《数据压缩与信源编码》实验报告S.docx

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1、西华高校试验报告（理工类）开器学院及试1，电气倍息学院6A222试It时间，2017年4月6日学生姓名学号成绩学生所在学院电气与电子信息学院年物专业/信总工程14（3）-1课程名称数据压编与信源编码课程代码6088619试验项目名称码书的设计和运用项目代码a-指导被如季耀项目学分一、试验目的采纳矢M以化算法（1.BG获得图像压缩所须要的码书，通过码书实现图像压缩端玛，二、试验朦理要想得到好的性能码，仅果纳标奴疑化是不行使的当把多个信源符号联合起来形成多维矢量,再对矢状进行标录量化时自由度将更大，同样的失出下，城化舰数可进一步削成，码率可进一步压缩，这种出化叫失fit量化.一种有效和直规的矢麻信

2、化码书设计曾法一一1.BG豫法（也叫GIA算法）是由1.indc、Buzo和Gray于1980年首先提出来的。该算法堪于最佳矢心狄化器设计的景佳划分和以佳码书这两个必要条件，H是Uoyd算法在矢量空间的推广，其特点为物理梅会清楚、算法理论严密及算法实现简洁.设训练矢笊集为X=x0,x1,.,xm.1）,待产生的码书为C=y0,y,.-.ys.l.其中W=%，%，.j=bys*.lojw-.oyf-.则印书设计过程就是需求把训练矢量集X分成N个子集SAj=0.1,-,N-1）的一种最佳%类方案，而子集Sj的质心矢量.*作为码字。假设平方误差测度用来表征训练矢量用和码字匕之间的失真，即：A-Id（

3、孙力）=（%-力）2）-0则码书设计的准则可用下列数学形式表达：最小化AW.XC）wvd（xl,yj）=0/=O约束条件Hp=l.O,W-I其中W为MXN矩阵,其元素满意，OX1Si矩阵W可看作训练矢量的聚类结果。依据W,可计算码字:19其中s代表子集s,.中训竦矢吊的数目，或者说是矩阵W第/+1行(MM=OJ,w-1)中非零元素的数目.针对训练矢量集为X=K.xi,-,xm.i).其1.BG算法的详细步骤如M步骤I：给定初始码拈C=.y：y”,y灯，令迭代次数=0,平均失真D”8,给定相时误差门限s()s,S,M.S7满意S*=卜Id(v.y*)=mind(v.y1).veX)步既3：计算平

4、均失真D-=ynind(x.,y推断相对误差是否满意(D,-tD,n)D,n,若满意,则停止算法,一书CW就是所求的码书.否则,转步骤4.步骤4：依据最佳眄书条件,计算各胞腔的质心，即UHD_1.yvs1,n,乙0，由这N个新质心)，；”=0.1.-,/V-I形成新码lC(*.置”=+1,转步骤2。三、试验设备、仪部及材料操作系统：Windowsxp:软件：MAT1.AB四、试Ift步M(依据实际操作过程)1.号书的设计ckurall;dau=doublHdata255;的行数和列数imshowXdata);%显示隙Sfi图dau=imcad(canraman.(if%归化Ilguf以1)像调

5、入朦始图像ImmEize(dam：%求出图佻VUbPiDl(121KIilleCKi始图便)SUbPIo122);frj=hnend1=1+1：mhist(da:&Ma2=ZCros(Ml工iz_wonb：尸1：Imeeft方图)dau!(i1(iJ：=;elsexiz_wnrd=4;%设置码字的大endA=zcro(MZ_w0ni.I);r=r+l;小endr=l;endsiz_book=512;为设置印书的Ml=tlr(m*v,siz-word):tort=l:m*nend大小r=nxi-k=ZefW(Siz_book.dalal=zcrow(m*nj);ifrOifr=xiz.wnrds

6、iz_w(rd);fori=):mMI=MI+I;dau2(l.f=A;2.编码%1.BG口注起先B=zcrosiz.xMX.l);MIUi.r)=l.(hClSC%初始化到书B=0.0:r=l;A=IXMfeJHHXendA=ZCfWiGiZ-WnrdJ);tcp=O.O:ckI=ZcmMsizJxMikAiendfori=1:siz_book*siz_w(xdforl=ksiz-xxxiz.word);endA(r)*datal(i:forj=l:siz_bookcp=0.0;ifr=ix-W0dhrp=lep*AUABn)A2:h*l=l:z_wiwdfurj=ksiz.kjkcxlc_

7、b(k(l,：X=A;end(cp=O.O:(Vrl=l:siz_wnrd1=1+1：r=l;fori=kMIr=l:furj=2:xiz.booklep=lep4ckIj.i)ccJeC5CCndJbOokI(jJ)=cA2;r=r+:A=OodCJXWk(j：上.l)*MIUGj)*da(a2(i.l);endedendende11sum(AB2);tq-lep4MIUi.j);i,U!psiz,book0.(MXXMIU=ZcmMMIiz_bk);iftcmp0endC=Ue=1cmp;CodC_book=CodjbookI;whilet三=1elcixkjxx*I;dau5=zcroM

8、mj);endfori=1:MIfbri=kmjl=modltcp.siz_Mb:11gurcforj=1:%tz_lxxkforj=knifji=Obnilowuin8(daia5:%U*示ifMIUg=Itcp=(i-rnj;jIFiJWonh如R图像t=j;endtiilcC矢JtJIt化明码后K朦的endiI=nXM(cp)siz_wonj):Baflneli111()ha5(ij)=flooc(Sft(I).(2),直到概率为1：(5)在次合并信源时,将合并的信源分别赋“。”和T;(6)找寻从年一信源符号到概率为1处的路径,记录路径上的“0”和“广；(7)从树根起先写出每一符号的“0、“I”.川标准哈夫亚编码对图像进行编码时效率很高,但须要对原始图像扫描两遍，第一遍要精确统计出fH个像素伯出现的概率，其次遍是建立哈夫曼树并编码,数据压缩和解压逑度较慢,因此,出现了一种改良的哈夫曼编码,它的变长码字不是实时产生而是一个固定的表,在编码和解码过程中不用计算符号概率和排序,干脆查农得到,但这个表必福经过大量的统计工作并细心设计才能达到较高的编码效率。在群态图像压缩国际标准(JP