Enveloppe convexe des codes de Huffman finis

The convex hull of Huffman codes

• Auteur / Autrice : Thanh Hai Nguyen
• Direction : Viet Hung Nguyen, Jean-François Maurras
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques, informatique, automatique
• Date : Soutenance le 10/12/2010
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Mathématiques et Informatique de Marseille (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique fondamentale (Marseille)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Victor Chepoi, Mohamed Didi Biha, Yann Vaxès
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Avis, Ali Ridha Mahjoub

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibonacci, Suite de

Programmation convexe

Mots clés libres

Arbre de Huffman

Code de Huffman

Enveloppe convexe

Polytope

Polyèdre combinatoire

Hyperplan

Facette

Fibonacci

Polyhedral combinatorics

Polytope

Huffman code

Huffman tree

Hyperplane

Facet

Fibonacci

Résumé

Dans cette thèse, nous étudions l'enveloppe convexe des arbres binaires à racine sur n feuilles.Ce sont les arbres de Huffman dont les feuilles sont labellisées par n caractères. à chaque arbre de Huffman T de n feuilles, nous associons un point xT , appelé point de Huffman, dans l'espace Qn où xT est le nombre d'arêtes du chemin reliant la feuille du ième caractère et la racine.L'enveloppe convexe des points de Huffman est appelé Huffmanoèdre. Les points extrêmes de ce polyèdre sont obtenus dans un premier temps en utilisant l'algorithme d'optimisation qui est l'algorithme de Huffman. Ensuite, nous décrivons des constructions de voisinages pour un point de Huffman donné. En particulier, une de ces constructions est principalement basée sur la construction des sommets adjacents du Permutoèdre. Puis, nous présentons une description partielle du Huffmanoèdre contenant en particulier une famille d'inégalités définissant des facettes dont les coefficients, une fois triés, forment une suite de Fibonacci. Cette description bien que partielle nous permet d'une part d'expliquer la plupart d'inégalités définissant des facettes du Huffmanoèdre jusqu'à la dimension 8, d'autre part de caractériser les arbres de Huffman les plus profonds, i.e. une caractérisation de tous les facettes ayant au moins un plus profond arbre de Huffman comme point extrême. La contribution principale de ce travail repose essentiellement sur les liens que nous établissons entre la construction des arbres et la génération des facettes

In this thesis, we study the convex hull of full binary trees of n leaves. There are the Huffman trees, the leaves of which are labeled by n characters. To each Huffman tree T of n leaves, we associate a point xT , called Huffman point, in the space Qn where xT i is the lengths of the path from the root node to the leaf node marked by the ith character. The convex hull of the Huffman points is called Huffmanhedron. The extreme points of the Huffmanhedron are first obtained by using the optimization algorithm which is the Huffman algorithm. Then, we describe neighbour constructions given a Huffman point x. In particular, one of these constructions is mainly based on the neighbour construction of the Permutahedron. Thereafter, we present a partial description of the Huffmanhedron particularly containing a family of inequalities-defining facets whose coeficients follows in some way the law of the well-known Fibonacci sequence. This description allows us, on the one hand, to explain the most of inequalities-defining facets of the Huffmanhedron up to the dimension 8, on the other hand, to characterize the Huffman deepest trees, i.e a linear characterization of all the facets containing at least a Huffman deepest tree as its extreme point. The main contribution of this work is essentially base on the link what we establish between the Huffman tree construction and the facet generation.