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第二次作业

时间:2015-09-16 12:48:36      阅读:210      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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参考书《数据压缩导论(第4版)》  Page 66

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图像进行编码。

图像 压缩前  压缩后 压缩比
SENA 64kb  57kb 89.06%
OMAHA 64kb  58kb 90.63%
SINAN 64kb  61kb 95.31%

 

 

 

 

 

 

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。

(b)求这个信源的霍夫曼编码。

(c)求(b)中代码的平均长度及其冗余度。

(a) H(a)=-∑P(x)logP(x) 

               = -0.15*log20.15-0.04*log20.04-0.26*log20.26-0.05*log20.05-0.50*log20.50

               =0.15* 2.737+0.04*4.644+0.26*1.943+0.05*4.322+0.5*1

               =0.411+0.186+0.505+0.216+0.5

               =1.82(bits)

(b)a1:001

       a2:0000

       a3:01

       a4:0001

       a5:1

(c)平均长度:L = 0.15*3+0.04*4+0.26*2+0.05*4+0.5*1

                       = 0.45+0.16+0.52+0.2+0.5

                       = 1.83(bits)

冗余度:L-H(a) = 1.83-1.82 = 0.01(bits)

 

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;

 (b)最小方差过程。

 解释这两种霍夫曼码的区别。

 (a)第一种霍夫曼码

P 霍夫曼码
a1( 0.1)  110
a2( 0.3)    10
a3( 0.25)  111
a4( 0.35)      0

 

 

 

 

 

 

第二种霍夫曼码

P 霍夫曼码
a1( 0.1)   00
a2( 0.3)   10
a3( 0.25)   01
a4( 0.35)   11

 

 

 

 

 

 

(b)

第一种霍夫曼码平均码长:  L = 3*0.1+2*0.3+3*0.25+1*0.35

                                     = 0.35+0.6+0.75+0.3

                                     = 2 (bits)

第二种霍夫曼码平均码长:L = 2*0.1+2*0.3+2*0.25+2*0.35 

                                    = 0.2+0.5+0.6+0.7 

                                    = 2 (bits)

 

第一种霍夫曼码方差:S1= 0.1(3-2)2+0.3(2-2)2+0.25(3-2)2+0.35(1-2)2

                                  = 0.70

第二种霍夫曼码方差:S2= 0.1(2-2)2+0.3(2-2)2+0.25(2-2)2+0.35(2-2)2

                                  = 0

由于S2<S1,所以第二种霍夫曼编码比第一种编码更好。

 

参考书《数据压缩导论(第4版)》Page 30

 

2-6、在本书配套的数据集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,并计算其二阶熵。试解释一阶熵和二阶熵之间的差别。

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

图像 一阶熵 二阶熵 差熵
EARTH.IMG  4.770801  2.568358 3.962697
OMAHA.IMG  6.942426  4.488626 6.286834
SENA.IMG  6.834299  3.625204 3.856989
SENSIN.IMG  7.317944  4.301673 4.541547
BERK.RAW  7.151537  6.705169 8.976150
GABE.RAW  7.116338  6.654578 8.978236

 

 

 

 

 

 

 

 

以.IMG为结尾的图像文件的差熵都比一阶熵小,比二阶熵大;

以.RAW为结尾的语音文件的差熵比一阶熵与二阶熵都要大;

所有文件的一阶熵与二阶熵的和都比差熵要大。

 

第二次作业

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原文地址:http://www.cnblogs.com/yetaihei/p/4812776.html

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