信息理论与编码实验指导书教程.doc

 PAGE \* MERGEFORMAT 47 实验一：香农（Shannon）编码 实验目的 掌握通过计算机实现香农编码的方法。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布，按照香农编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 给定某个信源符号的概率分布，通过以下的步骤进行香农编码 将信源消息符号按其出现的概率大小排列 2．确定满足下列不等式的整数码长Ki ； 3．为了编成唯一可译码，计算第i个消息的累加概率 4．将累加概率Pi变换成二进制数。 5．取Pi二进制数的小数点后K i 位即为该消息符号的二进制码。 四 实验内容 对给定信源进行二进制香农编码。 对给定信源进行二进制香农编码。 自已选择一个例子进行香农编码。 五、实验设备 PC计算机 ，C++ 六、实验报告要求 1、画出程序设计的流程图， 2、写出程序代码， 3、写出在调试过程中出现的问题 ， 4、对实验的结果进行分??。 七、参考程序(仅供参考) //香农（Shannon）编码参考程序 int main() { int N; cout”请输入信源符号个数：”；cinN; cout”请输入各符号的概率：”endl； double *X=new double[N]; //离散无记忆信源 int i,j; for(i=0;iN;i++) { cout”X[”i+1”]=”;cinX[i]; } //由小到大排序 for(i=0;iN;i++) for(j=i+1;jN;j++) if(X[i]X[j]) { double temp=X[i];X[i]=X[j];X[j]=temp;} int *K=new int[N]; //确定码长 for(i=0;iN;i++) { K[i]=int(-(log(X[i])/log(2)))+1; //确认码长为 1-log2(p(xi)) if(K[i]==(-(log(X[i])/log(2)))+1)//当K[i]=-log2(p(xi))时，K[i]-- K[i]--; } //累加概率 double *Pa=new double[N];pa[0]=0.0; for(i=1;iN;i++) pa[i]=pa[i-1]+X[i-1]; //将累加概率转换为二进制 string *code=new string[N]; for(i=0;iN;i++) for(j=0;jN;j++) //这里默认最大码长不超过信源符号个数 { double temp=Pa[i]*2; if(temp=1) //累加概率乘2大于1,对应码字加1,累加概率自身取余 { code[i]+=”1”; Pa[i]=Pa[i]*2-1; } else //累加概率乘2小于1时,对应码字加0,累加概率自身取余 { code[i]+=”0”; Pa[i]*= 2; } } for(i=0;iN;i++) code[i]= code[i].substr(0,K[i]); //求码字 //输出码字 coutsetw(12)”信源”setw(12)”概率p(x)”setw(12)”累加概率 Pa(x)”setw(8)”码长 K”setw(8)”码字”endl; for(i=0;iN;i++) coutsetw(12)i+1setw(12)X[i]setw(12)Pa[i]”setw(8) K[i]setw(8)code[i]endl; delete []X; delete []Pa; delete []K; delete []code; getch(); retuen 0; } 实验二 费诺编码 一、实验目的 掌握通过计算机实现费诺编码。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布,按照费诺编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 费诺编码的步骤: 将概率按从大到小的顺序排列； 按编码进制数将概率分组，使每组概率和尽可能接近或相等； 给每组分配一位码元； 将每一分组再按同样原则划分，重复2和3，直到概率不再可分为止。 四 实验内容 对给定信源进行二进制费诺编码。 对给定信源进行二进制费诺编码。 自已选择一个例子进行费诺编码。 五、