图像的霍夫曼编码.docx
《图像的霍夫曼编码.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《图像的霍夫曼编码.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
图像的霍夫曼编码
实验六图像的霍夫曼编码
一、实验目的：
1）理解并熟练对图像进行霍夫曼编码的算法；
2）进一步加深对所学数字图像处理内容的认识；
3）能够利用各种软件对算法加以实现。
二、实验内容：
1）对数字图像进行哈弗曼编码
2）对数字图像进行算术编码
3）分析所得到的结果。
三、实验原理
哈夫曼（Huffman）编码是一种常用的压缩编码方法，是Huffman于1952年为压缩文本文件建立的。
它的基本原理是频繁使用的数据用较短的代码代替，较少使用的数据用较长的代码代替，每个数据的代码各不相同。
这些代码都是二进制码，且码的长度是可变的。
具体算法如下：
1）首先统计出每个符号出现的频率，上例S0到S7的出现频率分别为4/14，3/14，2/14，1/14，1/14，1/14，1/14，1/14。
2）从左到右把上述频率按从小到大的顺序排列。
3）每一次选出最小的两个值，作为二叉树的两个叶子节点，将和作为它们的根节点，这两个叶子节点不再参与比较，新的根节点参与比较。
4）重复（3），直到最后得到和为1的根节点。
5）将形成的二叉树的左节点标0，右节点标1。
把从最上面的根节点到最下面的叶子节点途中遇到的0,1序列串起来，就得到了各个符号的编码。
四、实验过程
1）实验流程图
霍夫曼编码示意图如下：
2）实验代码
见实验报告附页。
五、实验结果
1）打开要进行编码的图片，如下图所示：
2）对图片进行霍夫曼编码，得到如下结果：
六、实验总结
1）通过本实验，进一步加深了对霍夫曼编码的实验原理和算法的理解和认识；
2）加强了分析问题和解决问题的能力；
3）熟练了软件的使用能力，提高了利用软件对数字图像进行处理的能力。
附页：
实验代码：
unsignedint PcxBytesPerLine;
BOOLLoadPcxFile（HWNDhWnd,char*PcxFileName）
{
FILE *PCXfp;
PCXHEAD header;
LOGPALETTE *pPal;
HPALETTE hPrevPalette;
HDC hDc;
HLOCAL hPal;
DWORD ImgSize;
DWORD OffBits,BufSize;
LPBITMAPINFOHEADER lpImgData;
DWORD i;
LONG x,y;
int PcxTag;
unsignedchar LineBuffer[6400];
LPSTR lpPtr;
HFILE hfbmp;
if（（PCXfp=fopen（PcxFileName,"rb"））==NULL）{//文件没有找到
MessageBox（hWnd,"Filec:
\\test.pcxnotfound!
","ErrorMessage",
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION）;
returnFALSE;
}
//读出头信息
fread（（char*）&header,1,sizeof（PCXHEAD）,PCXfp）;
if（header.manufacturer!
=0x0a）{//不是一个合法的PCX文件
MessageBox（hWnd,"NotavalidPcxfile!
","ErrorMessage",
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION）;
fclose（PCXfp）;
returnFALSE;
}
//将文件指针指向调色板开始处
fseek（PCXfp,-769L,SEEK_END）;
//获取颜色数信息
PcxTag=fgetc（PCXfp）&0xff;
if（PcxTag!
=12）{//非256色，返回
MessageBox（hWnd,"Nota256colorsPcxfile!
","ErrorMessage",
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION）;
fclose（PCXfp）;
returnFALSE;
}
//创建新的BITMAPFILEHEADER和BITMAPINFOHEADER
memset（（char*）&bf,0,sizeof（BITMAPFILEHEADER））;
memset（（char*）&bi,0,sizeof（BITMAPINFOHEADER））;
//填写BITMAPINFOHEADER头信息
bi.biSize=sizeof（BITMAPINFOHEADER）;
//得到图象的宽和高
bi.biWidth=header.xmax-header.xmin+1;
bi.biHeight=header.ymax-header.ymin+1;
bi.biPlanes=1;
bi.biBitCount=8;
bi.biCompression=BI_RGB;
ImgWidth=bi.biWidth;
ImgHeight=bi.biHeight;
NumColors=256;
LineBytes=（DWORD）WIDTHBYTES（bi.biWidth*bi.biBitCount）;
ImgSize=（DWORD）LineBytes*bi.biHeight;
//填写BITMAPFILEHEADER头信息
bf.bfType=0x4d42;
bf.bfSize=sizeof（BITMAPFILEHEADER）+sizeof（BITMAPINFOHEADER）+
NumColors*sizeof（RGBQUAD）+ImgSize;
bf.bfOffBits=（DWORD）（NumColors*sizeof（RGBQUAD）+
sizeof（BITMAPFILEHEADER）+sizeof（BITMAPINFOHEADER））;
//为新图分配缓冲区
if（（hImgData=GlobalAlloc（GHND,（DWORD）
（sizeof（BITMAPINFOHEADER）+
NumColors*sizeof（RGBQUAD）+ImgSize）））==NULL）
{
MessageBox（hWnd,"Errorallocmemory!
","ErrorMessage",
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION）;
fclose（PCXfp）;
returnFALSE;
}
lpImgData=（LPBITMAPINFOHEADER）GlobalLock（hImgData）;
//拷贝头信息
memcpy（lpImgData,（char*）&bi,sizeof（BITMAPINFOHEADER））;
lpPtr=（char*）lpImgData+sizeof（BITMAPINFOHEADER）;
//为256色调色板分配内存
hPal=LocalAlloc（LHND,sizeof（LOGPALETTE）+
NumColors*sizeof（PALETTEENTRY））;
pPal=（LOGPALETTE*）LocalLock（hPal）;
pPal->palNumEntries=256;
pPal->palVersion=0x300;
for（i=0;i<256;i++）{
//读取调色板中的RGB值
pPal->palPalEntry[i].peRed=（BYTE）fgetc（PCXfp）;
pPal->palPalEntry[i].peGreen=（BYTE）fgetc（PCXfp）;
pPal->palPalEntry[i].peBlue=（BYTE）fgetc（PCXfp）;
pPal->palPalEntry[i].peFlags=（BYTE）0;
*（lpPtr++）=（unsignedchar）pPal->palPalEntry[i].peBlue;
*（lpPtr++）=（unsignedchar）pPal->palPalEntry[i].peGreen;
*（lpPtr++）=（unsignedchar）pPal->palPalEntry[i].peRed;
*（lpPtr++）=0;
}
//产生新的逻辑调色板
hPalette=CreatePalette（pPal）;
LocalUnlock（hPal）;
LocalFree（hPal）;
hDc=GetDC（hWnd）;
if（hPalette）{
hPrevPalette=SelectPalette（hDc,hPalette,FALSE）;
RealizePalette（hDc）;
}
//解码行所占的字节数
PcxBytesPerLine=（unsignedint）header.bytes_per_line;
//将文件指针指向图象数据的开始处
fseek（PCXfp,（LONG）sizeof（PCXHEAD）,SEEK_SET）;
//缓冲区大小
OffBits=bf.bfOffBits-sizeof（BITMAPFILEHEADER）;
//BufSize为缓冲区大小
BufSize=OffBits+bi.biHeight*LineBytes;
for（y=0;y //指向新图中相应的位置
lpPtr=（char*）lpImgData+BufSize-LineBytes-y*LineBytes;
//解码该行，放在数组LineBuffer中
ReadPcxLine（LineBuffer,PCXfp）;
for（x=0;x *（lpPtr++）=LineBuffer[x];//将该行存储到位图数据中
}
//创建新的位图
hBitmap=CreateDIBitmap（hDc,（LPBITMAPINFOHEADER）lpImgData,
（LONG）CBM_INIT,
（LPSTR）lpImgData+
sizeof（BITMAPINFOHEADER）+
NumColors*sizeof（RGBQUAD）,
（LPBITMAPINFO）lpImgData,
DIB_RGB_COLORS）;
if（hPalette&&hPrevPalette）{
SelectPalette（hDc,hPrevPalette,FALSE）;
RealizePalette（hDc）;
}
hfbmp=_lcreat（"c:
\\pcx2bmp.bmp",0）;
_lwrite（hfbmp,（LPSTR）&bf,sizeof（BITMAPFILEHEADER））;
_lwrite（hfbmp,（LPSTR）lpImgData,BufSize）;
_lclose（hfbmp）;
fclose（PCXfp）;
//释放内存和资源
ReleaseDC（hWnd,hDc）;
GlobalUnlock（hImgData）;
returnTRUE;
}
//对每一行进行解码，结果存储到指针p指向的内存中
voidReadPcxLine（unsignedchar*p,FILE*fp）
{
unsignedint n=0,i;
char c;
memset（p,0,PcxBytesPerLine）;
do{
//读出一个字节
c=fgetc（fp）&0xff;
if（（c&0xc0）==0xc0）{//是个形成字节
//i为c的低六位
i=c&0x3f;
//下一个字节为实际的图象数据
c=fgetc（fp）;
while（i--）p[n++]=c;//填充连续的i个字节到p中
}
elsep[n++]=c;//否则是实际的图象数据，直接填入到p中
}while（n}
升级会员 