Definición de Compresión Huffman
Algoritmo para la compresión de archivos sin pérdida de datos desarrollado por David Huffman. Se basa en la frecuencia de aparición de cada símbolo en el archivo a comprimir. El algoritmo de Huffman utiliza codificación estadística: la probabilidad de aparición de un símbolo determina el tamaño de su representación binaria. Cuanto más frecuente es un símbolo, más corto será su código en bits.
En cualquier fichero, ciertos caracteres aparecen más que otros. Utilizando representación binaria, el número de bits necesarios para codificar cada caracter depende de cuántos caracteres haya que representar. Por ejemplo, con un bit pueden representarse dos caracteres (0 y 1), con dos bits pueden representarse cuatro (00, 01, 10, 11), y así sucesivamente.
La compresión Huffman es un sistema de longitud variable que asigna los códigos binarios más cortos a los caracteres más frecuentes y los más largos a los menos frecuentes. Esto reduce el tamaño total del archivo.
Ejemplo: Supongamos el archivo de datos: AAAAAABBBBCC. Frecuencias: A=6, B=4, C=2. Si cada caracter se representa usando una longitud fija de dos bits, el archivo requiere 24 bits: (2x6) + (2x4) + (2x2) = 24 bits. Si se utiliza compresión Huffman, los códigos podrían ser:
- A: 0 (1 bit)
- B: 10 (2 bits)
- C: 11 (2 bits)
El archivo comprimido ocupa 18 bits: (1x6) + (2x4) + (2x2) = 18 bits. Así, la secuencia comprimida sería: 000000101010101111.
En este ejemplo, los caracteres más repetidos obtienen códigos más cortos, logrando así una reducción significativa del tamaño del archivo.
Implementación de la compresión Huffman
Para implementar el algoritmo de compresión de Huffman, primero se realiza un análisis de frecuencia de los caracteres en el archivo a comprimir. Esto permite identificar qué caracteres son más y menos frecuentes.
Luego, se construye un árbol de codificación de Huffman. Este árbol se forma uniendo los nodos de menor frecuencia hasta formar un único árbol. Los códigos binarios para cada caracter se obtienen recorriendo el árbol: se asigna 0 al ir a la izquierda y 1 al ir a la derecha.
Una vez construidos los códigos, se reemplazan los caracteres originales del archivo por sus códigos de Huffman, generando así el archivo comprimido.
La compresión Huffman es un método sin pérdida: al descomprimir el archivo, se recupera exactamente el archivo original. Es ampliamente utilizada en la compresión de imágenes (por ejemplo, en el formato JPEG), audio (como en MP3) y video, así como en archivos de texto y documentos.
Resumen: Compresión Huffman
El algoritmo de compresión Huffman asigna códigos más cortos a los caracteres más frecuentes, logrando reducir el tamaño del archivo sin pérdida de información.
¿Qué es la compresión Huffman?
La compresión Huffman es un algoritmo de compresión sin pérdida que asigna códigos binarios de longitud variable a los símbolos de un archivo, según su frecuencia de aparición. Fue desarrollado por David Huffman en 1952 y se basa en la codificación estadística: los símbolos más probables obtienen códigos más cortos.
¿Cuál es el objetivo de la compresión Huffman?
El objetivo principal es reducir el tamaño de los archivos eliminando la redundancia, asignando códigos más cortos a los símbolos más frecuentes. Esto permite ahorrar espacio de almacenamiento y mejorar la transferencia de archivos.
¿Qué ventajas tiene la compresión Huffman?
- Compresión sin pérdida: Permite recuperar el archivo original sin pérdida de datos.
- Eficiencia: Suele lograr buenas tasas de compresión en archivos con símbolos de frecuencia desigual.
- Versatilidad: Es aplicable a texto, imágenes, audio y video.
- Simplicidad: El algoritmo es sencillo de implementar y entender.
Desventajas:
- Ineficiencia en algunos casos: No es óptimo en archivos donde todos los símbolos tienen frecuencias similares.
- Requiere tabla de códigos: Es necesario almacenar o transmitir la tabla de códigos junto con el archivo comprimido.
¿Cuál es el proceso de compresión Huffman?
El proceso de compresión Huffman incluye:
- Análisis de frecuencia de cada símbolo en el archivo.
- Construcción del árbol de codificación de Huffman.
- Asignación de códigos binarios a cada símbolo según su posición en el árbol.
- Reemplazo de los símbolos originales por sus códigos Huffman.
- Generación del archivo comprimido, que incluye la secuencia de bits y la tabla de códigos para la descompresión.
¿Es la compresión Huffman segura?
La compresión Huffman no es un método de cifrado. Su finalidad es reducir el tamaño de los archivos, no proteger la confidencialidad de los datos. Si se requiere seguridad, debe combinarse con técnicas de cifrado.
¿Cuándo se suele utilizar la compresión Huffman?
Se utiliza en la compresión de archivos de texto, HTML, código fuente, así como en formatos de compresión de imágenes (como JPEG), audio (MP3, FLAC) y video. También es un componente fundamental en algoritmos más complejos como DEFLATE (usado en ZIP y PNG).
Comparación con otros métodos de compresión
Comparada con la codificación aritmética, Huffman es más simple y rápida, pero la codificación aritmética puede lograr mejores tasas de compresión en ciertos casos. Frente a la compresión LZW (utilizada en GIF y TIFF), Huffman suele ser más eficiente en archivos con alta variabilidad en la frecuencia de símbolos.
En resumen, la compresión Huffman es una técnica clásica, eficiente y ampliamente utilizada para reducir el tamaño de archivos sin pérdida de información, asignando códigos binarios más cortos a los símbolos más frecuentes.
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 04-07-2025
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2025). Definición de Compresión Huffman. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/compresion_huffman.php
