香農(nóng)編碼與香農(nóng)—弗諾編碼方法的研究及C#實(shí)現(xiàn)

張燕紅　劉瑜　孟海翠　劉曉娣

摘要：圖像壓縮是數(shù)字圖像處理的一項(xiàng)重要技術(shù)。該文研究了基于統(tǒng)計(jì)特性的兩種熵編碼圖像壓縮編碼方法-香農(nóng)編碼和香農(nóng)-弗諾編碼，并以C#為工具，對(duì)兩種編碼方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及對(duì)比。實(shí)驗(yàn)表明，香農(nóng)-弗諾編碼的編碼效率遠(yuǎn)高于香農(nóng)編碼。香農(nóng)編碼占用的存儲(chǔ)空間較大，單位碼長表達(dá)的信息量少。香農(nóng)-弗諾編碼節(jié)省存儲(chǔ)空間，單位碼長表達(dá)了更為豐富的信息量。

關(guān)鍵詞：圖像壓縮；香農(nóng)編碼；香農(nóng)-弗諾編碼

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）08-1987-03

1 概述

隨著科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)圖像存儲(chǔ)和通信的需求越來越大。為了提高傳輸速度，節(jié)省存儲(chǔ)空間，使圖像存儲(chǔ)、傳輸更為高效，最根本的途徑就是采用圖像壓縮技術(shù)[1]。近年來，隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起，圖像壓縮編碼已受到越來越多的關(guān)注。當(dāng)前，圖像壓縮方法按采用的技術(shù)不同主要分為預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、統(tǒng)計(jì)編碼、靜態(tài)圖像編碼、電視編碼等[2]。該文主要研究基于統(tǒng)計(jì)特性的兩種熵編碼圖像壓縮編碼方法—香農(nóng)編碼、香農(nóng)-弗諾編碼，并以C#為工具，對(duì)兩種編碼方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及對(duì)比。

2 香農(nóng)編碼的算法

香農(nóng)編碼是一種長度不均勻的編碼方法。它的基本思想是：對(duì)于出現(xiàn)概率大的信息，采用短字長的碼，對(duì)于出現(xiàn)概率小的信息用長字長的碼，以達(dá)到縮短平均碼長，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的目的[3]。

香農(nóng)編碼的具體步驟如下：

4.2 香農(nóng)-弗諾編碼實(shí)驗(yàn)

5 結(jié)束語

本文研究并實(shí)現(xiàn)了基于統(tǒng)計(jì)特性的兩種熵編碼圖像壓縮編碼方法—香農(nóng)編碼和香農(nóng)-弗諾編碼。實(shí)驗(yàn)表明，香農(nóng)-弗諾編碼的

編碼效率遠(yuǎn)高于香農(nóng)編碼。一般情況下，香農(nóng)編碼占用的存儲(chǔ)空間較大，單位碼長表達(dá)的信息量少；香農(nóng)-弗諾編碼占用的存儲(chǔ)空間較小，節(jié)省存儲(chǔ)空間，單位碼長表達(dá)了更為豐富的信息量。

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