信息论编码实验报告 费诺编码附源代码.docx

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信息论编码实验报告费诺编码附源代码

中南大学

信息论与编码实验报告

选题：

费诺编码

学生姓名：

学号：

专业班级：

通信工程

指导老师：

学院：

信息科学与工程学院

时间：

2015

一、实验目的

二、实验原理

2.1费诺编码思想

2.2费诺编码流程图

三、实验内容

四、实验要求

五、代码调试结果

六、心得体会

七、程序源代码

一实验目的

1. 掌握费诺编码的原理和过程。

2. 熟悉 C/C++语言，练习使用C/C++实现香农码和Huffman 编码。

二、实验原理

2.1费诺编码思想

设有离散无记忆信源

1.按信源符号的概率从大到小的顺序排队

不妨设

2.将依次排列的信源符号按概率值分为两大组，使两个组的概率之和近似相同，并对各组赋予一个二进制码元“0”和“1”。

3.将每一大组的信源符号再分为两组，使划分后的两个组的概率之和近似相同，并对各组赋予一个二进制符号“0”和“1”。

4.如此重复，直至每个组只剩下一个信源符号为止。

5.信源符号所对应的码字即为费诺码。

例：

有一单符号离散无记忆信源

对该信源编二进制费诺码

2.2费诺编码流程图

三、实验内容

使用C\C++实现费诺编码，并自己设计测试案例。

四、实验要求

1.提前预习实验，认真阅读实验原理以及相应的参考书。

2.认真高效的完成实验，实验中服从实验室管理人员以及实验指导老师的管理。

3.认真撰写实验报告，内容可以自己编排，可以考虑包括以下一些方面：

原理概述、程序设计与算法描述、源程序及注释（程序太长可以只选取重要部分）、运行输出结果实例、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施、对实验的讨论分析、总结。

五、代码调试结果

六、心得体会

通过本次试验，熟悉了c++的使用方法以及在信息论中的使用方法，加强了课程框架的理解。

在这次实验中，再次对信息论与编码有了更深层的理解，以前只是通过书上的理论推导，对相关的计算不是特别理解，通过这次的上机实际操作，以及函数图形的绘制，让我对熵函数有了更多的感性认识。

对费诺编码的理论了解得更透彻。

总的来说，不仅是实验的结果，更重要的是过程和思考，是我学到了很多的知识，真的是受益匪浅。

七、实验代码

#include

#include

#include

#defineN15

intpa[N][N];

voidfano（floatp[],inta[N][N],intn,intm,intk）//fano编码算法

{

floatg=0.0,h=0.0,d,b,c;

inti,j;

if（n

{

for（i=n;i<=m;i++）

{

g=p[i]+g;

}

g=g/2;

for（i=n;i<=m;i++）

{

h=h+p[i];

if（h>g）

{

d=h-p[i];

b=h-g;

c=g-d;

if（c>b）

{

for（j=n;j<=i;j++）a[j][k]=0;

fano（p,a,n,i,k+1）;

for（j=i+1;j<=m;j++）a[j][k]=1;

fano（p,a,i+1,m,k+1）;

}

else

{

for（j=n;j<=i-1;j++）a[j][k]=0;

fano（p,a,n,i-1,k+1）;

for（j=i;j<=m;j++）a[j][k]=1;

fano（p,a,i,m,k+1）;

}

break;

}

}

}

}

voidselect（）//初始化选择，实现编码

{

voiddisplay（）;//函数声明

voidchoose（）;//函数声明

inti,j,k[N],n,flase=0;

floatp[N],H=0.0,K=0.0,sum=0.0;

cout<<"请输入信源符号个数：

"<

cin>>n;

cout<<"请输入各信源符号概率：

"<

for（i=1;i<=n;i++）

{

cin>>p[i];

}

for（i=1;i<=n;i++）

{

sum=sum+p[i];

}

for（i=1;i<=n;i++）

{

if（p[i]<0.0||p[i]>1.0||sum!

=1.0）

{

cout<<"输入概率有错，请重新输入!

"<

display（）;

choose（）;

}

}

if（flase==0）

{

for（i=0;i<=n;i++）

for（j=0;j<=n;j++）

{

pa[i][j]=10;

}

fano（p,pa,1,n,1）;

cout<<"信源费诺编码如下：

\n"<

cout<<"概率"<<"\t码字为\t"<<"码长为\t"<

for（i=1;i<=n;i++）

{

k[i]=0;

cout<<"x"<

for（j=1;j<=n;j++）

{

if（pa[i][j]!

=10）

{

cout<

}

cout<<"\t"<

}

for（i=1;i<=n;i++）

{

H=-（p[i]*log（p[i]）/log

（2））+H;

}

cout<

for（i=1;i<=n;i++）

{

K=p[i]*k[i]+K;

}

cout<<"平均码长K="<

cout<<"编码效率为"<<（H/K）*100<<"%"<

}

display（）;

choose（）;

}

voiddisplay（）

{

cout<

"<

cout<<"1.费诺编码：

"<

cout<<"2.退出：

"<

}

voidchoose（）

{

inta;

cin>>a;

if（a==1）

select（）;

elseif（a==2）

exit（0）;

else

{

cout<<"请重新选择：

"<

choose（）;

}

}

voidmain（）

{

cout<<"---------------------费诺编码实验------------------"<

display（）;

choose（）;

system（"pause"）;

}