【正文】 ......... 14 4 系統(tǒng)仿真結(jié)果 ................................................................................................................................. 15 程序運(yùn)行結(jié)果 ...................................................................................................................... 15 程序 運(yùn)行結(jié)果分析 ............................................................................................................. 16 ................................................................................................................................................. 18 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................ 19 武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 II 摘要 本論文首先介紹了 圖像壓縮相關(guān)知識。 MATLAB。 一般原始圖像中存在很大的冗余度。 例如 3： 一張 CD 光盤可存 600 兆字節(jié)數(shù)據(jù)，這部電影光圖像（還有聲音）就需要 160張 CD 光盤用來存儲。 圖像數(shù)據(jù)壓縮的目的是在滿足一定圖像質(zhì)量條件下，用盡可能少的比特數(shù)來表示原始圖像，以提高圖像傳輸?shù)男屎蜏p少圖像存儲的容量。幀內(nèi)象素的相關(guān)稱做空域相關(guān)性。 圖像壓縮是通過刪除圖像數(shù)據(jù)中冗余的或者不必要的部分來減小圖像數(shù)據(jù)量的技術(shù)，壓武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 2 縮過程就是編碼過程，解壓縮過程就是解碼過程。 信源的平均信息量稱為“熵”（ entropy），可以表示為： 對上式取以 2 為底的對數(shù)時，單位為比特（ bits）： 根據(jù)香農(nóng)（ Shannon）無噪聲編碼定理，對于熵為 H 的信號源，對其進(jìn)行無失真編碼所可能達(dá) 到的最低比特數(shù)為，這里為一任意小的正數(shù)，因此可能達(dá)到的 最大壓縮比： 其中 B 是原始圖像的平均比特率。 采用 哈夫曼 編碼方法的實(shí)質(zhì)是針對統(tǒng)計結(jié)果對字符本身重新編碼，而不是對重復(fù)字符或重復(fù)子串編碼，得到的單位像素的比特數(shù)最接近圖像的實(shí)際熵值。 ，直到最后剩下兩個概率為止。把原排列中最小的兩個節(jié)點(diǎn)刪除，新的根節(jié)點(diǎn)插入排列保持大小從左到右的排列順序不變；重復(fù)執(zhí)行 2），直到最后得到值為 1 的根節(jié)點(diǎn)。因?yàn)榇鎯蚵鼧涞男畔⑿枰欢ǖ拇鎯臻g； （ 2）利用哈夫曼編碼，若用于通信網(wǎng)絡(luò)，會引起較大的延時； （ 3）對較大文件進(jìn)行編碼，會出現(xiàn)頻繁的磁盤讀寫訪問，降低了數(shù)據(jù)編碼的速度。部分程序如下： 武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 7 pad=8mod（ len， 8）； if pad0； string=[string uint8（ zeros（ 1， pad）） ]； end cols=length（ string） /8； %計算壓縮后的向量 string=reshape（ string， 8， cols）； weights=2.^（ 0:7）； huffcode =uint8 （ weights*double （ string））； % 編碼字符串湊成一個 %字節(jié)一個字節(jié)存在 huffcode codeword=codeword（ simbols）； %保存實(shí)際有出現(xiàn)元素對應(yīng)的碼字 （ 4）把整字節(jié)存儲的 huffcode 一位一位取出，轉(zhuǎn)為字符串，去掉原來為湊整字節(jié)數(shù)所添加的零進(jìn)行解碼。pad=%d\n39。maxcodelen=%d\n39。)。 subplot(121)。) subplot(122)。) whos data unzipped zipped fprintf(39。ratio=%f\n39。,)。input argument must be a uint8 vector39。 f=frequency(vector)。 symbols=symbols(sortindex)。 while length(f)1 index1=symbols_index{1}。 f=[sum(f(1:2)) f(3:end)]。 end 武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 10 codeword=cell(256,1)。 end string=repmat(uint8(0),1,len)。 string(pointer+(0:len1))=code。 if pad0 string=[string uint8(zeros(1,pad))]。 maxcodelen=0。 code=bitset(code,len+1)。 %計算壓縮后的向量 cols=length(string)/8。 %碼表存儲到一個稀疏矩陣 huffcodes=sparse(1,1)。 =cols./length(vector)。 武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 12 =n。input argument must be a uint8 vector39。 bitindex=1:8。 len=length(string)。 武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 13 vector=repmat(uint8(0),1,)。 for index=1:len code=bitset(code,codeindex,string(index))。 codeindex=1。 符號概率計算函數(shù) %%%%%%%%%%%%%%%%函數(shù) frequency 計算各符號出現(xiàn)的概率 %%%%%%%%%%%%%%% % 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 基于哈夫曼編碼的圖像編解碼系統(tǒng)設(shè)計及實(shí)現(xiàn) %信息 SY1001 班 王鳴 0121009320403 function f=frequency(vector) if~isa(vector,39。)。 end f=f./len。 武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 15 4 系統(tǒng)仿真結(jié)果 程序運(yùn)行結(jié)果 根據(jù)設(shè)計好的程序加載到 MATLAB 軟件中 (即 m文件 )，運(yùn)行輸出結(jié)果 。由此可說明，哈夫曼編碼是一種無損壓縮編碼 ,它不會造成信息損失 ,解壓縮時能夠從壓縮數(shù)武漢理工大學(xué)《 信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計 》 17 據(jù)精確地恢復(fù)原始圖像。 此外，在這次課程設(shè)計中開始調(diào)試程序時，解碼的圖像遲遲不能顯示，以為 MATLAB 軟件死機(jī)，其實(shí)是哈夫曼編碼有一定的時間（一般為 23分鐘），這是由于自己的不耐心而導(dǎo)致了這個問題。