数据压缩实验指导书.doc

数据压缩实验指导书 2.实验要求给出数字字符，能正确输出编码。 3.实验内容现实中有许多这样的图像，在一幅图像中具有许多颜色相同的图块。 在这些图块中，许多行上都具有相同的颜色，或者在一行上有许多连续的象素都具有相同的颜色值。 在这种情况下就不需要存储每一个象素的颜色值，而仅仅存储一个象素的颜色值，以及具有相同颜色的象素数目就可以，或者存储一个象素的颜色值，以及具有相同颜色值的行数。 这种压缩编码称为游程编码，常用(r runl lengthe encoding，RLE)表示，具有相同颜色并且是连续的象素数目称为游程长度。 为了叙述方便，假定一幅灰度图像，第n行的象素值为用RLE编码方法得到的代码为088133850144088。 代码中用黑体表示的数字是游程长度，黑体字后面的数字代表象素的颜色值。 例如黑体字050代表有连续50个象素具有相同的颜色值，它的颜色值是8。 对比RLE编码前后的代码数可以发现，在编码前要用73个代码表示这一行的数据，而编码后只要用11个代码表示代表原来的73个代码，压缩前后的数据量之比约为7:1，即压缩比为7:1。 这说明RLE确实是一种压缩技术，而且这种编码技术相当直观，也非常经济。 RLE所能获得的压缩比有多大，这主要是取决于图像本身的特点。 如果图像中具有相同颜色的图像块越大，图像块数目越少，获得的压缩比就越高。 反之，压缩比就越小。 译码时按照与编码时采用的相同规则进行，还原后得到的数据与压缩前的数据完全相同。 因此，RLE是无损压缩技术。 RLE压缩编码尤其适用于计算机生成的图像，对减少图像文件的存储空间非常有效。 然而，RLE对颜色丰富的自然图像就显得力不从心，在同一行上具有相同颜色的连续象素往往很少，而连续几行都具有相同颜色值的连续行数就更少。 如果仍然使用RLE编码方法，不仅不能压缩图像数据，反而可能使原来的图像数据变得更大。 请注意，这并不是说RLE编码方法不适用于自然图像的压缩，相反，在自然图像的压缩中还真少不了RLE，只不过是不能单纯使用RLE一种编码方法，需要和其他的压缩编码技术联合应用。 4、思考题如果是英文字符，应该从哪几方面去进行考虑？是否所有的字符都要RLE编码方法来进行编码？如何区分字符与重复因子？#includeusing namespacestd;class Youchenpublic:void shuru_xulie();void bianma_xulie();private:char array1000;int m;void Youchen:shuru_xulie()/输入序列int i;m=0;cout请输入序列(以.结束!):arrayi;m+=1;if(arrayi=.)break;voi dYouchen:bianma_xulie()/用游程编码方法进行编码int i,j,sum=0;cout编码后序列;for(i=0;i=m-1;i+)if(arrayi=arrayi+1)/对相同字符进行记数sum+;else/如果前后两字符不相等则进行输出if(sum1)for(j=0;j=sum;j+)coutlength;while(length=N)coutlength;cout请输入要进行W LZW编码的字符序列CSstreama;t.code(CSstream);t.decode(t.codes);return0;实验四用用C/C+语言实现2D-DCT变换1.实验目的1)通过实验进一步掌握2D-DCT变换的原理；2)用C/C+语言实现2D-DCT变换，并能进行逆变换。 2.实验要求输入一个88数组，实现2D-DCT变换，并能进行逆变换。 3.实验内容DCT算法的实质是压缩88图像块灰度样本数据流。 原图像在输入到编码器之前，被分割成一系列顺序排列的由88像点构成的数据块，同时把作为原始采样数据的无符号整数转换成有符号证书，这一过程叫做“正交换”。 若采样精度为9为，则采样数据的范围是02p-1，经过正变换后，其范围是-2p-12p-1-1，该范围作为编码器的输入。 还原图像时，解码器输出端的数值范围是-2p-12p-1-1，经过逆变换，把数值范围还原成02p-1，以次从新建立图像。 原图像的8*8样本块由64个像点构成，64个像点实质上是64个离散信号，是空间范围X和Y的函数。 输入时，经过正变换，将64个离散信号译码成64个正交基信号，每个正交基信号包含一个二维空间频率，然后以64个DCT系数的形式进行编码，这个过程就是数据压缩过程。 解码时，压缩的图像数据送至解码器，经过逆变换，把64个DCT系数重新建立成64个像点的图像。 不过由于运算误差和系数的量化，因而重建过程不是很精确，64个像点与原图存在差异。 (a)x x邻域（b b）预测方式熵编码器采用Huffman编码或算术编码。 离散余弦变换（）首先把原始图像顺序分割成88子块;（）采样精度为P位(二进制),把0,2p-1范围的无符号数变换成-2p-1,2p-1范围的有符号数,作为离散余弦正变换(forward DCT,FDCT)的输入;（）在输出端经离散余弦逆变换（inverse DCT,IDCT）后又得到一系列8?8子块，需将数值范围?112,2?p p变换回?12,0?p来构图像。 ?707016)12(cos16).12(cos).,()() (41),(x xuy uxy x f v C u C v u F?8?8IDCT的数学定义为?707016)12(cos16)12(cos),()() (41),(u vvy uxv uF v C u C yxf?其中,21)(),(?vCuC当0,?vu,1)(),(?v