香农编码的MATLAB实现

一、设计目标

实现任意Q符号信源的二进制香农编码，其中Q>10且由用户自行输入，信源的概率分布也由用户输入。展示编码结果、平均码长、信源熵、编码效率。

二、设计步骤

（1）输入模块：实现对Q和信源概率数组（odds）的输入，并对其作出判断：Q是否满足大于10、概率数组长度是否为Q、概率和是否为1；

（2）编码模块：

①对概率进行排序；

②求取各概率P(xi)的香农编码码字长度；

③求取累积Pi概率；

④通过累积概率求取各符号的码字；

（3）输出模块：打印编码结果和编码效率等参数。

三、代码实现

%%shannon code
%%输入Q值并判断
while(1)Q = input("请输入Q的值(Q>10)： ");if(Q <= 10)disp('不满足Q>10的条件，请重新输入Q值！');elsebreak;end
end%%输入Q个元素的概率并判断
%%提供待测数组Q=11:[0.1274 0.1416 0.0199 0.1428 0.0989 0.0152 0.0435 0.0855 0.1497 0.1509 0.0246]
while(1)odds = input("请以数组形式[]输入Q个元素各自的概率(p>0)：");length_odds = length(odds);if(length_odds ~= Q)disp('输入概率个数错误（不为Q），请重新输入！');elseif(sum(odds) ~= 1)disp(['概率之和为:',num2str(sum(odds))]);%%帮助概率纠错disp('输入概率数值有误，请重新输入！');elsebreak;end
end%%对概率进行排序并求计算累积概率
[sort_odds , sort_index] = sort(odds , 'descend');%%分别为排序后的概率与最初的索引
odds_log2 = -log2([sort_odds]);
length_shannon = ceil(odds_log2);%%求得二进制代码组的长度
p = zeros(1,11);%%累积概率
for i = 2 : Qp(i) = sum(sort_odds(1 : (i - 1)));
end%%编码
%%思路：将原本的积累概率乘2^L（即将二进制小数左移L位），可直接取整数部分的二进制值
%%过长的码字从截取最右端L位
shift_p = p.*(2.^length_shannon);%%移位后的值
shift_p_bin = dec2bin(shift_p);%%二进制结果,得到Q*Lmax char数组，可用shift_p_bin(i,:)调用
shannon_code = [];%%编码结果
for j = 1 : Ql1 = length_shannon(j);l2 = length(shift_p_bin(j,:));%%待截取码字长度code = shift_p_bin(j,:);%%待截取码字shannon_code = [shannon_code , str2num(code(l2-l1+1 : l2))];
end%%编码结果打印
disp('--------------------------------------');
disp('香农编码结果：');
len_shannon = 0;
for k = 1 : Qindex = sort_index(k);num = num2str(index);od = num2str(sort_odds(k));%%字符串形式的概率co = num2str(shannon_code(k));%%字符串形式的编码len_shannon = len_shannon + length_shannon(k)*sort_odds(k);if(length(co) ~= length_shannon(k))num_0 = length_shannon(k) - length(co);%%需要补充的0的个数for ii = 1 : num_0co = ['0',co];endenddisp(['第',num,'个符号的概率为：',od,'，香农编码为：',co]);
end%%编码参数计算与展示
l = len_shannon;%%平均码长
H = sum(odds.*log2(1./odds));%%熵
eff = H / (l*log2(2));%%编码效率
disp('--------------------------------------');
disp(['平均码长：',num2str(l)]);
disp(['信源熵：',num2str(H)]);
disp(['编码效率：',num2str(eff)]);

四、运行结果

此处以提供的待测数组为测试对象：

五、总结

（1）Q的取值范围可根据代码最前段自行更改；

（2）概率和是否为1的判断可以删去，因为有时候会无故报错（我也不知道为啥）；

（3）作者编程水平有限，希望为读者能提供一定帮助。

香农编码的MATLAB实现相关推荐

香农编码的 matlab 实现
close all;clear all;clc; % 香农编码matlab实现 p = [0.5 0.19 0.19 0.07 0.05] %输入概率 n = length(p); y = flipl ...
信息论与编码|香农编码的Matlab实现
1. 香农编码原理 (1)将信源消息符号按其出现的概率大小依次降序排列为: (2)对概率向上取整求整数码长K (3)为了编成唯一可译码,计算第i个消息的累加概率P (4)将累加概率转换成二进制数 (5 ...
实验三-香农编码的MATLAB实现
信息论编码实验3~9连载,更多看专栏. 香农编码仿真实现一.香农编码的原理二.香农编码实例三.程序及流程图四.程序运行结果五.程序自评价一.香农编码的原理香农码严格意义上来说不是最佳码, ...
香农编码用matlab实验报告,信息论与编码实验指导书
实验一绘制二进熵函数曲线(2个学时) 一.实验目的: 1. 掌握Excel 的数据填充.公式运算和图表制作 2. 掌握Matlab 绘图函数 3. 掌握.理解熵函数表达式及其性质二.实验要求: 1 ...
香农编码与Huffman编码之间的对比
目录一.[上机目的] 二.[环境] 三.[上机原理] 四．[上机内容] 五.设计思路 5.1霍夫曼编码特点 5.2霍夫曼编码原理 5.3二进制哈夫曼编码过程 5.4计算结果 5.5霍夫曼编码的MAT ...
信息论与编码matlab实验报告,信息论实验报告(实验三、香农编码)
<信息论实验报告(实验三.香农编码)>由会员分享,可在线阅读,更多相关<信息论实验报告(实验三.香农编码)(3页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.学生实验报告院别电子工程学 ...
计算信源熵和香农编码C语言,信息论与编码课程设计报告-统计信源熵与香农编码.pdf...
信息论与编码课程设计报告设计题目: 统计信源熵与香农编码专业班级电信 12-06 学号学生姓名指导教师教师评分 2015 年 3 月 30 日目录 - 0 - 一.设计任务与要求 ...
香农编码二叉树c语言,shannon码的编码实验总结.docx
shannon码的编码实验总结本科生实验报告实验课程信息理论与编码学院名称信息科学与技术学院专业名称学生姓名学生学号指导教师实验地点实验成绩二〇一六年九月----二〇一六年十一月 ...
信源编码的代码实现 (香农编码、费诺编码、哈夫曼编码、游程编码、算术编码)
文章目录香农编码费诺编码哈夫曼编码 C++版 C语言版游程编码算术编码香农编码 (1) 将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列 p1 ≥ p2 ≥ - ≥ pn (2) 确定满足下列不等 ...
香农编码的C++实现及求平均码长和编码效率
香农编码C++分布实现编码步骤香农编码的步骤如下: (1)将信源符号按其出现概率从大到小排序: (2)计算出各概率对应的码字长度: (3)计算累加概率: (4)把各个累加概率由十进制转化为二进制, ...

香农编码的MATLAB实现

香农编码的MATLAB实现相关推荐

最新文章

热门文章