Definición de LZ77 y LZ78
LZ77 y LZ78 son dos algoritmos de compresión sin pérdida de datos desarrollados por Abraham Lempel y Jacob Ziv en 1977 y 1978, respectivamente. También se los conoce como LZ1 y LZ2. Ambos algoritmos han servido como base para muchas variantes, como LZW y LZSS, y han tenido un impacto fundamental en la industria informática.
Estos algoritmos son ampliamente empleados para la compresión de archivos de texto, imágenes y otros tipos de datos, permitiendo reducir el tamaño de los archivos sin perder información. Por ejemplo, los archivos ZIP y los formatos PNG utilizan variantes basadas en LZ77.
LZ77 utiliza una ventana deslizante sobre los datos y un buffer de entrada. Cuando detecta una secuencia repetida dentro de la ventana, la reemplaza por un puntero que indica la posición y la longitud de la secuencia repetida. Por ejemplo, al comprimir la cadena "ABABABAB", LZ77 puede reemplazar las repeticiones de "AB" por referencias a su aparición anterior, logrando así una reducción significativa del tamaño.
LZ78 se basa en la creación de un diccionario dinámico, donde cada nueva secuencia encontrada se almacena junto con un índice. Cuando se encuentra una secuencia ya almacenada, se utiliza su referencia en lugar de la secuencia completa. Por ejemplo, al comprimir "ABABABA", el algoritmo construye un diccionario con "A", "B", "AB", "ABA", y utiliza los índices para representar las repeticiones.
Ambos algoritmos forman la base de variantes optimizadas para casos específicos. LZW, por ejemplo, es utilizado en los formatos GIF y TIFF para imágenes, mientras que LZSS es común en la compresión de texto y transmisión de video en tiempo real.
Resumen: LZ77 y LZ78
LZ77 y LZ78 son algoritmos de compresión de datos sin pérdida creados por Abraham Lempel y Jacob Ziv en los años 70. Son la base de muchos otros algoritmos derivados y ampliamente utilizados en la industria tecnológica.
¿Qué es la compresión sin pérdida de datos?
La compresión sin pérdida de datos consiste en eliminar redundancias dentro de los datos para reducir su tamaño, sin alterar su contenido original. Esto permite recuperar exactamente los datos originales al descomprimirlos, a diferencia de la compresión con pérdida, que descarta información para lograr mayor reducción de tamaño.
¿En qué se diferencian los algoritmos LZ77 y LZ78?
LZ77 utiliza una ventana deslizante para buscar y referenciar secuencias repetidas dentro de los datos, mientras que LZ78 construye un diccionario de secuencias que va creciendo a medida que avanza el proceso de compresión. LZ77 es más eficiente para datos con repeticiones cercanas, mientras que LZ78 puede ser más eficaz cuando las repeticiones están separadas o son más complejas.
¿Cómo funciona el algoritmo LZ77?
LZ77 recorre los datos utilizando una ventana de búsqueda y un buffer de entrada. Cuando detecta una secuencia de datos que ya apareció antes dentro de la ventana, la reemplaza por un puntero que indica la distancia hacia atrás y la longitud de la secuencia, junto con el siguiente símbolo. Por ejemplo, al comprimir "abcabcabc", tras la primera aparición de "abc", las siguientes pueden ser referenciadas con punteros, logrando así la compresión.
¿Cómo funciona el algoritmo LZ78?
LZ78 divide los datos en secuencias y construye un diccionario, donde almacena cada nueva secuencia encontrada junto con un índice. Cuando una secuencia ya está en el diccionario, se almacena solo el índice correspondiente y el nuevo símbolo. Por ejemplo, al comprimir "aababa", el diccionario se construye con "a", "b", "ab", "ba", y el algoritmo utiliza los índices para reemplazar las secuencias repetidas.
¿Cuál es la eficacia de los algoritmos de compresión LZ77 y LZ78?
La eficacia de LZ77 y LZ78 depende del tipo de datos. Son especialmente eficaces en datos con muchas repeticiones o patrones, como archivos de texto o imágenes simples. Sin embargo, en datos altamente aleatorios o con poca repetición (alta entropía), la compresión lograda puede ser mínima.
Ventajas y desventajas de LZ77 y LZ78
- Ventajas: Permiten recuperar los datos originales exactamente, son la base de muchos algoritmos modernos y se adaptan bien a diferentes tipos de datos.
- Desventajas: Su eficacia disminuye en datos con poca redundancia. Además, la implementación de diccionarios o ventanas puede requerir recursos de memoria adicionales.
Comparación con otras tecnologías
Comparados con otros algoritmos de compresión sin pérdida, como Huffman, LZ77 y LZ78 suelen lograr mejores tasas de compresión en archivos con patrones repetitivos largos, pero pueden ser menos eficientes en archivos muy pequeños o de alta entropía. Muchos sistemas modernos combinan LZ con otros métodos, como la codificación Huffman, para mejorar la compresión.
¿Qué ventajas tiene la compresión sin pérdida de datos?
La compresión sin pérdida reduce el espacio de almacenamiento y mejora la velocidad de transferencia de datos, permitiendo preservar el contenido original. Es esencial en aplicaciones donde la integridad de los datos es crítica, como bases de datos, documentos de texto, imágenes médicas y archivos legales.
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 10-07-2025
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2025). Definición de LZ77 y LZ78. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/lz77.php
