第二次作业

1、 参考书《数据压缩导论(第4版)》  Page 66     2(a)(b),4,5?

 2、利用程序huff_enc和huff­_dec进行以下操作(在每种情况下,利用由被压缩图像生成的码本)。

  (a)对Sena、Sensin和Omaha图像时行编码。

图像名   原文件大小 压缩文件大小 压缩比
OMAHA 64KB 58KB 90.63% 
SENA 64KB 57KB 89.06% 
SINAN 64KB 61KB 95.31% 

  (b)编写一段程序,得到相邻之差,然后利用huffman对差值图像进行编码。

 4 、一个信源从符号集A={a1, a2, a3, a4, a5}中选择字母,概率为P(a1)=0.15,P(a2)=0.04,P(a3)=0.26,P(a4)=0.05,P(a5)=0.50。

  (a)计算这个信源的熵。

                H=(-0.15*log20.15)+(-0.04*log20.04)+(-0.26*log20.26)+(-0.05*log20.05)+(-0.50*log20.50)

                =0.4105+0.1858+0.5053+0.2161+0.5

                =1.8177bit

  (b)求这个信源的霍夫曼码。

        排序概率(从小到大):P(a2)=0.04,P(a4)=0.05,P(a1)=0.15,P(a3)=0.26,P(a5)=0.50

        得到Huffman树:

        就得到:

符号 码字 码长 概率
a1 110 3 0.15
a2 1110 4 0.04
a3 10 2 0.26
a4 1111 4 0.05
a5 0 1 0.50

  (c)求(b)中代码的平均长度及其冗余度。

                 平均长度:L=3*0.15+4*0.04+2*0.26+4*0.05+1*0.50

                                =1.83bit

                冗余度:L-H = 1.83-1.8177 = 0.0123bit

 5 、一个符号集A={a1, a2, a3, a4,},其概率为P(a1)=0.1,P(a2)=0.3,P(a3)=0.25,P(a4)=0.35,使用以下过程找出一种霍夫曼码:

  (a)本章概述的第一种过程:

 

   霍夫曼编码过程

信源符号 码字  码长  概率 
 a1 011 0.1 
 a2  01 2 0.3 
 a3 111   0.25
 a4  0  0.35

 

  (b)最小方差过程。

      因为,要获得具有最小方差的霍夫曼码,应当尽可能将合并字母放在列表中的最高位置,所以最小方差霍夫曼编码过程:

 

最小方差霍夫曼编码过程

符号 码字 码长 概率
a1 01 2 0.1
a2 10 2 0.3
a3 11 2 0.25
a4 00 2 0.35

 

                 最小方差:(0.35+0.1+0.3+0.25)*(2-2)2=0

2、 参考书《数据压缩导论(第4版)》Page 30     6?

 6、在本书配套的数据中有几个图像和语音文件。

  (a) 编写一段程序,计算其中一些图像和语音文件的一阶熵。

  (b) 选择一个图像文件,计算其二阶熵。试解释一阶熵与二阶熵的差别。

  (c) 对于(b)中所有的图像文件,计算其相邻像素之差的熵,试解释你的发现。

     解:

序号 文件名 一阶熵 二阶熵 差分熵
1 EARTH.IMG 4.770801 2.568358 3.962697
2 BERK.RAW 7.151537 6.705169 8.976150
3 GABE.RAW 7.116338 6.654578  8.978236
4 OMAHA.IMG 6.942426 4.488626 6.286834
5 SENA.IMG 6.834299 3.625204 3.856989
6 SENSIN.IMG 7.317944 4.301673 4.541547
7 test.txt 4.315677 3.122731  6.099982

文件的一阶熵、二阶熵和差分熵

        (a)、上表中计算出了一阶熵。

        (b)、在上表中,1、4、5、6为图像文件,把它们进行对比,二阶熵比一阶熵要小,因为二阶熵把字符序列分成了两个字符,增长了序列,所以二阶熵比一阶熵小。

        (c)、发现图像文件的相邻像素之差的熵(差分熵)的值在一阶熵和二阶熵之间。

原文地址:https://www.cnblogs.com/zhangyang528090150/p/4794024.html