之间，则可以始终存储这些数字之间的差值。。127

数字-128（0xff）可以是魔法，这意味着该数字后面将跟一个16位数字。这个神奇的数字也将被用作同步数字和开始。

或者使用8位数字代替4位数字（但这将稍微复杂一些）（幻数将为-8，它将范围存储在-7.7中。您将两个数字存储在一个字节中。

所以，在你的例子中：

input    |  output 8bit  |  output 4bit
int16    |  int8  int16  |  int4  int16
---------+---------------+---------------
  -12    |  -128    -12  |    -8    -12
  -12    |     0         |     0
  -12    |     0         |     0
  -11    |     1         |     1
  -15    |    -4         |    -4
   -8    |     7         |     7
  -16    |    -8         |    -8    -16
  -29    |   -13         |    -8    -29
   28    |    57         |    -8     28
  169    |  -128    169  |    -8    141
  327    |  -128    327  |    -8    158
  217    |  -110         |    -8    217
  -79    |  -128    -79  |    -8    -79
  -91    |   -12         |    -8
  -59    |    32         |    -8    -59
  -41    |    18         |    -8    -41
  -36    |     5         |     5
  -29    |     7         |     7
  -26    |     3         |     3
  -24    |     2         |     2
  -22    |     2         |     2
  -19    |     3         |     3
  -14    |     5         |     5
  -14    |     0         |     0
  -12    |     2         |     2
  -10    |     2         |     2
  -10    |     0         |     0
   -5    |     5         |     5
   -2    |     3         |     3
    1    |     3         |     3
    5    |     4         |     4
   10    |     5         |     5
   15    |     5         |     5
   17    |     2         |     2
   21    |     4         |     4
   22    |     1         |     1
   20    |    -2         |    -2
   20    |     0         |     0
   15    |    -5         |    -5
    9    |    -6         |    -6
    2    |    -7         |    -7
   -6    |    -8         |    -8    -6
---------+---------------+---------------------
   42    |    42      4  |    42    11     count
   84    |    42      8  |    21    22     bytes
   84    |        50     |       43        bytes total
  100%   |        60%    |       51%       compression ratio

如你们所见，用非常简单的算法，你们可以得到非常好的结果。

此外，还可以找到该算法的其他改进，例如将相同的数据分组，或在幻数之后压缩16位数据。例如，在幻数之后，可以指定跟随的16位数字（未压缩数字）的数量

但一切都取决于你的数据。

Answer 2

我正在使用https://github.com/pfalcon/uzlib

它使用malloc，但很容易修改和使用固定大小的缓冲区。

看一看，试试看。