信源编码课程实验二：Huffman编码

实验要求

 实验过程

2.（a）

使用示例代码对图像进行编码。命令参数按照如下设置（即输入输出的文件路径，此处为绝对路径，也可使用相对路径）：

-I F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\sena.img

-o F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\sena.huff

-i F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\sensin.img

-o F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\sensin.huff

-i F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\omaha.img

-o F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\omaha.huff

2.（b）

自行使用C语言编写了一段求取图像相邻像素差值的程序代码，即将每行第一个像素值保留，之后每个点都取当前像素与前一像素的差值。代码如下

 

命令参数设置：

-I F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\sena.img

-o F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\sena_d.img

 3.

命令参数设置如下：

-i F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\sensin.img

-o F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\sensin.huff

-s F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\sensin.code

-i F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\bookshelf1.img

-o F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\bookshelf1vcode.huff

-c F:\studyOfmaster\termOne\sourcecoding\Henc\images\out\sensin.code

 实验结果

2.（a）

图像名称	原图大小/kB	编码后大小/kB	压缩率
sena	64	56.1	87.7%
sensin	64	58.7	91.7%
omaha	64	57.0	89.1%

由表中数据可知，采用霍夫曼编码后，图像大小有不同程度的压缩，从压缩率看，效果并不明显。

2.（b）

使用自行编写的代码对图像取差值后再进行编码压缩，结果如下：

图像名称	原图大小/kB	差值图像大小/kB	编码后大小/kB	压缩率
sena	64	64	32.5	50.8%
sensin	64	64	37.9	59.2%

由表中数据可以看出，对差值图像进行编码后，图像大小明显减少，压缩率也大幅度降低。

3.

图像名称	原图大小/KB	以sensin的码本编码后的大小/KB	压缩率
sena	64	59.2	92.5%
bookshelf1	64	70.8	110.6%

由表中数据可以看出，使用其他图像的码本对图像编码，压缩结果也并不理想，甚至增加了文件的大小。

实验结论

1、采用霍夫曼编码可以起到压缩文件大小的作用，但效果不明显。而在结合差值图像进行编码后，压缩效果有明显改善。说明可以有效地利用像素值间的相关性，利用差值信号近似于拉普拉斯分布的特性，即信源符号在个别取值上较为集中，使其更适应于霍夫曼编码。

2、用不同图像的码本对其他图像编码时，可能出现压缩效果不理想甚至增加图像大小的问题。可能与像素值的概率分布有关。其中sena与sensin图像的像素值概率分布更为相似，所以由sensin的码本对sena进行编码时，也会有一定的压缩效果。而对于bookshelf1图像来说，显然，概率分布差异过大，导致sensin的码本并不适合对其进行编码，所以没有起到压缩作用。

遇到的问题

1、对于示例程序的调试，因为VS环境的各种配置问题导致运行报错、抛异常。是本次实验花费时间最久的环节。

2、对于参数的输入问题。因为不熟悉VS环境以及示例代码本身的使用方法，导致不知道如何对程序进行输入控制。在仔细阅读huff_enc.doc文件后，终于学会如何进行参数设置。认识到了读说明书的重要性。