Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC)
Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC)
ترميز حسابي ثنائي التكيف مع السياق (CABAC) هو أحد أحدث وأكثر خوارزميات ضغط البيانات كفاءة، ويستخدم على نطاق واسع في معايير الفيديو الحديثة مثل H.264/MPEG-4 AVC و H.265/HEVC و AV1. يمثل CABAC تطوراً كبيراً عن تقنيات الضغط السابقة، مثل Huffman coding و Arithmetic coding. يهدف هذا المقال إلى تقديم شرح شامل لـ CABAC للمبتدئين، مع التركيز على مبادئه الأساسية وكيفية عمله.
1. أساسيات الترميز الحسابي
قبل الغوص في تفاصيل CABAC، من المهم فهم الترميز الحسابي الأساسي. الترميز الحسابي هو شكل من أشكال ضغط البيانات بدون فقدان، حيث يتم تمثيل سلسلة من الرموز كسلسلة واحدة من الأرقام. بدلاً من تخصيص رمز ثابت الطول لكل رمز (كما في Huffman coding)، يقوم الترميز الحسابي بتمثيل السلسلة بأكملها بفترة على خط الأعداد الحقيقية. كلما زادت احتمالية الرمز، زادت الفترة المخصصة له.
- **الترميز:** يتم تحويل سلسلة الرموز إلى قيمة عشرية داخل الفترة [0، 1).
- **فك الترميز:** يتم استخلاص سلسلة الرموز الأصلية من هذه القيمة العشرية.
يعتمد أداء الترميز الحسابي بشكل كبير على دقة تقديرات احتمالية الرموز. إذا كانت هذه التقديرات غير دقيقة، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض كفاءة الضغط.
2. لماذا الترميز الحسابي الثنائي التكيف مع السياق؟
CABAC يبني على الترميز الحسابي التقليدي من خلال تقديم تحسينين رئيسيين:
- الثنائية (Binary): بدلاً من استخدام فترات متعددة لتمثيل جميع الرموز الممكنة، يستخدم CABAC فترتين فقط: إحداهما لتمثيل '0' والأخرى لتمثيل '1'. هذا يبسط عملية الترميز والفك بشكل كبير.
- التكيف مع السياق (Context-Adaptive): هذا هو الجانب الأكثر أهمية في CABAC. بدلاً من استخدام نفس الاحتمالات لكل رمز، فإن CABAC يضبط الاحتمالات ديناميكيًا بناءً على الرموز السابقة. يعتمد هذا التكيف على "السياق"، وهو مجموعة من الرموز المجاورة.
3. مفهوم السياق
السياق هو مفتاح كفاءة CABAC. يعتمد على فكرة أن الرموز المجاورة غالبًا ما تكون مرتبطة. على سبيل المثال، في فيديو، من المرجح أن يكون البكسل المجاور لبكسل أحمر أيضًا أحمر.
- **نماذج السياق:** يستخدم CABAC مجموعة من "نماذج السياق" لتقدير احتمالات الرموز. كل نموذج سياق مسؤول عن تقدير احتمالات الرموز بناءً على سياق معين.
- **عمق السياق:** يشير عمق السياق إلى عدد الرموز المجاورة المستخدمة لتحديد السياق. كلما زاد عمق السياق، زادت دقة تقديرات الاحتمالية، ولكن زاد أيضًا التعقيد الحسابي.
- **مثال:** في ترميز الفيديو، يمكن أن يكون السياق عبارة عن قيم البكسلات الأربعة السابقة. يمكن أن تُستخدم هذه القيم لتحديد نموذج السياق المناسب لتقدير احتمالية قيمة البكسل الحالي.
4. عملية الترميز في CABAC
عملية الترميز في CABAC تتضمن الخطوات التالية:
1. **تقدير الاحتمالية:** بناءً على السياق الحالي، يتم اختيار نموذج السياق المناسب لتقدير احتمالية الرمز الحالي ('0' أو '1'). 2. **تحديث الاحتمالية:** بعد ترميز الرمز، يتم تحديث الاحتمالات في نموذج السياق. يتم ذلك باستخدام خوارزمية تحديث احتمالية، مثل Golomb-Rice coding. 3. **الترميز الحسابي:** يتم استخدام الاحتمالات المحدثة لترميز الرمز الحالي باستخدام الترميز الحسابي الثنائي. 4. **تكرار:** يتم تكرار هذه الخطوات لكل رمز في السلسلة.
5. عملية فك الترميز في CABAC
عملية فك الترميز في CABAC هي عكس عملية الترميز:
1. **تقدير الاحتمالية:** بناءً على السياق الحالي، يتم اختيار نموذج السياق المناسب لتقدير احتمالية الرمز الحالي ('0' أو '1'). 2. **فك الترميز الحسابي:** يتم استخدام الاحتمالات المقدرة لفك ترميز الرمز الحالي باستخدام الترميز الحسابي الثنائي. 3. **تحديث الاحتمالية:** بعد فك ترميز الرمز، يتم تحديث الاحتمالات في نموذج السياق. 4. **تكرار:** يتم تكرار هذه الخطوات لكل رمز في السلسلة.
6. المزايا والعيوب
المزايا:
- **كفاءة ضغط عالية:** CABAC يوفر بشكل عام كفاءة ضغط أعلى من Huffman coding و Arithmetic coding التقليديين.
- **التكيف:** CABAC يتكيف مع خصائص البيانات، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات.
- **أداء جيد في معدلات البت المنخفضة:** CABAC فعال بشكل خاص في معدلات البت المنخفضة، حيث تكون كفاءة الضغط ذات أهمية قصوى.
العيوب:
- **التعقيد الحسابي:** CABAC أكثر تعقيدًا من Huffman coding و Arithmetic coding التقليديين، مما يتطلب المزيد من قوة المعالجة.
- **التأخير:** CABAC يمكن أن يقدم تأخيرًا أكبر بسبب الحاجة إلى تقدير الاحتمالات وتحديثها.
7. تطبيقات CABAC
- ترميز الفيديو: H.264/MPEG-4 AVC, H.265/HEVC, AV1.
- ضغط الصور: JPEG 2000 (اختياري).
- ضغط البيانات العامة: يمكن استخدامه لضغط أي نوع من البيانات، ولكن استخدامه أكثر شيوعًا في التطبيقات التي تتطلب كفاءة ضغط عالية.
8. CABAC وتداول الخيارات الثنائية
على الرغم من أن CABAC هو تقنية ضغط بيانات، إلا أنه يمكن استخدام مفاهيمه في تحليل البيانات المالية، بما في ذلك تداول الخيارات الثنائية، بشكل غير مباشر. فكرة التكيف مع السياق يمكن تطبيقها في تطوير استراتيجيات تداول تعتمد على تحليل الأنماط التاريخية. على سبيل المثال:
- **تحليل الاحتمالات:** استخدام نماذج إحصائية لتقدير احتمالية ارتفاع أو انخفاض سعر الأصل بناءً على البيانات السابقة.
- **تحديد الأنماط:** تحديد الأنماط المتكررة في بيانات الأسعار واستخدامها للتنبؤ بالحركات المستقبلية.
- **إدارة المخاطر:** تعديل حجم الصفقة بناءً على مستوى المخاطر المقدر.
9. روابط لمواضيع ذات صلة
- Huffman coding
- Arithmetic coding
- Golomb coding
- Rice coding
- Entropy encoding
- Lossless data compression
- H.264/MPEG-4 AVC
- H.265/HEVC
- AV1
- Data compression
- Information theory
- Context modeling
- Adaptive coding
- Video compression
- Image compression
10. استراتيجيات وتحليلات ذات صلة
- Moving Average
- Relative Strength Index (RSI)
- Bollinger Bands
- Fibonacci retracement
- Ichimoku Cloud
- Elliott Wave Theory
- Candlestick patterns
- Support and resistance levels
- Trend analysis
- Volume analysis
- Monte Carlo simulation
- Backtesting
- Risk management
- Technical indicators
- Fundamental analysis
=
ابدأ التداول الآن
سجل في IQ Option (الحد الأدنى للإيداع $10) افتح حساباً في Pocket Option (الحد الأدنى للإيداع $5)
انضم إلى مجتمعنا
اشترك في قناة Telegram الخاصة بنا @strategybin للحصول على: ✓ إشارات تداول يومية ✓ تحليلات استراتيجية حصرية ✓ تنبيهات باتجاهات السوق ✓ مواد تعليمية للمبتدئين
