香农编码MATLAB实现

使用MATLAB实现香农编码

程序如下：

1.主程序

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('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('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)

t=pa(i);

pa(i)=pa(n);

pa(n)=t;

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)']);

disp(['编码效率=',num2str(Y)]);

2.调用子程序：

function y=dtob(x,f)

for i=1:f

temp=x.*2;

if(temp<1)

y(i)=0;

x=temp;

else

x=temp-1;

y(i)=1;

end