信息論編碼實驗報告費諾編碼附源代碼講述

1、中南大學信息論與編碼實驗報告選 題：費諾編碼學生姓名：學 號：專業(yè)班級：通信工程指導老師：學 院：信息科學與工程學院時 間：2015目錄一. 實驗目的二、實驗原理2. 1費諾編碼思想2.2費諾編碼流程圖三、實驗內(nèi)容實驗要求五、代碼調(diào)試結(jié)果六.心得體會七.程序源代碼一實驗目的1. 掌握費諾編碼的原理和過程。2. 熟悉c/c+語言，練習使用c/c+實現(xiàn)香農(nóng)碼和huffman編碼。二、實驗原理2. 1費諾編碼思想設(shè)有離散無記憶信源pmi=1. 按信源符號的概率從大到小的順序排隊不妨設(shè)（兀2）、» p（e）2. 將依次排列的信源符號按概率值分為兩大組，使兩個組的概率z和近似相同，并對各組賦

2、予一個二進制碼元“0”和“1” o3. 將每一大組的信源符號再分為兩組，使劃分后的兩個組的概率之和近似相同，并對各組賦予一個二進制符號“0”和“1” 04. 如此重復，直至每個組只剩下一個信源符號為止。5. 信源符號所對應(yīng)的碼字即為費諾碼。例：有一單符號離散無記憶信源 x xix2兀3兀4無5兀6 _p(x)_=0.32 0.22 0.18 0.16 0.08 0.04/對該信源編二進制費諾碼0.320000兀20.221010.180100.16101100.081101110%0.0411111h(x) = 2.350/sign)r = log2 m警 97.92%6k=y pdm = 2

3、.4(比特 / 符號)z=12.2費諾編碼流程圖三、實驗內(nèi)容使用cc+實現(xiàn)費諾編碼，并自己設(shè)計測試案例。實驗要求1. 提前預習實驗，認真閱讀實驗原理以及相應(yīng)的參考書。2. 認真高效的完成實驗，實驗中服從實驗室管理人員以及實驗指導老師的管理.3. 認真撰寫實驗報告，內(nèi)容可以自己編排，可以考慮包括以下一些方面：原理概述、程序設(shè) 計與算法描述、源程序及注釋（程序太長可以只選取重要部分）、運行輸出結(jié)果實例、調(diào)試 和運行程序過程中產(chǎn)生的問題及采取的措施、對實驗的討論分析、總結(jié)。五、代碼調(diào)試結(jié)果費諾編碼實驗選疑：丄筆率編碼:2 追出:1請輸入信源符號個數(shù)：3請輸入各信源符號概率«0.60.3 0

4、丄信源費諾編碼如下： 概率xl-0.6 x2=0.3 心=0 丄瑪字溝碼長対01102丄丄2hx=1.29546 匕匕牛寺/符號信源幡平均碼長k-1.4比特/符號編碼效率為92.533x1 -竜蚩編帀n 5010110111概率xl=0-5 x2 =0 3 x3=0.15 x4=0 05o:編程幵c + +microsoft visuali-wig編碼2 遺出：編碼效率為96-9253x平均碼長k=1.7比特/符號信源燔 hx=1.64773 比特/符號i 1請輸入信源符號亍數(shù): i青輸入各信源符號概率:0.50.30.150.05言源費諾編碼如下：d:扁程開發(fā)c + +microsoft v

5、isual studiomyprojectssdyydebugsdyy.exe費諾編碼實驗編碼:pi青輸入信源符號個數(shù)： 備輸入各信源符號概率：0.90.20.1輸入概率有錯，請重新輸入?諾編碼:請輸入信源符號個數(shù):4一六、心得體會通過木次試驗，熟悉了 c+的使用方法以及在信息論中的使用方法，加強了 課程框架的理解。在這次實驗中，再次對信息論與編碼有了更深層的理解，以前 只是通過書上的理論推導，對相關(guān)的計算不是特別理解，通過這次的上機實際操 作，以及函數(shù)圖形的繪制，讓我對爛函數(shù)有了更多的感性認識。對費諾編碼的理 論了解得更透徹?？偟膩碚f，不僅是實驗的結(jié)果，更重要的是過程和思考，是我學到了很多的

6、 知識，真的是受益匪淺。七、實驗代碼#include<iostream h>#i nclude<math.h>#include<windows. h>#define n 15/fano編碼算法int pann;void fano(float p, int an n, int n, int m, int k)float g=0. 0, h=0. 0, d, b, c; int i, j;if (n<m)for(i=n;i<=m;i+)g 二 pi+g;g=g/2;for(i=n;i<=m;i+)h=h+pi;if (h>g)d二h-譏i

7、;b二hg;c二g-d; if (c>b)for(j=n;j<=i;j+) ajk二0; fano (p，a, n, i, k+1);for(j=i+l;j<=m;j+) ajk=l; fano(p, a, i+1, m, k+1);elsefor(j=n;j<=i-l;j+) ajk=0; fano(p, a, n, i-1, k+1); for(j=i;j<=m;j+) ajk=l; fano(p, a, i, m, k+1);break;void select ()/初始化選擇，實現(xiàn)編碼void display();void choose();int i,

8、j, kn, n, flase二0;float pm, h二0. 0, k=0. 0, sum=0. 0; cout«，/請輸入信源符號個數(shù)："endl;/函數(shù)聲明函數(shù)聲明cin>>n;cout«，z請輸入各信源符號概率："endl;for (i=l;i<=n;i+)cin»pi;for (i=l;i<=n;i+)sum=sum+pi;for(i=l;i<=n;i+)if(pi<0. 0| |pi>1.0| |sum!=l. 0)cout«z/輸入概率有錯，請重新輸入!z/«endl

9、«endl;display();choose ();if(flase=0)for (i=0;i<=n;i+)for(j=0;j<=n;j+)pa訂j=10;fano (p, pa, 1, n, 1);cout<<"信源費諾編碼如下:n，z«endl;cout«"概率碼字為t<<碼長為t，z«endl;for (i=l; ion; i+)ki二 0;cout<<x<<i<<二<<pi<<t;for(j=l;j<=n;j+)if (pa訂

10、j!=10)cout«pai j ;ki+;cout<</，t，<<ki <<endl;for (i=l;i<=n;i+)h=- (p i *log (p i ) /log (2) +h;cout«endl«z/信源嬌h(x)=/z«h«z，(比特/符號)，z«endl«endl;for(i=l;i<=n;i+)k=pi*ki+k;cout<<，?平均碼長 k二(比特/符號)，z<<endl<<endl;cout<<編碼效率為，&

11、lt;<(h/k)*100«，%，«endl;display ();choose ();void display()cout<<endl<<，z選擇："<<endl;cout<<，zl.費諾編碼："endl ;cout"2.退出："endl ;void choose()int a;cin»a;if(a=l)select ();else if(a=2)exi t(0);elsecout«z，請重新選擇：*«endl;choose ();void inain()cout<<z，費諾編碼實驗，<<endl<<endl;di splay ();choose ();system(&qu