1、 中南大學 信息論與編碼實驗報告 題 目 信源編碼實驗 指導教師 學 院專業班級 姓名 學號 日期 目錄一、香農編碼.3 實驗目的.3 實驗要求.3 編碼算法.3 調試過程.3 參考代碼.4 調試驗證.7 實驗總結.7二、哈夫曼編碼.8 實驗目的.8 實驗原理.8 數據記錄.9 實驗心得.10一、香農編碼1、實驗目的 （1）進一步熟悉Shannon編碼算法； （2）掌握C語言程序設計和調試過程中數值的進制轉換、數值與字符串之間的轉換等技術。2、實驗要求 （1）輸入：信源符號個數q、信源的概率分布p； （2）輸出：每個信源符號對應的Shannon編碼的碼字。3、Shannon編碼算法 1：pro

2、cedure SHANNON(q,)2: 降序排列3: for i=1 q do4: F() 5： 6：將累加概率F()（十進制小數）變換成二進制小數。7：取小數點后個二進制數字作為第i個消息的碼字。8：end for9：end procedure-4、 調試過程1、fatal error C1083: Cannot open include file: unistd.h: No such file or directory fatal error C1083: Cannot open include file: values.h: No such file or directory原因：un

3、istd.h和values.h是Unix操作系統下所使用的頭文件糾錯：刪去即可2、error C2144: syntax error : missing ) before type int error C2064: term does not evaluate to a function原因：l_i(int *)calloc(n,sizeof(int); l_i后缺少賦值符號使之不能通過編譯糾錯：添加上賦值符號3、 error C2018: unknown character 0xa1原因：有不能被識別的符號糾錯：在錯誤處將不能識別的符號改為符合C語言規范的符號4、 error C2021:

4、expected exponent value, not 原因：if(fabs(sum-1.0)DELTA); 這一行中DELTA宏定義不正確糾錯：# define DELTA 0.5、 error C2143: syntax error : missing ; before 原因：少寫了“;”號糾錯：在對應位置添加上“;”號5、 參考代碼# include# include# include# include# define DELTA 0./*精度*/void sort(float*,int);/*排序*/int main(void)register int i,j;int n; /*符號

5、個數*/int temp;/*中間變量*/float *p_i; /*符號的概率*/float *P_i; /*累加概率*/int *l_i; /*碼長*/char * *C; /*碼集合*/*用sum來檢驗數據，用p來緩存了中間數據*/float sum,p;/*輸入符號數*/fscanf(stdin,%d,&n);/*分配內存地址 */p_i=(float *)calloc(n,sizeof(float);P_i=(float *)calloc(n,sizeof(float);l_i=(int *)calloc(n,sizeof(int); /* 存儲信道傳輸的概率*/ for(i=0;i

6、n;i+) fscanf(stdin,%f,&p_ii); /*確認輸入的數據*/ sum=0.0; for(i=0;iDELTA) fprintf(stderr,Invalid input data n); fprintf(stdout,Startingnn); /*以降序排列概率*/ sort (p_i,n); /*計算每個符號的碼長*/ for(i=0;in;i+) p=(float)(-(log(p_ii)/log(2.0); l_ii=(int)ceil(p); /*為碼字分配內存地址*/ C=(char *)calloc(n,sizeof(char *); for(i=0;in;i

7、+) Ci=(char *)calloc(l_ii+1,sizeof(char); Ci0=0; /*計算概率累加和*/ P_i0=0.0; for(i=1;in;i+) P_ii=P_ii-1+p_ii-1; /*將概率和轉變為二進制編碼*/ for(i=0;in;i+) for(j=0;jl_ii;j+) /*乘2后的整數部分即為這一位的二進制碼元*/ P_ii=P_ii*2; temp=(int)(P_ii); P_ii=P_ii-temp;/*整數部分大于0為1，等于0為0*/ if(temp=0) Ci=strcat(Ci,0); else Ci=strcat(Ci,1); /*顯示

8、編碼結果*/ fprintf(stdout,The output coding is :n); for(i=0;i=0;i-) free(Ci); free(C); free(p_i); free(P_i); free(l_i); exit(0); /*冒泡排序法*/ void sort(float *k,int m) int i=1;/*外層循環變量*/ int j=1;/*內層循環變量*/ int finish=0;/*結束標志*/ float temp;/*中間變量*/ while(im&!finish) finish=1; for(j=0;jm-i;j+) /*將小的數后移*/ if(

9、kj clear all p=0.20 0.18 0.15 0.17 0.19 0.10 0.01;l=0;H=0;N=length(p);for i=1:N H=H+(-p(i)*log2(p(i); endfprintf(信源信息熵：n);disp(H);for i=1:N-1 for j=i+1:N if p(i)p(j) m=p(j); p(j)=p(i); p(i)=m; end endendfor i=1:N-1 c(i,:)=blanks(N*N); end c(N-1,N)=0; c(N-1,2*N)=1; for i=1:N-1 %對字符數組c碼字賦值過程，記下沿路徑的“1”

10、和0; c(N-i,1:N-1)=c(N-i+1,N*(find(m(N-i+1,:)=1)-(N-2):N*(find(m(N-i+1,:)=1); c(N-i,N)=0; c(N-i,N+1;2*N-1)=c(N-i,1:N-1); c(N-i,2*N)=1; for j=1:i-1 c(N-i,(j+1)*N+1:(j+2)*N)=c(N-i+1,N*(find(m(N-i+1,:)=j+1)-1)+1:N*find(m(N-i+1,:)=j+1); endendfor i=1:N h(i,1:N)=c(1,N*(find(m(1,:)=i)-1)+1:find(m(1,:)=i)*N);%碼字賦值 ll(i)=length(find(abs(h(i,:)=32);%各碼字碼長 endl=sum(p.*ll);%計算平均碼長n=H/l;%計算編碼效率fprintf(編碼的碼字：n);disp(h