视音频信号处理实验1

任课教师 马文娟 视音频信号处理视音频信号处理 实验名称 实验名称 多媒体数据的压缩 实实 验验 报报 告告 学号 学号 E10700104 姓名 黄芳姓名 黄芳 班级 班级 10 数媒 数媒 1 班 班 一 一 实验目的实验目的 学习熵编码的编码原理 测试三种熵编码的编码效率 比较三种编码算法 的压缩比 二 二 实验内容实验内容 1 研究和分析 熵编码源程序 用 哈夫曼编码 算术编码 游程 编码 此程序对 lena256 raw 图像文件 进行压缩处理 并比较三种编码算法 的压缩比 2 设计和编写游程编码算法对黑白 bmp 图像文件进行游程编码 并给出 游程编码的压缩比 黑白 bmp 图像文件中要包括自己的名字 学号等图案 3 根据教材 多媒体技术基础 中的 2 2 3 部分算术编码算法的原理 编 写算术编码程序 并给出对序列 a c b d 进行编码后的概率区间 符号 a b c d 对 应的概率分布为 0 1 0 4 0 3 0 2 三 三 实验原理实验原理 多媒体具有数据量大和传输速率高的特点 使用压缩技术可有效降低对存 储器和传输带宽的要求 数据压缩是取消或减少冗余数据的过程 而编码是用 代码替换文字 符号或数据的过程 数据可被压缩的依据是数据本身存在冗余 所有无损压缩算法的共同点都 是利用数据本身的冗余性 其差别主要体现在压缩比上 压缩比越高表示冗余 数据消除得越多 压缩比的上限值有数据集的熵限定 四 四 实验步骤实验步骤 1 运行熵编码源程序 并用 哈夫曼编码 算术编码 游程编码 3 种编码算法分别对 lena256 raw 图像文件 进行压缩处理 得到这三种编码算 法的压缩比如下 哈夫曼编码 64 49 1 31 算术编码 64 45 1 42 游程编码 64 102 0 63 从游程编码的压缩比可以看出 图像数据经压缩算法处理后并不一定都比 原来的数据量小 反而可能使原来的图像数据变得更大 2 设计和编写游程编码算法对黑白 bmp 图像文件进行游程编码 unsigned char image 256 256 unsigned char buf 65535 int width 256 height 256 void runlength en FILE ifile FILE ofile int i j k sign int tmp num for i 0 i height i fread fclose ifile sign 0 k 0 for i 0 i height i for j 0 j width j if sign 0 tmp image i j sign 1 num 1 else if tmp image i j if num 256 num else buf k tmp buf k 1 num k k 2 tmp image i j sign 1 num 1 else buf k tmp buf k 1 num k k 2 tmp image i j sign 1 num 1 fwrite fwrite fputc 256 ofile fwrite fwrite buf sizeof unsigned char k ofile fclose ofile 编码后 所得图像的大小为 117KB 所以游程编码的压缩比为 256 117 2 19 所使用的 BMP 图像为 3 算术编码 void ac encoder char temp 4 int i 0 float c 0 a 1 0 end for i 0 i 4 i scanf c getchar switch temp i case a end c a c a 0 0 a a 0 1 break case b end c a c a 0 1 a a 0 4 break case c end c a c a 0 5 a a 0 3 break case d end c a c a 0 8 a a 0 2 break default break printf 序列 c c c c 的概率区间为 f f n temp 0 temp 1 temp 2 temp 3 c end 结果截图 五 五 实验心得实验心得 这次的实验 看似很简单 其实里面涉及的内容还是很多的 虽然要完成实验报告很 简单 但要完全看懂程序代码我还是很吃力 但不管怎么说 我还是掌握了熵编码的编 码原理 同时对哈夫曼 算术和游程三