matlab实现多元霍夫曼编码

这篇博客详细介绍了如何用MATLAB实现多元霍夫曼编码。首先检查符号数量是否满足条件,然后构建矩阵并按概率排序,通过不断合并最小概率节点形成霍夫曼树,最终生成编码字典和平均编码长度。

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    采用matlab矩阵和元胞数据结构等可以简单的实现多元霍夫曼编码。

   (1) 假设实现Q元霍夫曼编码,首先判断符号数量个数len是否满足(len-Q) / (Q-1)为整数,如果不是,向概率中添加若干0概率事件,事件符号为len+1,len+2...直到满足前面所述等式,添加完后的事件个数记为N。

    (2)将事件符号(1-N),父亲节点(先置为0),概率大小(probability)添加到矩阵temp中。

    (3)将temp按照概率从大到小排序,截去最后三行,将这三行的父亲节点置为N+1,然后存入矩阵final中。计算这三行的概率之和,形成一个新节点new,new的事件符号为N+1,父亲节点为0,概率大小为选取的三行的概率之和。将new加入temp,重复第三步,直至temp为空。

    (4)在搜索节点,构造编码。首先声明alldict元胞矩阵,共三列,第一列第二列分别存储final第一列第二列,第三列为空。

    (5)将0-(Q-1)分配给事件符号最大的节点,存入第三列,然后寻找事件符号次大的节点,将0-(Q-1)分配给第三列,如果第三列已经存在部分编码,则将现在分配的编码和已分配的编码合并,并且现在分配的编码放在原来编码的前面。重复第五步,直至没有父亲节点。编号的码已存在alldict的第三列。

    (6)将alldict按照第一列排序,选取前len行,再选取其中的第1和第3列的作为返回值。然后计算平均编码长度。


function [dict, avglen] = QHuffmanEncode(symbols, probability, Q)
% symbols must be [1,2,3...
% probability must have only one row
% Q-ary
% dict is a cell, col = 2, row = Q
% col 1 is the symbol
%

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