霍夫曼编码——matlab代码解释

这里对霍夫曼原理不做多加描述,主要讲解代码。

1.代码第一步主要是生成一个编码表B,它的第一列记录原始数据降序排列后的数,将两个最小的概率相加后,再进行排序记录到第二列,依次记录。以0.4 0.2 0.2 0.1 0.1为例

其中B的最后一行记录特征元素的行位置,特征元素是指两个最小概率之和相加的值。如,第一列0.1+0.1=0.2,因为在程序中设置了“若概率之和与原信源中的某概率相等,将概率之和向上排”,所以特征元素在第二行,记为2. 代码如下

clc;clear all;close all;
A=[0.4 0.2 0.2 0.1 0.1];
A=sort(A,'descend');%按降序排列
T=A;
[m,n]=size(A);%一行七列
B=zeros(n,n-1);%空的编码表(矩阵)
B(:,1)=T;%生成编码表的第一列
r=B(n,1)+B(n-1,1);%最后两个元素相加的值赋给r
T(n-1)=r;%令第n-1个数为r的值
T(n)=0;
T=sort(T,'descend');%将加完后的概率再次进行排序
t=n-1;
for j=2:n-1%生成编码表的其他各列,从第2列开始
    B(1:t,j)=T(1:t);%B每一列记录相加完排序后的数列
    K=find(T==r);%%T是向量

 哈夫曼编码(Huffman Coding)是一种编码方式,哈夫曼编码是可变字长编码(VLC)的一种。 Huffman于1952年提出一种编码方法,该方法完全依据字符出现概率来构造异字头的平均长 度最短的码字,有时称之为最佳编码,一般就叫作Huffman编码。 以哈夫曼树─即最优二叉树,带权路径长度最小的二叉树,经常应用于数据压缩。 在计算机信息处理中,“哈夫曼编码”是一种一致性编码法(又称"熵编码法"),用于数据的无损耗压缩。这一术语是指使用一张特殊的编码表将源字符(例如某文件中的一个符号)进行编码。这张编码表的特殊之处在于,它是根据每一个源字符出现的估算概率而建立起来的(出现概率高的字符使用较短的编码,反之出现概率低的则使用较长的编码,这便使编码之后的字符串的平均期望长度降低,从而达到无损压缩数据的目的)。这种方法是由David.A.Huffman发展起来的。 例如,在英文中,e的出现概率很高,而z的出现概率则最低。当利用哈夫曼编码对一篇英文进行压缩时,e极有可能用一个位(bit)来表示,而z则可能花去25个位(不是26)。用普通的表示方法时,每个英文字母均占用一个字节(byte),即8个位。二者相比,e使用了一般编码的1/8的长度,z则使用了3倍多。倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率的较准确的估算,就可以大幅度提高无损压缩的比例。
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