实验二：算术编码及MATLAB实现

1、武夷学院实验报告课程名称：多媒体通信技术项目名称:算术编码及 MATLAB实现姓名：叶永雄_专业：通信工程_班级：1班_学号:010_同组成员:_无_一、实验准备注：1、实验准备部分包括实验环境准备和实验所需知识点准备。:1. 实验目的1) 掌握算术编码基本原理及其实现步骤。2) 通过实现算术编码。2. 实验环境1) PC机一台2) MATLAB软件环境二、实验过程记录2、若是单人单组实验，同组成员填无。：1、实验原理算术编码的编码对象是一则消息或一个字符序列，其编码思路是将消息或字符序列表示 成0和1之间的一个间隔上的一个浮点小数。在进行算术编码之前，需要对字符序列中每个字符的出现概率进行统

2、计，根据各字符出现概率的大小，将每个字符映射到0 ,1区间上的某个子区间中。然后，在利用递归算法，将 整个字符序列映射到0,1 区间上的某个间隔中。在进行编码时，只需从该间隔中任选一个小 数，将其转化为二进制数。符号序列越长，编码表示他的间隔就越小，表示这个间隔所需的二进制位数就越多，编 码输出的码字就越长。算术编码规则在进行编码过程中，随着信息的不断出现，子区间按下列规律减小。-新子区间左端= 前子区间左端+当前子区间左端X前子区间长度-新子区间长度=前子区间长度X当前子区间长度2、实验代码（附上相应的程序代码）fun cti onarithmeticcod ingS = in put（请输

3、入信源符号='）;P = input（'请输入信源概率向量 P='）; str = in put（'输入编码的字符串='）;l = 0;r = 1;d = 1;n = len gth(str); n_S = len gth(P);%*处理第一个字符*%Qfor i=1:nflag = 0;for k = 1:n_Sif str(i)=S(k)m=k;flag =1;break;endendif flag =0error('非信源字符');end%*当前单个字符的左、右端以及长度处理*%pl = 0;pr = 0;for j = 1:m-1

4、pl = pl + P(j);%左端endpr = pl+P(m);% 右端pd = pr-pl;%子区间长度%*新子区间的左、右边界以及长度处理 *%if i = 1%首字符l = pl;r = pr;d = pd;else%算术编码规则l = l+d*pl;d = d*pd;r = l+d;end strl = strcat('第',int2str(i),'个符号的间隔左右边界：'); disp(strl);format long;disp(l);disp(r);endstrl = strcat('符号的间隔左右边界：)；disp(strl);for

5、mat long;disp(l);disp(r);End3、实验记录(1) 输入多组信源数据进行测试分析；(2) 记录输入各符号时，产生的新子区间，并与理论结果比较分析例如:信源苻号-or请输入信源觀率向SF=O. 2 0.6输入踹码的字苻留二Tiitr輸入第1脣号的间隔左右边界：0. 30000000000000L OOOOOOOOODOOOO輸入第2昔号的间隔左右边畀匕0. 53040000000000L DO000000000000輸入第3苻号的间隔左右边畀：0. 73856000000001,. 00000000000000输入第4符号的间隔左右边界：0. 7378550CI0O0OC

6、O0,. 748341760000CO步骤 符号 CL1 12 0+0*=*=3 1+*=*=4 1+*=0.*=0.子区间左端起点 C=0.子区间长度L=0.子区间右端M=0.+0.=综上所述，计算结果与实验结果相比较后验证了算术编码的实验原理以及编码规则。同理可得:清输入僖憑看号二犯u请输入信源觑率向SP=O, 1 0.3 0.2 C,2 o. 1 hl输入编码的字符eaaiL输入第1蒔号的间腐左右边畀：0.130000000000000. 22000000000000AM2符号的间爲左右边界；0.13UOOOQOOOOOOO0.13D900QOOOODOD輪入第3再号的冋隔左右边畀：0. 13D792QODOIOOOO0.13080109000000篩人第4符号的间隔左右边畀：0.130796320000000. 13C7&65SOOOOOO输入第5符号的间隔左右边霁10. 130796976400000.130796S&000000本题通过运用算术编码得出的结果与实验结果相同，进一步验证了算术编码的原理。三、实验小结：注：1、实验小结应包含实验所需知识点和实验方法的总结，实验心得体会等。2、分组实验需包含同组讨论内容。实验