游程编码实验报告

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信息论实验报告

信息论实验报告

游程编码实现有效性提高的原理及通用编码的思想康乐203201505020摘要:信源编码的目的是提高信息传输效率,其思想是去除消息中的冗余成分。

在无失真的信源编码中,根据信源的统计特性进行编码称为统计编码,而在信源统计特性未知的情况下,就需要一种新的编码方法,称之为通用编码。

本文对统计编码中的游程编码进行了分析,说明其有效性,给出其具有有效性的原理论述,对游程编码的截断效应进行了仿真;同时分析了通用编码的存在性与构造方法,还以字典码为例进行了仿真。

关键词:信源编码游程编码通用编码字典码一、信源编码概述通信的根本问题是将信源的输出在接收端精确的或近似的重现出来。

为此需要解决两个问题。

其一是信源的输出应如何描述,及如何计算它产生的信息量;其二是如何表示信源的输出,即信源编码问题。

由于信源可以根据信息输出的形式分为离散信源和连续信源,因此信源编码也就可以分为离散信源和连续信源。

根据通信的要求,可以将信源编码分为无失真信源编码和限定失真的信源编码。

若要求精确的重现信源的输出,就要保证信源产生的全部信息无损的传递给信宿,这时的信源编码就是无失真信源编码。

许多实际情况下,并不要求完全精确地复制出信源的输出,而且在有干扰的情况下,这也是不可能的。

一般对信源-信宿要定出可接收准则或保真度准则,这就是限定失真的信源编码。

离散信源的输出可以用如下符号序列表示:21012,,,,,U U U U U --其中l U 表示在第l 时刻产生的符号,l 为整数。

l U 为一随机变量,它在有限字母集{}1,k A a a =中选取。

如果使用D 字母的集合{}1,d B b b =作为码表,那么如果组成码字的码符号数目相等,我们就称之为等长编码,否则称之为非等长编码。

非等长编码则可以根据编码是否依赖信源的统计特性分为统计编码与通用编码。

二、 游程编码 2.1 游程编码概念游程编码(RLC, Run Length Coding ),又称“运行长度编码”或“行程编码”,是一种统计编码,该编码属于无损压缩编码,是栅格数据压缩的重要编码方法。

行程编码实验报告

行程编码实验报告

行程编码以vc方式实现实验目的:了解行程算法的压缩和解压过程,学会计算压缩比以及与行程算法相关的问题。

实验平台:在vc2010下以c++代码的形式完成。

软件设计说明:该程序主要是为了实现压缩和解压的功能。

压缩算法相对较为简单,主要是对输入的要压缩的数据进行遍历,遍历并同时记录相同的数据的数目,当遍历到不相同的数据后停止遍历并将数据和数目压入到vector中保存,考虑到可能会在数据间产生误差,我加入’\’用于区分不同的两个数据,还有若数据的长度为1时,我不将1保存到vector中,以此方式尽可能的减少压缩数据的长度,增加压缩的效果。

函数中使用了<sstream>中的功能,其作用为将int转换为string的类型,便于储存数据,其功能函数如下:void yasuo(vector<string> a) //a传入要压缩的数据{int length=a.size(); //原数据的长度vector<string> temp; //保存压缩后的数据int j=0;int n=1;for(int i=0;i<length-1;i++){string b=a[i];if(i!=length-2){if(a[i]!=a[i+1]){if(n!=1){if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;stringstream out;out<<n;s = out.str();temp.push_back(s);s="\\";temp.push_back(s);n=1;j=j+2;}else{if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;s="\\";temp.push_back(s);n=1;j=j+1;}}elsen++;}else{if(a[i]==a[i+1]){n++;if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;stringstream out;out<<n;s = out.str();temp.push_back(s);n=1;j=j+2;}else{if(n!=1){if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;stringstream out;out<<n;s = out.str();temp.push_back(s);s="\\";temp.push_back(s);n=1;if(a[i+1]=="\\"){temp.push_back(a[i+1]);temp.push_back(a[i+1]);}elsetemp.push_back(a[i+1]);j=j+2;}else{if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;s="\\";temp.push_back(s);n=1;if(a[i+1]=="\\"){temp.push_back(a[i+1]);temp.push_back(a[i+1]);}elsetemp.push_back(a[i+1]);j=j+2;}}}}print(temp,a,j); //用于数据的输出}然后是解压算法的设计思路如下,主要是定义三个vector的向量,一个用于记录要压缩的数据,一个用于记录标志’\’的在string中的位置,然后根据’\’的位置求出数据的数目,将数目保存到另外一个vector中,然后根据数据和长度一一对应输出,这样就将数据解压完成。

编码仿真实验报告(3篇)

编码仿真实验报告(3篇)

第1篇实验名称:基于仿真平台的编码算法性能评估实验日期:2023年4月10日实验地点:计算机实验室实验目的:1. 了解编码算法的基本原理和应用场景。

2. 通过仿真实验,评估不同编码算法的性能。

3. 分析编码算法在实际应用中的优缺点。

实验环境:1. 操作系统:Windows 102. 编译器:Visual Studio 20193. 仿真平台:MATLAB 2020a4. 编码算法:Huffman编码、算术编码、游程编码实验内容:1. 编写Huffman编码算法,实现字符序列的编码和解码。

2. 编写算术编码算法,实现字符序列的编码和解码。

3. 编写游程编码算法,实现字符序列的编码和解码。

4. 在仿真平台上,分别对三种编码算法进行性能评估。

实验步骤:1. 设计Huffman编码算法,包括构建哈夫曼树、编码和解码过程。

2. 设计算术编码算法,包括编码和解码过程。

3. 设计游程编码算法,包括编码和解码过程。

4. 编写仿真实验代码,对三种编码算法进行性能评估。

5. 分析实验结果,总结不同编码算法的优缺点。

实验结果及分析:一、Huffman编码算法1. 编码过程:- 对字符序列进行统计,计算每个字符出现的频率。

- 根据频率构建哈夫曼树,叶子节点代表字符,分支代表编码。

- 根据哈夫曼树生成编码,频率越高的字符编码越短。

2. 解码过程:- 根据编码,从哈夫曼树的根节点开始,沿着编码序列遍历树。

- 当遍历到叶子节点时,输出对应的字符。

3. 性能评估:- 编码长度:Huffman编码的平均编码长度最短,编码效率较高。

- 编码时间:Huffman编码算法的编码时间较长,尤其是在构建哈夫曼树的过程中。

二、算术编码算法1. 编码过程:- 对字符序列进行统计,计算每个字符出现的频率。

- 根据频率,将字符序列映射到0到1之间的实数。

- 根据映射结果,将实数序列编码为二进制序列。

2. 解码过程:- 对编码的二进制序列进行解码,得到实数序列。

游程编码实验报告范文游程编码数据的属性查询

游程编码实验报告范文游程编码数据的属性查询

游程编码实验报告范文游程编码数据的属性查询........交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业:通信工程专业11级学号:2姓名:徐国健实验所属课程:移动通信原理与应用实验室(中心):信息技术软件实验室指导教师:益才2022年5月教师评阅意见:签名:年月日实验成绩:一、题目二值图像的游程编码及解码二、仿真要求对一幅图像进行编码压缩,然后解码恢复图像。

三、仿真方案详细设计实验过程分为四步:分别是读入一副图象,将它转换成为二进制灰度图像,然后对其进行游程编码和压缩,最后恢复图象(只能恢复为二值图像)。

1、二值转换所谓二值图像,就是指图像上的所有像素点的灰度值只用两种可能,不为“0”就为“1”,也就是整个图像呈现出明显的黑白效果。

2、游程编码原理游程编码是一种无损压缩编码,对于二值图有效。

游程编码的基本原理是:用一个符号值或串长代替具有相同值的连续符号,使符号长度少于原始数据的长度。

据进行编码时,沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号,用字串代替这些连续符号,可大幅度减少数据量。

游程编码分为定长行程编码和不定长行程编码两种类型。

游程编码是连续精确的编码,在传输过程中,如果其中一位符号发生错误,即可影响整个编码序列,使行程编码无法还原回原始数据。

3、游程编码算法一般游程编码有两种算法,一种是使用1的起始位置和1的游程长度,另一种是只使用游程长度,如果第一个编码值为0,则表示游程长度编码是从0像素的长度开始。

这次实验采用的是前一种算法。

两种方法各有优缺点:前一种存储比第二种困难,因此编程也比较复杂。

而后一种需要知道第一个像素值,故压缩编码算法中需给出所读出的图的第一个像素值。

压缩流程图:解压流程图:开始开始开始开始读出压缩读出压缩数据image将原图像矩阵重构为一行二进制数据建立一行len列建立一行len列的0向量image,len为图片长宽之积建立结构树image1,包含了image.po和image.wgh,分别代表起始位置和宽度i=leni=len循环判断第一个值是否为1判断第一个值是否为1让image从让image从1游程到宽度范围内变为1imageimage.po和image.wgh位置置1利用函数重构原来的图像矩阵利用函数重构原来的图像矩阵j=1j=1结束i=2:len结束i=2:len一个游程一个游程完后,j=j+1遍历temp1,遍历temp1,将游程1的起始位置和宽度存在image.po(j)和image.wgh(j)中。

计算机视觉实验指导书

计算机视觉实验指导书

计算机实验指导书编写:郭曙光西安邮电学院自动化学院智能科学与技术专业2010年5月5号实验一几何投影、游程编码一、实验目的与要求:目的:通过本次实验,学生可以掌握图像几何投影、游程编码的方法。

要求:上机运行,调试通过。

二、实验设备:计算机、Matlab软件、VC++或C语言软件三、实验内容:(1)几何投影:对一幅简单二值图像的水平、垂直及对角线的投影。

(2)游程编码:对一幅简单二值图像进行游程编码。

四、实验原理:(1)几何投影:是指定方向上单条前景像素的个数,例如下图示例:(2)游程编码:是用图像象素值连续为1的个数(象素1的长度)来描述图像。

在游程长度编码中经常运用两种方法,一种是使用1的起始位置和1的游程长度,另一种是仅仅使用游程长度,如果第一个编码值为0,则表示游程长度编码是从0象素的长度开始,如图所示:1的游程:第一行(2,2)(6,3)(13,6)(20,1)第二行(4,6)(11,10)第三行(1,5 )(11,1)(17,4)1和0的游程长度:第一行0,1, 2,2,3,4,6,1,1第二行0,3,6,1,10第三行1, 5,5,1,5,4五、实验报告内容(1)叙述实验过程,列出代码及代码简要说明;(2)提交实验的原始图像和结果数据及图像。

(3)给出方法用途及结论的简要分析实验二形态算子一、实验目的与要求目的:学习常见的数学形态学运算基本方法,了解腐蚀、膨胀、开运算、闭运算取得的效果,培养处理实际图像的能力。

要求:上机运行,调试通过。

二、实验设备:计算机、Matlab软件、VC++或C语言软件三、实验内容:利用VC++/C或MatLab工具箱中关于数学形态学运算的函数,对二值图像进行膨胀、腐蚀和开运算、闭运算处理。

四、实验原理:膨胀:腐蚀:开运算:闭运算:五、实验报告内容(1)描述实验的基本步骤,用数据和图片给出各个步骤中取得的实验结果,并进行必要的讨论,必须包括原始图像及其计算/处理后的图像。

游程编码(蛮详细的)

游程编码(蛮详细的)

摘要为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对信源输出的符号序列所施行的变换。

具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。

最原始的信源编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。

但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。

信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。

相应地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。

关键词:信源;信道;编码;游程编码1课题描述游程编码又称“运行长度编码”或“行程编码”,是一种统计编码,该编码属于无损压缩编码,是栅格数据压缩的重要编码方法。

对于二值图有效。

在对图像数据进行编码时,沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号,用字串代替这些连续符号,可大幅度减少数据量。

相应地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。

2 信源编码2.1概念一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换;为了减少或消除信源剩余度而进行的信源符号变换,对输入信息进行编码,优化信息和压缩信息并且打成符合标准的数据包2.2信源编码作用信源编码的作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率,即通常所说的数据压缩:作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号,以实现模拟信号的数字化传输。

2.3编码方式最原始的信源编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。

但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。

信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。

游程编码实验报告

游程编码实验报告

实验二游程编码一、实验目的1、掌握游程编码原理;2、理解数据编码压缩和译码输出编码的实现。

二、实验要求实现游程编码和译码的生成算法。

三、实验内容输入一幅二值图像,先统计要压缩编码的文件中的字符字母出现的次数,按字符字母和空格出现的概率对其进行哈夫曼编码,然后读入要编码的文件,编码后存入另一个文件;接着再调出编码后的文件,并对其进行译码输出,最后存入另一个文件中。

四、实验原理1、xx树的定义:假设有n个权值,试构造一颗有n个叶子节点的二叉树,每个叶子带权值为wi,其中树带权路径最小的二叉树成为哈夫曼树或者最优二叉树;2、xx树的构造:weight为输入的频率数组,把其中的值赋给依次建立的HT Node对象中的data属性,即每一个HT Node对应一个输入的频率。

然后根据data属性按从小到大顺序排序,每次从data取出两个最小和此次小的HT Node,将他们的data 相加,构造出新的HTNode作为他们的父节点,指针parent,leftchild,rightchild赋相应值。

在把这个新的节点插入最小堆。

按此步骤可以构造出一棵xx树。

通过已经构造出的哈夫曼树,自底向上,由频率节点开始向上寻找parent,直到parent为树的顶点为止。

这样,根据每次向上搜索后,原节点为父节点的左孩子还是右孩子,来记录1或0,这样,每个频率都会有一个01编码与之唯一对应,并且任何编码没有前部分是同其他完整编码一样的。

五、实验程序#include<stdio.h>#include<string.h>#define NUM 1000char dat,flag,str[NUM],b[NUM];printf("(请输入待编码的字符串)\n\n");printf("原字符串为:");gets(str);//输入待编码的字符串flag=str[0];//记下第一个字符值作为flag游程编码的起始值/************************编码部分**********************************************/printf("\n游程编码为:");for(i=0;i<strlen(str);i++)//输入字符串的循环{if(str[i+1]==str[i])/************************译码部分**********************************************/printf("\n\n译码结果为:");for(j=0;j<h;j++)//对计数数组进行循环,次数为游程改变的次数{ for(z=0;z<a[j];z++)flag='1';else if(flag=='1')flag='0';//让flag轮流从0和1切换赋值}for(x=0;x<k;x++)printf("%c",b[x]);//将译出的码显示出来printf("\n\n\n");}八、结果分析九、实验心得。

游程编码(蛮详细的)

游程编码(蛮详细的)

摘要为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对信源输出的符号序列所施行的变换。

具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。

最原始的信源编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。

但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。

信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。

相应地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。

关键词:信源;信道;编码;游程编码1课题描述游程编码又称“运行长度编码”或“行程编码”,是一种统计编码,该编码属于无损压缩编码,是栅格数据压缩的重要编码方法。

对于二值图有效。

在对图像数据进行编码时,沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号,用字串代替这些连续符号,可大幅度减少数据量。

相应地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。

2 信源编码2.1概念一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换;为了减少或消除信源剩余度而进行的信源符号变换,对输入信息进行编码,优化信息和压缩信息并且打成符合标准的数据包2.2信源编码作用信源编码的作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率,即通常所说的数据压缩:作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号,以实现模拟信号的数字化传输。

2.3编码方式最原始的信源编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。

但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。

信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。

游程编码原理(一)

游程编码原理(一)

游程编码原理(一)游程编码简介游程编码是一种常见的数据压缩算法,用于减少数据存储和传输所需的位数。

它基于游程的概念,可以将连续的重复数据序列编码为更短的表示形式。

本文将逐步解释游程编码的原理和实现方法。

1. 游程编码的基本原理游程编码的基本思想是将连续重复的数据序列用游程长度和数据值表示。

通过这种方式,可以大大减少数据的存储和传输所需的位数。

2. 简单游程编码在简单游程编码中,连续重复的数据序列被编码为(长度,值)的形式。

例如,序列“” 可以被编码为“(6,0)(3,1)(3,0)”。

这样,原始序列的长度从12位减少到13位。

3. 游程编码的优化为了进一步减少编码后数据的长度,游程编码可以采用不同的策略进行优化。

零值游程编码对于大量连续相同的零值序列,可以使用特殊的编码方式。

例如,序列“” 可以被编码为“0(10)”,只需两位表示。

长度编码游程编码的长度也可以进行优化。

当连续重复的数据长度超过一定阈值时,可以使用更短的表示形式表示长度。

自适应游程编码自适应游程编码是一种动态调整编码策略的算法。

它根据输入数据的特征动态选择最佳的编码方式,以进一步提高压缩比。

4. 游程解码对于进行游程编码压缩的数据,解码算法可以将编码后的数据重新还原为原始数据。

5. 游程编码的应用领域游程编码常被用于图像和视频压缩领域。

图像和视频数据中常存在大量连续重复的像素值,游程编码可以有效减少存储和传输数据所需的位数,提高压缩效率。

结论游程编码是一种常见的数据压缩算法,能够通过连续重复数据序列的编码,有效减少存储和传输数据所需的位数。

游程编码有不同的优化策略和应用领域,可以根据具体情况选择合适的编码方式,以提高压缩效率。

以上是对游程编码的简要介绍,希望能够帮助读者理解游程编码的原理和应用。

6. 游程编码的局限性虽然游程编码在某些情况下具有较好的压缩效果,但也存在一些局限性。

数据分布不均匀如果数据中没有连续重复的序列或者重复序列很短,游程编码的效果就会受到限制。

游程编码实验报告

游程编码实验报告
% 下面程序是游程编码解压
l=1;
for m=1:image4length
for n=1:1:image4(m);
rec_image(l)=data(m);
l=l+1;
end
end
u=1:1:length(rec_image); % 查看解压后的图像数据
figure,plot(u,rec_image(u));
3、游程编码算法
一般游程编码有两种算法,一种是使用1的起始位置和1的游程长度,另一种是只使用游程长度,如果第一个编码值为0,则表示游程长度编码是从0像素的长度开始。这次实验采用的是前一种算法。两种方法各有优缺点:前一种存储比第二种困难,因此编程也比较复杂。而后一种需要知道第一个像素值,故压缩编码算法中需给出所读出的图的第一个像素值。
三、仿真方案详细设计
实验过程分为四步:分别是读入一副图象,将它转换成为二进制灰度图像,然后对其进行游程编码和压缩,最后恢复图象(只能恢复为二值图像)。
1、二值转换
所谓二值图像,就是指图像上的所有像素点的灰度值只用两种可能,不为“0”就为“1”,也就是整个图像呈现出明显的黑白效果。
2、游程编码原理
游程编码是一种无损压缩编码,对于二值图有效。游程编码的基本原理是:用一个符号值或串长代替具有相同值的连续符号,使符号长度少于原始数据的长度。据进行编码时,沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号,用字串代替这些连续符号,可大幅度减少数据量。游程编码分为定长行程编码和不定长行程编码两种类型。游程编码是连续精确的编码,在传输过程中,如果其中一位符号发生错误,即可影响整个编码序列,使行程编码无法还原回原始数据。
image4length=length(image4); % 统计游程编码后的所占字节长度

实验报告程序编码

实验报告程序编码

一、实验目的1. 掌握程序编码的基本方法和技巧;2. 熟悉常用编程语言的特点和语法;3. 提高编程能力和问题解决能力。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3. 开发工具:PyCharm三、实验内容1. 编写一个简单的计算器程序,实现加、减、乘、除四种基本运算;2. 编写一个排序算法程序,对一组数据进行排序;3. 编写一个数据结构程序,实现链表的基本操作。

四、实验步骤1. 计算器程序(1)设计计算器界面,包括输入框、按钮和显示框;(2)编写事件处理函数,实现加、减、乘、除四种运算;(3)在界面中调用事件处理函数,显示计算结果。

代码如下:```pythonfrom tkinter importdef calculate():num1 = float(entry1.get())num2 = float(entry2.get())if operator.get() == '+':result = num1 + num2elif operator.get() == '-':result = num1 - num2elif operator.get() == '':result = num1 num2elif operator.get() == '/':result = num1 / num2else:result = 0label_result.config(text=str(result)) root = Tk()root.title("计算器")label1 = Label(root, text="数字1:") label1.grid(row=0, column=0)entry1 = Entry(root)entry1.grid(row=0, column=1)label2 = Label(root, text="数字2:") label2.grid(row=1, column=0)entry2 = Entry(root)entry2.grid(row=1, column=1)operator = StringVar()operator.set('+')label_operator = Label(root, text="运算符:")label_operator.grid(row=2, column=0)option_menu = OptionMenu(root, operator, '+', '-', '', '/') option_menu.grid(row=2, column=1)button_calculate = Button(root, text="计算", command=calculate) button_calculate.grid(row=3, column=0, columnspan=2)label_result = Label(root, text="")label_result.grid(row=4, column=0, columnspan=2)root.mainloop()```2. 排序算法程序(1)设计排序算法程序界面,包括输入框、按钮和显示框;(2)编写排序算法函数,如冒泡排序、选择排序、插入排序等;(3)在界面中调用排序算法函数,显示排序结果。

游程编码实验报告

游程编码实验报告

游程编码实验报告游程编码实验报告引言:游程编码是一种常用的数据压缩算法,通过统计连续重复的字符出现的次数,将其转化为一个字符和其重复次数的组合,从而实现对数据的高效压缩。

本实验旨在通过实际操作和数据分析,深入理解游程编码的原理和应用。

实验目的:1. 掌握游程编码的基本原理和算法;2. 了解游程编码在数据压缩中的应用;3. 分析游程编码的优缺点及适用范围。

实验步骤:1. 实验准备:a. 准备一段文本数据,长度不少于1000个字符;b. 编写游程编码的实现代码。

2. 游程编码实现:a. 将文本数据输入到游程编码算法中;b. 统计连续重复字符的次数,并将其转化为字符和重复次数的组合;c. 将游程编码后的数据输出。

3. 数据分析:a. 比较游程编码前后数据的大小,计算压缩率;b. 统计游程编码后的数据中字符的平均重复次数;c. 分析游程编码在不同类型数据上的效果差异。

实验结果与分析:通过实验,我们得到了以下结果和分析:1. 游程编码前后数据大小比较:在我们的实验中,游程编码后的数据大小相对于原始数据大大减小。

这是因为游程编码将连续重复的字符转化为字符和重复次数的组合,从而减少了数据的冗余性。

通过计算压缩率,我们可以得知游程编码的压缩效果。

2. 压缩率计算:压缩率是衡量数据压缩效果的重要指标。

通过实验数据的分析,我们可以计算出游程编码的压缩率。

压缩率的计算公式为:压缩率 = (压缩后数据大小 / 原始数据大小)* 100%。

根据实验结果,我们可以进行压缩率的比较和评估。

3. 字符的平均重复次数:游程编码将连续重复的字符转化为字符和重复次数的组合。

通过统计游程编码后的数据中字符的平均重复次数,我们可以了解到数据中的重复性程度。

这对于数据的分析和应用具有一定的参考价值。

4. 游程编码在不同类型数据上的效果差异:游程编码的效果受到数据的特点和分布的影响。

在实验中,我们可以尝试不同类型的数据,比如文本数据、图像数据等,来分析游程编码在不同类型数据上的效果差异。

编码系统实验报告

编码系统实验报告

实验名称:编码系统设计与实现实验时间:2023年X月X日实验地点:计算机实验室实验目的:1. 理解编码系统的基本原理和设计方法。

2. 掌握不同编码方式的实现过程。

3. 提高编程能力和系统设计能力。

实验内容:1. 研究常见的编码方式,如ASCII、UTF-8、二进制等。

2. 设计并实现一个简单的编码系统,能够对文本进行编码和解码。

3. 分析编码系统的性能,包括编码速度、存储空间占用等。

实验步骤:1. 理论学习- 学习ASCII、UTF-8、二进制等编码方式的基本原理。

- 研究不同编码方式的优缺点和适用场景。

2. 设计编码系统- 确定编码系统的功能需求,如支持多种编码方式、文本输入输出等。

- 设计编码系统的模块结构,包括编码模块、解码模块、用户界面等。

3. 编码模块实现- 编写编码模块的代码,实现文本的编码功能。

- 测试编码模块,确保其能够正确地将文本转换为编码后的数据。

4. 解码模块实现- 编写解码模块的代码,实现编码数据的解码功能。

- 测试解码模块,确保其能够正确地将编码数据转换回文本。

5. 用户界面设计- 设计用户界面,包括文本输入框、编码按钮、解码按钮等。

- 实现用户界面与编码模块、解码模块的交互。

6. 性能分析- 测试编码系统的性能,包括编码速度、存储空间占用等。

- 分析实验结果,找出系统性能的瓶颈。

实验结果与分析:1. 编码模块实现- 使用Python编程语言实现了编码模块,能够将文本转换为二进制编码数据。

- 编码速度较快,平均编码时间约为0.01秒。

2. 解码模块实现- 使用Python编程语言实现了解码模块,能够将二进制编码数据转换回文本。

- 解码速度较快,平均解码时间约为0.01秒。

3. 用户界面设计- 设计了一个简单的用户界面,包括文本输入框、编码按钮、解码按钮等。

- 用户可以通过输入文本,点击编码按钮进行编码,点击解码按钮进行解码。

4. 性能分析- 通过测试,编码系统的平均编码和解码速度均较快,平均时间为0.01秒。

信息论与编码实验报告(DOC)

信息论与编码实验报告(DOC)

计算机与信息学院信息论与编码实验报告专业班级学生姓名及学号周伟康20112910 课程教学班号任课教师苏兆品实验指导教师实验地点2013 ~ 2014 学年第一学期信息论与编码课程设计目录一.课程设计目的 (2)二.课程设计要求 (2)三.课程设计描述 (2)四.程序结构 (2)五.算法及部分源码 (3)六.用例测试 (9)七.总结 (20)一.课程设计目的通过编程实现,在理解掌握的基础上进一步扩展课授的几种无失真信源编码算法。

以实践检验理论。

二.课程设计要求1.对一灰度图像进行游程编码的设计实现(将Huffman与游程结合)。

2.试对任意的数字序列(如学号、电话号码)进行自适应算术编码。

3.围绕设计题目查阅资料,掌握编码的基本原理。

4.按设计要求和编码原理进行算法的设计,算法的设计应满足正确性、可读性、健壮性、高效率等要求。

5.在此基础上,可以进行扩展三.课程设计描述本次设计实现内容:1.对任意的信源符号序列进行N元Huffman编码/译码。

2.对任意的信源符号序列进行N元Fano 编码/译码。

3.对任意的信源符号序列进行N元Elias 编码/译码。

4.对像素矩阵进行游程与上述编码方式结合的编码/译码。

5.数字串的自适应算数编码/译码。

6.对任意给定译码规则的译码和判断其是否为即时码。

输入数据从键盘或磁盘文件读入,运算结果显示到屏幕或保存到文件。

编写可视化图形交互界面。

本次设计程序用Java实现,由本人独立完成。

四.程序结构本次设计采用MVC设计模式:控制包下为文件读写线程执行包下是执行主类模式包分编码译码两部分Item:封装每个码元符号信息和操作AnlysisModel:信源序列统计分析模型其他如右图顾名思义视图包也分编码译码两部分MainFrame:主框架界面编码下:算数编码面板分组码编码面板译码下:算数译码面板分组码译码面板五. 算法及部分源码a) N 元Huffman 编码:算法:1) 将每个信源符号加入优先队列Heap 。

游程编码行程编码

游程编码行程编码

(1)DC系数编码
求出差分值DIFF,查书中P52表4.2即可得前缀码(用 标准的霍夫曼编码)。
(2)AC系数编码
①若ZZ(k)为待编码的非零AC系数,根据ZZ(k)的幅度范
围由P60表4.8查出尾码的位数B=SSSS,按以下可求得尾码:
若ZZ=5,B=3,得原码101 尾码=ZZ(k)的B位 原码,若ZZ(k)≥0
⑥此后无非零值,最直接用一个EOB结束本块,查表得码字为1010。
(3)综合前面(1)和(2),可知该图像块的编码为
00 100101 0101 1101110 1110101 11111111001 11110110 1010
(4)原始图像块要用8*8*8=512位,压缩后为49位,压缩比为10.45:1。
游程编码总结
(1) 游程编码RCL是一种熵编码。 (2) RCL仍需与其他前缀码结合才有望达到更
好的效果。这种方法对于二值图最有效。
(3) RCL仍是变长码,有其固有的缺点,即需
要较大容量的缓冲和较低误码的优质信道。
谢 谢!
缺点
用Sc作为前缀的低效、原字符串中RL的长度 和出现频度不够显著。导致不实用。
解决方法
在二值图像和连续色调图像中可以省去Sc,这样 使得改进的RCL在图像编码中得到了广泛的应用。
定 义 二值图像
二值图像的游程编码
是指仅有黑(用“1”代表)、白(用“0”代表) 两个亮度值的图像。可借助各种图像通信方式 传输,最经典的通信方式是传真。
●EOL:规则(3)。同步码,查表可得为000000000001。即为答案。
连续色调图像的二维编码
引出前提 编码原理
AC编码表示形式
前面介绍了二值图像的一维MH编码,但对于多值或 连续色调图像,黑白游程已不适用,而基本RCL的3 元组也不能直接用。

游程编码实验报告

游程编码实验报告

一、实验目的1. 理解行程编码的基本原理和算法。

2. 掌握行程编码在数据压缩中的应用。

3. 通过实际操作,提高对行程编码算法的实践能力。

二、实验原理行程编码(Run-Length Encoding,RLE)是一种无损失的数据压缩算法。

它通过记录连续相同数据出现的次数来减少数据量。

行程编码的基本原理是将输入数据序列中连续相同的元素用一个元素和其出现次数表示,从而实现数据压缩。

三、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3. 库:NumPy、Pandas四、实验步骤1. 数据准备:准备一段待压缩的数据,可以是任意格式的文本或二进制数据。

2. 行程编码实现:- 定义一个函数,用于实现行程编码算法。

- 遍历输入数据,记录连续相同元素的个数。

- 将连续相同元素用一个元素和其出现次数表示。

- 返回编码后的数据。

3. 解码实现:- 定义一个函数,用于实现行程解码算法。

- 遍历编码后的数据,根据元素和出现次数还原原始数据。

- 返回解码后的数据。

4. 性能测试:- 对编码后的数据进行解码,验证编码的正确性。

- 计算编码前后的数据量,评估行程编码的压缩效果。

五、实验结果与分析1. 数据准备:以一段文本数据为例,内容为“AAAABBBCCDAA”。

2. 行程编码实现:```pythondef run_length_encode(data):encoding = []count = 1for i in range(1, len(data)):if data[i] == data[i-1]:count += 1else:encoding.append(data[i-1] + str(count)) count = 1encoding.append(data[-1] + str(count))return ''.join(encoding)encoded_data = run_length_encode("AAAABBBCCDAA")print("Encoded data:", encoded_data)```输出:`Encoded data: A4B3C2D1A2`3. 解码实现:```pythondef run_length_decode(encoded_data):decoded_data = []for i in range(0, len(encoded_data), 2):char = encoded_data[i]count = int(encoded_data[i+1])decoded_data.extend([char] count)return ''.join(decoded_data)decoded_data = run_length_decode(encoded_data)print("Decoded data:", decoded_data)```输出:`Decoded data: AAAABBBCCDAA`4. 性能测试:- 编码前数据量:13字节- 编码后数据量:8字节- 压缩比:13 / 8 = 1.625六、实验结论1. 行程编码是一种有效的数据压缩算法,能够显著减少数据量。

关于编码的实验报告

关于编码的实验报告

一、实验目的1. 理解编码的基本原理及其在数据传输、存储等方面的作用。

2. 掌握哈夫曼编码和LZ编码的原理及实现方法。

3. 通过实验,验证编码算法在数据压缩、解压缩方面的效果。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发工具:Visual Studio 2019三、实验内容1. 哈夫曼编码实验(1)统计待编码文本中字符出现的频率。

(2)构建哈夫曼树,并根据哈夫曼树生成字符编码。

(3)对文本进行编码,生成编码后的文本。

(4)对编码后的文本进行解码,验证解码效果。

2. LZ编码实验(1)实现LZ编码算法,对文本进行压缩。

(2)实现LZ解码算法,对压缩后的文本进行解压缩。

(3)比较压缩前后的文本大小,计算压缩率。

四、实验步骤1. 哈夫曼编码实验步骤(1)编写函数,用于统计文本中字符出现的频率。

(2)编写函数,用于构建哈夫曼树。

(3)编写函数,用于根据哈夫曼树生成字符编码。

(4)编写函数,用于对文本进行编码。

(5)编写函数,用于对编码后的文本进行解码。

(6)编写主函数,实现上述功能,并输出实验结果。

2. LZ编码实验步骤(1)编写函数,用于实现LZ编码算法,对文本进行压缩。

(2)编写函数,用于实现LZ解码算法,对压缩后的文本进行解压缩。

(3)编写主函数,实现上述功能,并输出实验结果。

五、实验结果与分析1. 哈夫曼编码实验结果与分析(1)统计文本中字符出现的频率。

(2)构建哈夫曼树,生成字符编码。

(3)对文本进行编码,生成编码后的文本。

(4)对编码后的文本进行解码,验证解码效果。

实验结果显示,哈夫曼编码能够有效地压缩文本数据,压缩后的文本大小明显减小,解码效果良好。

2. LZ编码实验结果与分析(1)实现LZ编码算法,对文本进行压缩。

(2)实现LZ解码算法,对压缩后的文本进行解压缩。

(3)比较压缩前后的文本大小,计算压缩率。

实验结果显示,LZ编码能够有效地压缩文本数据,压缩后的文本大小明显减小,压缩率较高。

集合游程编码算法介绍与实验分析

集合游程编码算法介绍与实验分析
总第 2 0期 3

Co ue mp tr& Dii l gn eig gt ie r a En n
Vo . 6 NO 1 13 . 2
3 2
集合 游 程编码 算 法介 绍 与 实验分 析
常传 文 茅文深
南京 2O 0 ) 1O7 ( 国 电子 科 技 集 团 公 司 2 研 究 所 中 8


游程 编码是一种无损压缩算法 , 其简单 、 易于实现的特性也 使它得到了广泛的应用 。传统的游程编码选取固
定的阈值区分特征字符和非特征字符 , 限制 了压缩率的提高。从集合论的角度研究游程编码 , 提出了一种新的游程编码算
法 一集 合 游 程 , 法 中不 再使 用 阈值 , 将 全 域 字符 划 分 成 两 个 互 不 相 交 的 集 合 , 别 为 特 征 字 符 和非 特 征 字 符 , 过 对 特 算 而 分 通
Ex e i e sA n l s s p r m nt a y i
C ha g Ch nwen M a e he n ua o W ns n
( h 8hReerhIs tt f E C, a j g 2 0 0 ) T e2t sac nt ueo T N ni 10 7 i C n
Cls mb r TP 0 . a s Nu e 3 】6
1 引言
随着计算 机技术 的飞速发 展 , 压缩 编码 技术 也
有 了长足 的进 步 。从 信息论 的角度来 说 , 果按 照 如
到数学 中 , 建立 了基 于集 合分 析 的游 程 编码 , 再 不 使用 阈值 , 全 域 字 符 划 分成 两 个 互 不 相 交 的集 把 合, 分别 为特征 字符 和 非 特征 字符 , 特征 字 符进 行 合理 的映射来表 示连续 出现的次数 , 出 了一 种新 提 的游程 编码算法一 集合游 程编码 , 将游程 编码 算法

[精品]2895.F游程编码的的设计及性能的研究

[精品]2895.F游程编码的的设计及性能的研究

3、设计构想
(1)模拟二元相关信源,通过编码算法将该消 息压缩成码子,再通过译码过程将码子还原为消 息的过程。
(2)在压缩的过程中,计算游Fra bibliotek编码的压缩比率,即研究其性能。
游程编码的实现
游程编码三个模块: (1)模拟信源产生模块 (2)编码模块 (3)译码模块
模拟信源产生流程图:
编码模块流程图:
不足之处: (1)当输入的组数过大时,产生随 机数的时间比较慢,大约需要5秒; (2)对游程编码只进行了压缩比率的 研究,没有进一步地进行其他方面的 研究。
谢谢大家!
游程编码设计及性能研究

业:计算机科学与技术
指导教师:
答 辩 人:
讲师
目录
一、引言 二、游程编码实现 三、游程编码性能研究 四、结束语 五、致谢
引言
1、课题背景
飞速发展的数据压缩和图像编码技术,给多媒体数据传 输和数据存储带来极大的快捷和便利。但在某些数据安全性 要求比较苛刻的领域,现在比较流行和压缩效果好的压缩算 法几乎都属于有损范畴,对原始数据压缩处理后有不同程度 的损伤,无法完全恢复,以至于不能满足技术要求。
据媒体特性量身定制的压缩方法中,游程是最为简单、 最容易被想到的一种。大多数计算机中产生的图像都具有着 大面积重复的颜色块,为什么非要用无数个完全相同的颜色 值来表示某块图像呢?我们完全可以用一个颜色值加一个重 复次数来表示这一块图像,这就是 RLE 方法的基本思路。
2、基本概念
(1)图像数据压缩原理 由于图像数据之间存在着一定的冗余,所以使得数据的压缩成为可 能。信息论的创始人Shannon提出把数据看作是信息和冗余度的组合。 对数字图像进行压缩通常利用两个基本原理: 数字图像的相关性。在图像的同一行相邻像素之间、活动图像的 相邻帧的对应像素之间往往存在很强的相关性,去除或减少这些相关 性,也就去除或减少图像信息中的冗余度,即实现了对数字图像的压 缩。 人的视觉心理特征。人的视觉对于边缘急剧变化不敏感,对颜色 分辨力弱,利用这些特征可以在相应部分适当降低编码精度,而使人 从视觉上并不感觉到图像质量的下降,从而达到对数字图像压缩的目 的。

关于编码实验的实验报告

关于编码实验的实验报告

一、实验目的1. 理解编码的基本原理和方法;2. 掌握哈夫曼编码和LZ编码的基本思想;3. 学习利用编程实现编码算法;4. 分析编码效率,提高数据压缩能力。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3.83. 开发工具:PyCharm三、实验内容1. 哈夫曼编码(1)实验目的:掌握哈夫曼编码的基本原理,实现哈夫曼编码和译码。

(2)实验步骤:a. 统计待编码文件中字符出现的频率;b. 根据频率构造哈夫曼树;c. 为哈夫曼树中的每个节点分配码字;d. 编码待编码文件;e. 译码编码后的文件。

(3)实验结果:a. 哈夫曼树如图所示;b. 编码后的文件大小为:原文件大小的X%;c. 译码后的文件与原文件内容完全一致。

2. LZ编码(1)实验目的:熟悉LZ编码的基本思想,实现LZ编码和译码。

(2)实验步骤:a. 编写LZ编码程序,读取待编码文件;b. 实现LZ编码算法,生成编码后的文件;c. 编写LZ译码程序,读取编码后的文件;d. 译码编码后的文件,验证译码结果。

(3)实验结果:a. 编码后的文件大小为:原文件大小的Y%;b. 译码后的文件与原文件内容完全一致。

四、实验分析1. 哈夫曼编码与LZ编码的比较a. 哈夫曼编码适用于字符频率较高的文本文件,编码效率较高;b. LZ编码适用于字符重复率较高的文本文件,编码效率较高;c. 在实际应用中,可以根据文件特点选择合适的编码方法。

2. 编码效率分析a. 哈夫曼编码的编码效率取决于字符频率分布,频率分布越均匀,编码效率越高;b. LZ编码的编码效率取决于文本的重复率,重复率越高,编码效率越高。

五、实验总结1. 通过本次实验,掌握了哈夫曼编码和LZ编码的基本原理和实现方法;2. 学会了利用编程实现编码算法,提高了数据压缩能力;3. 了解了不同编码方法的特点,为实际应用提供了参考。

六、实验拓展1. 研究其他编码算法,如算术编码、行程编码等;2. 尝试将编码算法应用于图像、音频等不同类型的数据;3. 研究编码算法的优化,提高编码效率。

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实验二游程编码
一、实验目的
1、掌握游程编码原理;
2、理解数据编码压缩和译码输出编码的实现。

二、实验要求
实现游程编码和译码的生成算法。

三、实验内容
输入一幅二值图像,先统计要压缩编码的文件中的字符字母出现的次数,按字符字母和空格出现的概率对其进行哈夫曼编码,然后读入要编码的文件,编码后存入另一个文件;接着再调出编码后的文件,并对其进行译码输出,最后存入另一个文件中。

四、实验原理
1、xx 树的定义:
假设有n 个权值,试构造一颗有n 个叶子节点的二叉树,每个叶子带权值为wi ,其中树带权路径最小的二叉树成为哈夫曼树或者最优二叉树;
2、xx 树的构造:
weight为输入的频率数组,把其中的值赋给依次建立的HT Node对象中的data属性,即每一个HT Node对应一个输入的频率。

然后根据data属性按从小到大顺序排序,每次从data取出两个最小和此次小的HT Node,将他们的data 相加,构造出新的HTNode作为他们的父节点,指针pare nt,leftchild,rightchild 赋相应值。

在把这个新的节点插入最小堆。

按此步骤可以构造出一棵XX树。

通过已经构造出的哈夫曼树,自底向上,由频率节点开始向上寻找parent, 直到parent 为树的顶点为止。

这样,根据每次向上搜索后,原节点为父节点的
左孩子还是右孩子,来记录 1 或0,这样,每个频率都会有一个01 编码与之唯一对应,并且任何编码没有前部分是同其他完整编码一样的。

五、实验程序
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define NUM 1000
char dat,flag,str[NUM],b[NUM];
printf("( 请输入待编码的字符串)\n\n");
printf(" 原字符串为:
");
gets(str);// 输入待编码的字符串
flag=str[0];// 记下第一个字符值作为flag 游程编码的起始值
/************************ 编码部分**********************************************/
printf("\n 游程编码为:
");
for(i=0;i<strlen(str);i++)// 输入字符串的循环{if(str[i+1]==str[i])
/************************
译码部分
**********************************************
printf("\n\n 译码结果为:
");
for(j=0;j<h;j++)// 对计数数组进行循环,次数为游程改变的次数
{ for(z=0;z<a[j];z++)
flag='1';
else if(flag=='1')
flag='0';// 让flag 轮流从0 和1 切换赋值}for(x=0;x<k;x++) printf("%c",b[x]);// 将译出的码显示出来printf("\n\n\n");}
八、结果分析
九、实验心得。

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