matlab实现香农编码原理_香农编码c语言实现

全栈程序员-用户IM • 2022年9月11日下午12:00 • 未分类

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最近有个实验是用MATLAB实现香农编码的，在网上看到了别人写的程序，大部分都不支持手动输入信源，我自己就加上了几行，能够直接输入信源分布，下面是程序：

pa=input(‘请输入信源分布:’)
k=length(pa); %计算信源符号个数
if min(pa)<0||max(pa)>1 %判断信源概率值是否介于0到1之间
% disp([‘信源分布pa(x)=[‘,num2str(pa),’]’]);
disp(‘概率值必须介于0到1之间，请重新输入信源分布’);
return
elseif sum(pa)~=1 %判断信源累加和是否为1
% disp([‘信源分布pa(x)=[‘,num2str(pa),’]’]);
disp(‘概率累加和必须等于1，请重新输入信源分布’);
return
else
for i=1:k-1 %for循环进行降序排列
for n=i+1:k
if (pa(i)<pa(n))
t=pa(i);
pa(i)=pa(n);
pa(n)=t;
end
end
end
end
disp(‘信源分布概率从大到小为：’),disp(pa)
y=0;%给y赋初值，用来求概率和
f=0;%给f赋初值，用来得到子程序最大循环次数
s=zeros(k,1); %对求和结果进行矩阵初始化
b=zeros(k,1); %对编码位数矩阵初始化
w=zeros(k,1); %对二进制矩阵初始化
for m=1:k; %进行香农编码
s(m)=y;
y=y+pa(m);
b(m)=ceil(-log2(pa(m)));%求得的自信息量向上取整，得到码字长度
z=zeros(b(m),1); %对码字矩阵初始化
x=s(m);
f=max(b(m)); %把码字最大长度赋给f，用于进行十进制转二进制
w=dtob(x,f); %调用子程序将十进制转换为二进制
for r=1:b(m)
z(r)=w(r);
end
disp(‘输出结果为：’);
disp(‘初始概率’),disp(pa(m))
disp(‘求和结果’),disp(s(m))
disp(‘编码位数’),disp(b(m))
disp(‘最终编码’),disp(z’)

end
sum0=0;
sum1=0;
for i=1:k %使用for循环进行信息熵、平均码长求解
a(i)=-log2(pa(i)); %a(i)表示单个信源的自信息量
K(i)=ceil(a(i)); %K(i)表示对自信息量向上取整
R(i)=pa(i)*K(i);
sum0=sum0+R(i); %求平均码长
c(i)=a(i)*pa(i);
sum1=sum1+c(i); %信息熵
end
K1=sum0;
H=sum1;
Y=H/K1; %用Y来表示编码效率
disp([‘信息熵H(X)=’,num2str(H),'(bit/sign)’]);
disp([‘平均码长K=’,num2str(K1),'(bit/sign)’]);