信息论与编码实验二
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信息论与编码实验二
实验二 离散信道及其容量
一、实验目的
1、 2、 3、
理解离散信道容量的内涵;
掌握求二元对称信道(BSC)互信息量和容量的设计方法; 掌握二元扩展信道的设计方法并会求其平均互信息量。
二、实验原理
若某信道输入的是N维序列x,其概率分布为q(x),输出是N维
序列y,则平均互信息量记为I(X;Y),该信道的信道容量C定义为
C?maxI(X;Y)。
q(x)三、实验内容
1、给定BSC信道,信源概率空间为
X
P
=
0 1 0.6 0.4
?0.990.01?信道矩阵 P??? 0.010.99??求该信道的I(X;Y)和容量,画出I(X;Y)和?、C和p的关系曲线。 2 、编写一M脚本文件t03.m,实现如下功能:
在任意输入一信道矩阵P后,能够判断是否离散对称信道,若是,求出信道容量C。 3、已知X=(0,1,2);Y=(0,1,2,3),信源概率空间和信道矩阵分别为
X
Px
=
0 1 2 0.3 0.5 0.2
P=
0.1 0.3 0 0.6 0.3 0.5 0.2 0 0.1 0.7 0.1 0.
信息论与编码实验二
实验二 离散信道及其容量
一、实验目的
1、 2、 3、
理解离散信道容量的内涵;
掌握求二元对称信道(BSC)互信息量和容量的设计方法; 掌握二元扩展信道的设计方法并会求其平均互信息量。
二、实验原理
若某信道输入的是N维序列x,其概率分布为q(x),输出是N维
序列y,则平均互信息量记为I(X;Y),该信道的信道容量C定义为
C?maxI(X;Y)。
q(x)三、实验内容
1、给定BSC信道,信源概率空间为
X
P
=
0 1 0.6 0.4
?0.990.01?信道矩阵 P??? 0.010.99??求该信道的I(X;Y)和容量,画出I(X;Y)和?、C和p的关系曲线。 2 、编写一M脚本文件t03.m,实现如下功能:
在任意输入一信道矩阵P后,能够判断是否离散对称信道,若是,求出信道容量C。 3、已知X=(0,1,2);Y=(0,1,2,3),信源概率空间和信道矩阵分别为
X
Px
=
0 1 2 0.3 0.5 0.2
P=
0.1 0.3 0 0.6 0.3 0.5 0.2 0 0.1 0.7 0.1 0.
信息论与编码实验四
实验4 Huffman编码对英文文本的压缩和解压缩
一、实验内容
根据信源压缩编码——Huffman编码的原理,制作对英文文本进行压缩和解压缩的软件。要求软件有简单的用户界面,软件能够对运行的状态生成报告,分别是:字符频率统计报告、编码报告、压缩程度信息报告、码表存储空间报告。 二、实验环境
1. 计算机
2. Windows 2000 或以上 3. Microsoft Office 2000 或以上 4. VC++ 6.0 三、实验目的
1. 掌握Huffman编码的原理
2. 掌握VC开发环境的使用(尤其是程序调试技巧) 3. 掌握C语言编程(尤其是位运算和文件的操作) 4. 掌握数据结构的内容:链表、顺序表、堆栈、最优二叉树 5. 掌握结构化程序分析和开发的软件工程原理 四、实验要求
1. 提前预习实验,认真阅读实验原理。
2. 认真高效的完成实验,实验过程中服从实验室管理人员以及实验指导老
师的管理。
3. 认真填写实验报告。 五、实验原理
压缩/解压缩流程
压缩流程:
读取扫描文本文件——〉统计字符频率——〉生成码字——〉保存压缩文件 解压缩流程:
读取扫描压缩文件——〉提取字符频率——〉生成码树——〉保存文本文件 六、参考书
1.
信息论与编码实验四
实验4 Huffman编码对英文文本的压缩和解压缩
一、实验内容
根据信源压缩编码——Huffman编码的原理,制作对英文文本进行压缩和解压缩的软件。要求软件有简单的用户界面,软件能够对运行的状态生成报告,分别是:字符频率统计报告、编码报告、压缩程度信息报告、码表存储空间报告。 二、实验环境
1. 计算机
2. Windows 2000 或以上 3. Microsoft Office 2000 或以上 4. VC++ 6.0 三、实验目的
1. 掌握Huffman编码的原理
2. 掌握VC开发环境的使用(尤其是程序调试技巧) 3. 掌握C语言编程(尤其是位运算和文件的操作) 4. 掌握数据结构的内容:链表、顺序表、堆栈、最优二叉树 5. 掌握结构化程序分析和开发的软件工程原理 四、实验要求
1. 提前预习实验,认真阅读实验原理。
2. 认真高效的完成实验,实验过程中服从实验室管理人员以及实验指导老
师的管理。
3. 认真填写实验报告。 五、实验原理
压缩/解压缩流程
压缩流程:
读取扫描文本文件——〉统计字符频率——〉生成码字——〉保存压缩文件 解压缩流程:
读取扫描压缩文件——〉提取字符频率——〉生成码树——〉保存文本文件 六、参考书
1.
信息论与编码实验报告
信息论与编码实验报告
学院: 计算机与通信工程学院 专业: 计算机科学与技术 班级: 计1203班 学号: 姓名:
2014年12月29日
实验一 唯一可译码判别准则
实验目的:
1.进一步熟悉唯一可译码判别准则;
2.掌握C语言字符串处理程序的设计和调试技术。
实验内容:
1.已知:信源符号数和码字集合C;
2.输入:任意的一个码,码字的个数和每个具体的码字在运行时从键盘输入;
3.输出:判决(是唯一可译码/不是唯一可译码);循环(若继续判决则输入1循环判决,否则输入0结束运行)。
实验原理:
根据唯一可译码的判别方法,利用数据结构所学的知识,定义字符串数据类型并利用指针进行编程来实现算法。
算法:1、考察C 中所有的码字,若Wi是 Wj的前缀,则将对应的后缀作为一个尾随后缀码放入集合Fi+1中;
2、考察C和Fi俩个集合,若Wi ∈C是 Wj∈F的前缀或Wi ∈F是 Wj∈C的前缀,则将相应的后缀作为尾随后缀码放入集合Fi+1中;
3、F=∪Fi即为码C的尾随后缀集合;
4、若F中出现了C中的元素,算法终止,返回假(C不是唯一可译码);否则若F中没有出现新的元素,则返回真。
实验环境及实验文件存档名:
1.实验环境:vi
《信息论与编码》实验讲义新1
如题
实验一、计算二阶马尔可夫信源的熵
一、实验目的
1.掌握MATLAB的矩阵运算功能和图表功能。 2.掌握二阶马尔可夫信源熵的求解方法。 二、实验条件
计算机一台,MATLAB仿真软件。 三、实验内容
(1)MATLAB的应用(请参阅相关书籍) (2)实验主要内容
80.200 0. 0 0.500.5
已知信源的转移矩阵P= ,
0.50.500
00.20.8 0
1)利用Matlab强大的矩阵运算功能计算二阶马尔可夫信源的平稳分布概率。
2) 在Matlab环境下,编程计算该二阶马尔可夫信源的熵。 (3)实验原理
对于时齐、遍历的马尔可夫链,已知
p11p12p13p14
pppp22232124 P为信源的转移矩阵,P= ,p(Sj)为稳态概率,
p31p32p33p34
ppp44 4243 p41
p(Sj) Wj,且W P W
则信源熵为
H =Hm 1 p(Sj)H(X/Sj)
Sj
其中H(X/Sj)=- p(xi/Sj)logp(xi/Sj),
如H(X/S1)=-(p11logp11 p12logp12 p13logp13 p14logp14)
四、实验要求及分析
(1)进一步熟悉MATLAB的矩阵运算功能。
(2
信息论与编码实验指导书 - 图文
实验一 用MATLAB读取和显示图像
一、实验目的与要求
1.熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。 2.熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。
3.掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。 4. 掌握如何在MATLAB中将RGB图转换为灰度图(选作)。
二、实验原理及知识点
一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标,f 在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语,而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如,在RGB彩色系统中,一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此,许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理,方法是分别处理三幅独立的分量图像即可。
根据图像数据矩阵解释方法的不同,MATLAB把其处理为4类:
? 亮度图像(Intensity images) ? 二值图像(Binary images) ? 索引图像(Indexed images) ? RGB图像(RGB images)
三、实验内容及步骤
1.利用imread( )函数读取一幅图像,存入一个数组中; 2.利用imshow()函数
《信息论与信源编码》实验报告 - 图文
《信息论与信源编码》实验报告
1、实验目的
(1) 理解信源编码的基本原理; (2) 熟练掌握Huffman编码的方法;
(3) 理解无失真信源编码和限失真编码方法在实际图像信源编码应用中的差异。
2、实验设备与软件
(1) PC计算机系统
(2) VC++6.0语言编程环境
(3) 基于VC++6.0的图像处理实验基本程序框架imageprocessing_S (4) 常用图像浏览编辑软件Acdsee和数据压缩软件winrar。 (5) 实验所需要的bmp格式图像(灰度图象若干幅)
3、实验内容与步骤
(1) 针对“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”进行灰度频率统计(即计算图像灰度直方图),在此基础上添加函数代码构造Huffman码表,针对图像数据进行Huffman编码,观察和分析不同图像信源的编码效率和压缩比。
(2) 利用图像处理软件Acdsee将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”转换为质量因子为10、50、90的JPG格式图像(共生成9幅JPG图像),比较图像格式转换前后数据量的差异,比较不同品质因素对图像质量的影响;
(3) 数据压缩软件winrar将“图像1.bmp”、“图像2.b
《信息论与信源编码》实验报告 - 图文
《信息论与信源编码》实验报告
1、实验目的
(1) 理解信源编码的基本原理; (2) 熟练掌握Huffman编码的方法;
(3) 理解无失真信源编码和限失真编码方法在实际图像信源编码应用中的差异。
2、实验设备与软件
(1) PC计算机系统
(2) VC++6.0语言编程环境
(3) 基于VC++6.0的图像处理实验基本程序框架imageprocessing_S (4) 常用图像浏览编辑软件Acdsee和数据压缩软件winrar。 (5) 实验所需要的bmp格式图像(灰度图象若干幅)
3、实验内容与步骤
(1) 针对“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”进行灰度频率统计(即计算图像灰度直方图),在此基础上添加函数代码构造Huffman码表,针对图像数据进行Huffman编码,观察和分析不同图像信源的编码效率和压缩比。
(2) 利用图像处理软件Acdsee将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”转换为质量因子为10、50、90的JPG格式图像(共生成9幅JPG图像),比较图像格式转换前后数据量的差异,比较不同品质因素对图像质量的影响;
(3) 数据压缩软件winrar将“图像1.bmp”、“图像2.b
信息论与编码总答案
2.1一个马尔可夫信源有3个符号?u1,u2,u3?,转移概率为:p?u1|u1??1/2,
p?u2|u1??1/2,p?u3|u1??0,p?u1|u2??1/3,p?u2|u2??0,p?u3|u2??2/3,
p?u1|u3??1/3,p?u2|u3??2/3,p?u3|u3??0,画出状态图并求出各符号稳态概率。解:状态图如下
状态转移矩阵为:
1/2u11/31/21/32/32/3u2u3
0??1/21/2??p??1/302/3?
?1/32/30???设状态u1,u2,u3稳定后的概率分别为W1,W2、W3
11?1W1?W2?W3?W110??2W1?33??2512???WP?W9?W1?W3?W2?由?得?2计算可得?W2? 325?W1?W2?W3?1?2?6?W2?W3?W3?3??25??W1?W2?W3?1?
2.2 由符号集{0,1}组成的二阶马尔可夫链,其转移概率为:p(0|00)=0.8,p(0|11)=0.2,
p(1|00)=0.2,p(1|11)=0.8,p(0|01)=0.5,p(0|10)=0.5,p(1|01)=0.5,p(1|10)=0.5。
画出状态图,并计算各状态的稳态概率。
?p解:p(