2022年数据压缩实验报告 .pdf

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1、- 1 - 第 页（共3 页）桂 林 理 工 大 学 实 验 报 告（2013 2014 学年度第 一 学期）班级：学号 ：姓名：实验名称：实验二图像熵编码与压缩日期: 2013年 12月 10日一、实验题目：图像熵编码与压缩二、实验目的：学习和理解建立在图像统计特征基础上的熵编码压缩方法。三、实验内容：（1）编程实现二值文本图像的行程编码。（2）编程实现灰度图像的霍夫曼编码，并计算图像熵、平均码字长度及编码效率。四、预备知识：（1）熟悉行程编码原理。（2）熟悉霍夫曼编码原理。（3）熟悉在 MATLAB 环境下对图像文件的 I/O 操作。五、实验原理：（1）行程编码行程编码是将一行中颜色相同的

2、相邻像素用一个计数值和该颜色值来代替。比如，aaabbcccccdddeeee 可以表示为 3a2b5c3d4e 。如果一幅图像由很多块颜色相同的大面积区域组成，则采用行程编码可大大提高压缩效率，尤其适用于二值图像。但当图像中每两个相邻像素的颜色都不相同时， 采用这种方法不但不能实现数据压缩， 反而使数据量增加一倍。 因此，对复杂的图像都不能单纯地采用行程编码。（2） 霍夫曼编码霍夫曼编码是一种代码长度不均匀的编码方法。 它的基本原理是按信源符号出现的概率大小进行排序，出现概率大的分配短码，反之则分配长码。霍夫曼编码基本步骤如下：步骤 1：统计图像每个灰度级（信息符号）出现的概率，并按概率从大

3、到小进行排序。步骤 2：选出概率最小的两个值进行组合相加，形成的新概率值和其他概率值形成一个新的概率集合。步骤 3：重复步骤 2，反复利用合并和排序的方法，直到只有两个概率为止。步骤 4： 分配码字，对最后两个概率一个赋予“ 0”码字，一个赋予“ 1”码字。如此反向进行到开始的概率排列，这样就得到了各个符号的霍夫曼编码。六、实验步骤：（1）编程实现二值文本图像的行程编码。（2）编程实现连续灰度图像的霍夫曼编码，并计算图像熵、平均码字长度及编码效率。七、实验程序代码：（1）二值文本图像的行程编码程序：clear,close all t=imread(text.tif); ts=logical(t

4、); codetable=zeros(1,20000); m,n=size(ts); nn=n+1; icodecount=1; for i=1:m p1=ts(i,1);%第 i 行，第 1 个像素ipcount=1;%同一灰度值连续出现的次数for j=2:n p2=ts(i,j); if (p1=p2)&(ipcount2 p,i=sort(p); p(2)=p(1)+p(2); p(1)=; s=s(i); s2=s1,s2; s(1)=; n=size(s,1); end; function makecode(sc,codeword) global CODE if isa(sc,ce

5、ll) makecode(sc1,codeword 0); makecode(sc2,codeword 1); else CODEsc=char(0+codeword); end; function CODE=huffman(p) global CODE CODE=cell(length(p),1); if length(p)1 p=p/sum(p); s=reduce(p); makecode(s,); else CODE=1; end; function y=mat2huff(x) y.size=uint32(size(x); x=round(double(x); xmin=min(x(:

6、); xmax=max(x(:); pmin=double(int16(xmin); pmin=uint16(pmin+32768); y.min=pmin; x=x(:); h=histc(x,xmin:xmax); maxh=max(h); if maxh65535 h=65535*h/maxh; end; h=uint16(h); y.hist=h; map=huffman(double(h); hx=map(x(:)-xmin+1); hx=char(hx); hx=hx(:); hx(hx= )=; ysize=ceil(length(hx)/16); hx16=repmat(0,1

7、,ysize*16); hx16(1:length(hx)=hx; hx16=reshape(hx16,16,ysize); hx16=hx16-0; twos=pow2(15:-1:0); %y.code=uint16(sum(t3,2); t1=ones(ysize,1); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - - 3 - 第 页（共3 页）t2=twos(t1,:); t3=hx16.*t2; t4=sum(t3,2); y.code=uint16(t4); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -