霍夫曼及香农-范诺编码方法

1.霍夫曼编码方法:先按出现的概率大小排队,把两个最小的概率相加,作为新的概率和剩余的概率重新排队,再把最小的两个概率相加,再重新排队,直到最后变成1。每次相加时都将“0”和“1”赋与相加的两个概率,读出时由该符号开始一直走到最后的”0”或者“1”,将路线上所遇到的“0”和“1”按最低位到最高位的顺序排好,就是该符号的霍夫曼编码。

低位 高位

用霍夫曼编码所得的平均码长为:Σ(码长×出现概率)

上例为:

0.2×2+0.19×2+0.18×3+0.17×3+0.15×3+0.1×4+0.01×4=2.72 bit

可以算出本例的信源熵为2.61bit,二者已经是很接近了。

2. 香农-范诺编码的目的是产生具有最小冗余的码词。其基本思想是产生编码长度可变的码词。估计码词长度的准则是符号出现的概率,符号出现的概率越大,其码词的长度越短。

香农-范诺编码方法:将符号从最大可能到最少可能排序,将排列好的信源符号分化为两大组,使两组的概率和近于相同,并各赋予一个二元码符号“0”和“1”。只要组内有两个或两个以上符号,就以同样的方法重复以上分组,以此确定这些符号的连续编码数字。

依次下去,直至每一组只剩下一个信源符号为止。

香农-范诺编码算法步骤:

(1)按照符号出现的概率减少的顺序将待编码的符号排成序列。

(2)将符号分成两组,使这两组符号概率和相等或几乎相等。

(3)将第一组赋值为0,第二组赋值为1。

(4)对每一组,重复步骤2的操作,直至每一组只剩下一个信源符号为止。

1.霍夫曼编码方法:先按出现的概率大小排队,把两个最小的概率相加,作为新的概率和剩余的概率重新排队,再把最小的两个概率相加,再重新排队,直到最后变成1。每次相加时都将“0”和“1”赋与相加的两个概率,读出时由该符号开始一直走到最后的”0”或者“1”,将路线上所遇到的“0”和“1”按最低位到最高位的顺序排好,就是该符号的霍夫曼编码。

低位 高位

用霍夫曼编码所得的平均码长为:Σ(码长×出现概率)

上例为:

0.2×2+0.19×2+0.18×3+0.17×3+0.15×3+0.1×4+0.01×4=2.72 bit

可以算出本例的信源熵为2.61bit,二者已经是很接近了。

2. 香农-范诺编码的目的是产生具有最小冗余的码词。其基本思想是产生编码长度可变的码词。估计码词长度的准则是符号出现的概率,符号出现的概率越大,其码词的长度越短。

香农-范诺编码方法:将符号从最大可能到最少可能排序,将排列好的信源符号分化为两大组,使两组的概率和近于相同,并各赋予一个二元码符号“0”和“1”。只要组内有两个或两个以上符号,就以同样的方法重复以上分组,以此确定这些符号的连续编码数字。

依次下去,直至每一组只剩下一个信源符号为止。

香农-范诺编码算法步骤:

(1)按照符号出现的概率减少的顺序将待编码的符号排成序列。

(2)将符号分成两组,使这两组符号概率和相等或几乎相等。

(3)将第一组赋值为0,第二组赋值为1。

(4)对每一组,重复步骤2的操作,直至每一组只剩下一个信源符号为止。


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