圖像通信系統(tǒng)設計與仿真課程設計-文庫吧
2025-05-16 12:42 本頁面
【正文】 哈弗曼編碼解碼在 MATLAB中的算法 .................................................................... 9 II 摘要 利用 MATLAB 對圖像進行哈弗曼編碼，將數(shù)字化后的圖像 進行數(shù) 字調(diào)制 ，已調(diào) 后的 信號 可以 傳輸和交換，到達 接收端 ，經(jīng)解調(diào) 和 解碼還原成 圖像，從而完成了 圖像信號傳送和接收 。利用 圖形用戶界面 (GUI)， 通過窗口、 菜單 、按鍵等方式來方便地 對本次課程設計的圖像通信 進行操作 ，觀察 。 本文通過對圖像進行哈弗曼編碼，對比 ASK,FSK,PSK 三種調(diào)制方式進行傳輸，利用相干解調(diào)方式，然后再進行哈弗曼解碼，在 圖形用戶界面 上實現(xiàn)圖像通信操作仿真。 關(guān)鍵字： huffman 編碼解碼 ,調(diào)制解調(diào) ,圖形用戶界面 第 1 頁 第一章 圖像通信系統(tǒng)的概述 圖像通信通信課程設計的任務與要求 設計任務 1) 學習并掌握圖像通信的基本原理，學會利用仿真的手段對于實用通信系統(tǒng)的基本理論，基本算法進行實際驗證； 2) 學習通信系統(tǒng)仿真軟件 MATLAB 的基本使用方法，解決實際系統(tǒng)出現(xiàn)的問題； 3) 通過 MATLAB 進行仿真，并制作圖形用戶界面 (GUI)加深對圖像通信系統(tǒng)理論的理解； 設計要求 1) 編碼：讀入一幅圖像，對圖像進行哈弗曼編碼； 2) 調(diào)制：采用 振幅鍵控 (ASK），相移鍵控（ PSK），頻移鍵控（ FSK）三種方式 對編碼后產(chǎn)生的數(shù)字信號進行調(diào)制； 3) 解調(diào)：采用相干解調(diào)方式； 4) 解碼：哈弗曼解碼輸出原圖像； 圖像通信通信課程設計流程 根據(jù)系統(tǒng)設計的任務要求，確定該系統(tǒng)的設計流程方框圖，如圖 所示。 圖 圖像的設計流程方框圖 第 2 頁 第二章 圖像的編碼與解碼 哈弗曼編碼的原理 基于哈夫曼編碼圖像壓縮的基本原理是在對數(shù)據(jù)進行編碼時可以對那些經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)指 定較少的位數(shù)表示 ,而那些不常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)指定較多的位數(shù)表示 ,每個數(shù)據(jù)的代碼各不相同 ,這是一種典型的無損編碼方式。這些代碼都是二進制碼 ,且碼字長度是不均勻的、平均碼率可以接近信息源熵值的一種編碼。 哈夫曼編碼是一種常用的壓縮編碼算法 ,采用變長碼編碼 ,屬于無損壓縮算法的一種 。 由于進行的是無損壓縮 ,所以要掃描圖像的所有像素點 ,壓縮過程分為四步 : ① 掃描統(tǒng)計像素出現(xiàn)的概率并按大小排列； ② 建立最優(yōu)二叉樹 。 ③ 哈夫曼編碼 。 ④ 保存編碼。 哈弗曼解碼的原理 哈夫曼解碼過程是文件 編碼過程的逆過程，由于哈夫曼編碼可即時解碼，因此只要得到一個碼字 ,則通過查找哈夫曼編碼表得到相應的字符，映射過程是編碼時映射的逆過程。因此，每從壓縮文件中讀出一個碼字，就從通過查找哈夫曼編碼表用字符替換相應的碼字，當壓縮文件中所有的碼字被字符替換掉，也就宣告解壓過程完成了。 第 3 頁 第三章 數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào) 數(shù)字信號的調(diào)制 調(diào)制的概念及分類 用基帶信號對載波（通常為余弦或正弦）波形的某些參數(shù)（如幅度、相位和頻率）進行控制，使這些參數(shù)隨基帶信號的變化而變化。因此，數(shù)字信 號的調(diào)制可分為 振幅鍵控 (ASK），相移鍵控（ PSK），頻移鍵控（ FSK）。 調(diào)制的原理 1) M進制振幅鍵控 (MASK）基本原理 M進制數(shù)字振幅調(diào)制信號的載波幅度有 M種取值，在每個符號時間間隔 Ts內(nèi)發(fā)送 M個幅度中的一種幅度的載波。 表達式： tnTtgatecsn n ?c os)()(M A S K ?? ? a. g(t)為基帶信號波形 b. Ts為符號時間間隔 c. an為幅度值 ????????????PM 1 P1 1P0 0M0發(fā)送概率為且發(fā)送概率為發(fā)送概率為MPiain ?? 2) M制頻移鍵控（ MFSK）基本原理 表達式： ? ? ttstein ?c o s)( iM F S K ?? 式中 MTTAts ，時發(fā)送符號為當在 時發(fā)送符號為當在 ?1,2i ist0 0 ist0 )(i ???? ?? ??? i? 為載波角頻率，共有 M 種取值。通常可選載波頻率 f＝ n/2Ts， n 為正整數(shù) ,此時 M種發(fā)送信號相互正交。 3) M進制相移鍵控（ MPSK）基本原理 表達式 ：
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