“魔术师”Jacob Ziv--数据压缩领域的重要奠基人

在魔术界有哈利·胡迪尼（被称为史上最伟大魔术师，很多魔术沿用至今），而在数据压缩领域则有杰可布·立夫（Jacob Ziv）。90 高龄的以色列科学家 Jacob Ziv 因其“对信息论和数据压缩技术的重要贡献和杰出研究领导地位”获得本年度的 IEEE 荣誉勋章。近日 IEEE 发文回顾了这位大师对数据压缩领域的重大贡献。

无损压缩有点类似于魔术。或许对于很多人来说，有损压缩更容易理解。有损压缩在日常生活中比较常见，例如将音乐转换为 MP3 格式，将一张数码照片转换成为标准的 JPEG 文件。这些有损压缩通常是砍掉我们不太关注的信息，从而减少文件容量。

但是无损压缩却并非如此。虽然压缩之后这些字节信息确实消失了，从而能够大大减少数据文件的容量，使其更容易存储和传输。但重要的区别在于，这些字节信息可以通过指令重新出现。这就像魔术师表演中的兔子一样，在挥动魔杖时从帽子里消失，然后又重新出现。

1977 年，Ziv 和亚伯拉罕·伦佩尔（Abraham Lempel）发表了数据无损压缩的奠基论文。他们在 IEEE Transactions on Information Theory 上发表了一篇名为《A Universal Algorithm for Sequential Data Compression》的论文。论文中描述的算法后来被称为 LZ77，以作者名称命名，后者数字是年份。LZ77 虽不是第一个无损压缩算法，但它是第一个可以在单一步骤中发挥其魔力的算法，也被认为是“压缩算法的开山之作”。

第 2 年，这两位研究人员发布了改进版 LZ78。该算法成为80年代初使用的Unix压缩程序的基础；90年代初诞生的WinZip和Gzip；以及GIF和TIFF图像格式。如果没有这些算法，我们很可能会用光盘邮寄大型数据文件，而不是在互联网上点击发送，用CD购买音乐，而不是用流媒体购买，看Facebook的feeds也不会有跳动的动画图像。

二人脱离了 Huffman 及算术编码的设计思路，创造出了一系列比 Huffman 编码更有效，比算术编码更快捷的通用压缩算法。这两个算法是大多数 LZ 算法变体（如 LZW、LZSS 以及其它一些压缩算法）的基础。

Jacob Ziv 1931 年出生于以色列，1955 年成为以色列国防部科学部门的高级研究工程师，主要从事通信系统的研发。1962 年，他在 MIT 获得电子工程博士学位，并于 1968 年加入贝尔实验室，1970 年回到以色列理工学院。自 1970 年以来，Jacob Ziv 一直担任以色列理工学院的电气工程教授、电气工程学院院长等职务。他的研究兴趣包括数据压缩、信息论和统计通信理论。

以上图片均来自于 IEEE