游程编码实验报告
信息论实验报告
游程编码实现有效性提高的原理及通用编码的思想康乐203201505020摘要：信源编码的目的是提高信息传输效率，其思想是去除消息中的冗余成分。
在无失真的信源编码中，根据信源的统计特性进行编码称为统计编码，而在信源统计特性未知的情况下，就需要一种新的编码方法，称之为通用编码。
本文对统计编码中的游程编码进行了分析，说明其有效性，给出其具有有效性的原理论述，对游程编码的截断效应进行了仿真；同时分析了通用编码的存在性与构造方法，还以字典码为例进行了仿真。
关键词：信源编码游程编码通用编码字典码一、信源编码概述通信的根本问题是将信源的输出在接收端精确的或近似的重现出来。
为此需要解决两个问题。
其一是信源的输出应如何描述，及如何计算它产生的信息量；其二是如何表示信源的输出，即信源编码问题。
由于信源可以根据信息输出的形式分为离散信源和连续信源，因此信源编码也就可以分为离散信源和连续信源。
根据通信的要求，可以将信源编码分为无失真信源编码和限定失真的信源编码。
若要求精确的重现信源的输出，就要保证信源产生的全部信息无损的传递给信宿，这时的信源编码就是无失真信源编码。
许多实际情况下，并不要求完全精确地复制出信源的输出，而且在有干扰的情况下，这也是不可能的。
一般对信源-信宿要定出可接收准则或保真度准则，这就是限定失真的信源编码。
离散信源的输出可以用如下符号序列表示：21012,,,,,U U U U U --其中l U 表示在第l 时刻产生的符号，l 为整数。
l U 为一随机变量，它在有限字母集{}1,k A a a =中选取。
如果使用D 字母的集合{}1,d B b b =作为码表，那么如果组成码字的码符号数目相等，我们就称之为等长编码，否则称之为非等长编码。
非等长编码则可以根据编码是否依赖信源的统计特性分为统计编码与通用编码。
二、 游程编码 2.1 游程编码概念游程编码（RLC, Run Length Coding ），又称“运行长度编码”或“行程编码”，是一种统计编码，该编码属于无损压缩编码，是栅格数据压缩的重要编码方法。
行程编码实验报告
行程编码以vc方式实现实验目的：了解行程算法的压缩和解压过程，学会计算压缩比以及与行程算法相关的问题。
实验平台：在vc2010下以c++代码的形式完成。
软件设计说明：该程序主要是为了实现压缩和解压的功能。
压缩算法相对较为简单，主要是对输入的要压缩的数据进行遍历，遍历并同时记录相同的数据的数目，当遍历到不相同的数据后停止遍历并将数据和数目压入到vector中保存，考虑到可能会在数据间产生误差，我加入’\’用于区分不同的两个数据，还有若数据的长度为1时，我不将1保存到vector中，以此方式尽可能的减少压缩数据的长度，增加压缩的效果。
函数中使用了<sstream>中的功能，其作用为将int转换为string的类型，便于储存数据，其功能函数如下：void yasuo(vector<string> a) //a传入要压缩的数据{int length=a.size(); //原数据的长度vector<string> temp; //保存压缩后的数据int j=0;int n=1;for(int i=0;i<length-1;i++){string b=a[i];if(i!=length-2){if(a[i]!=a[i+1]){if(n!=1){if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;stringstream out;out<<n;s = out.str();temp.push_back(s);s="\\";temp.push_back(s);n=1;j=j+2;}else{if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;s="\\";temp.push_back(s);n=1;j=j+1;}}elsen++;}else{if(a[i]==a[i+1]){n++;if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;stringstream out;out<<n;s = out.str();temp.push_back(s);n=1;j=j+2;}else{if(n!=1){if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;stringstream out;out<<n;s = out.str();temp.push_back(s);s="\\";temp.push_back(s);n=1;if(a[i+1]=="\\"){temp.push_back(a[i+1]);temp.push_back(a[i+1]);}elsetemp.push_back(a[i+1]);j=j+2;}else{if(b=="\\"){temp.push_back(b);temp.push_back(b);}elsetemp.push_back(b);string s;s="\\";temp.push_back(s);n=1;if(a[i+1]=="\\"){temp.push_back(a[i+1]);temp.push_back(a[i+1]);}elsetemp.push_back(a[i+1]);j=j+2;}}}}print(temp,a,j); //用于数据的输出}然后是解压算法的设计思路如下，主要是定义三个vector的向量，一个用于记录要压缩的数据，一个用于记录标志’\’的在string中的位置，然后根据’\’的位置求出数据的数目，将数目保存到另外一个vector中，然后根据数据和长度一一对应输出，这样就将数据解压完成。
编码仿真实验报告(3篇)
第1篇实验名称：基于仿真平台的编码算法性能评估实验日期：2023年4月10日实验地点：计算机实验室实验目的：1. 了解编码算法的基本原理和应用场景。
2. 通过仿真实验，评估不同编码算法的性能。
3. 分析编码算法在实际应用中的优缺点。
实验环境：1. 操作系统：Windows 102. 编译器：Visual Studio 20193. 仿真平台：MATLAB 2020a4. 编码算法：Huffman编码、算术编码、游程编码实验内容：1. 编写Huffman编码算法，实现字符序列的编码和解码。
2. 编写算术编码算法，实现字符序列的编码和解码。
3. 编写游程编码算法，实现字符序列的编码和解码。
4. 在仿真平台上，分别对三种编码算法进行性能评估。
实验步骤：1. 设计Huffman编码算法，包括构建哈夫曼树、编码和解码过程。
2. 设计算术编码算法，包括编码和解码过程。
3. 设计游程编码算法，包括编码和解码过程。
4. 编写仿真实验代码，对三种编码算法进行性能评估。
5. 分析实验结果，总结不同编码算法的优缺点。
实验结果及分析：一、Huffman编码算法1. 编码过程：- 对字符序列进行统计，计算每个字符出现的频率。
- 根据频率构建哈夫曼树，叶子节点代表字符，分支代表编码。
- 根据哈夫曼树生成编码，频率越高的字符编码越短。
2. 解码过程：- 根据编码，从哈夫曼树的根节点开始，沿着编码序列遍历树。
- 当遍历到叶子节点时，输出对应的字符。
3. 性能评估：- 编码长度：Huffman编码的平均编码长度最短，编码效率较高。
- 编码时间：Huffman编码算法的编码时间较长，尤其是在构建哈夫曼树的过程中。
二、算术编码算法1. 编码过程：- 对字符序列进行统计，计算每个字符出现的频率。
- 根据频率，将字符序列映射到0到1之间的实数。
- 根据映射结果，将实数序列编码为二进制序列。
2. 解码过程：- 对编码的二进制序列进行解码，得到实数序列。
游程编码实验报告范文游程编码数据的属性查询
游程编码实验报告范文游程编码数据的属性查询........交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业：通信工程专业11级学号：2姓名：徐国健实验所属课程：移动通信原理与应用实验室(中心)：信息技术软件实验室指导教师：益才2022年5月教师评阅意见：签名：年月日实验成绩：一、题目二值图像的游程编码及解码二、仿真要求对一幅图像进行编码压缩，然后解码恢复图像。
三、仿真方案详细设计实验过程分为四步：分别是读入一副图象，将它转换成为二进制灰度图像，然后对其进行游程编码和压缩，最后恢复图象（只能恢复为二值图像）。
1、二值转换所谓二值图像,就是指图像上的所有像素点的灰度值只用两种可能，不为“0”就为“1”，也就是整个图像呈现出明显的黑白效果。
2、游程编码原理游程编码是一种无损压缩编码，对于二值图有效。
游程编码的基本原理是：用一个符号值或串长代替具有相同值的连续符号，使符号长度少于原始数据的长度。
据进行编码时，沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号，用字串代替这些连续符号，可大幅度减少数据量。
游程编码分为定长行程编码和不定长行程编码两种类型。
游程编码是连续精确的编码，在传输过程中，如果其中一位符号发生错误，即可影响整个编码序列，使行程编码无法还原回原始数据。
3、游程编码算法一般游程编码有两种算法，一种是使用1的起始位置和1的游程长度，另一种是只使用游程长度，如果第一个编码值为0，则表示游程长度编码是从0像素的长度开始。
这次实验采用的是前一种算法。
两种方法各有优缺点：前一种存储比第二种困难，因此编程也比较复杂。
而后一种需要知道第一个像素值，故压缩编码算法中需给出所读出的图的第一个像素值。
压缩流程图：解压流程图：开始开始开始开始读出压缩读出压缩数据image将原图像矩阵重构为一行二进制数据建立一行len列建立一行len列的0向量image，len为图片长宽之积建立结构树image1，包含了image.po和image.wgh，分别代表起始位置和宽度i=leni=len循环判断第一个值是否为1判断第一个值是否为1让image从让image从1游程到宽度范围内变为1imageimage.po和image.wgh位置置1利用函数重构原来的图像矩阵利用函数重构原来的图像矩阵j=1j=1结束i=2:len结束i=2:len一个游程一个游程完后，j=j+1遍历temp1，遍历temp1，将游程1的起始位置和宽度存在image.po（j）和image.wgh(j)中。
计算机视觉实验指导书
计算机实验指导书编写：郭曙光西安邮电学院自动化学院智能科学与技术专业2010年5月5号实验一几何投影、游程编码一、实验目的与要求：目的：通过本次实验，学生可以掌握图像几何投影、游程编码的方法。
要求：上机运行，调试通过。
二、实验设备：计算机、Matlab软件、VC++或C语言软件三、实验内容：（1）几何投影：对一幅简单二值图像的水平、垂直及对角线的投影。
（2）游程编码：对一幅简单二值图像进行游程编码。
四、实验原理：（1）几何投影：是指定方向上单条前景像素的个数，例如下图示例：（2）游程编码：是用图像象素值连续为1的个数(象素1的长度)来描述图像。
在游程长度编码中经常运用两种方法，一种是使用1的起始位置和1的游程长度，另一种是仅仅使用游程长度，如果第一个编码值为0,则表示游程长度编码是从0象素的长度开始，如图所示：1的游程：第一行（2,2）（6,3）（13,6）（20,1）第二行（4,6）（11,10）第三行（1,5 ）（11，1）（17，4）1和0的游程长度：第一行0，1, 2，2，3，4，6，1，1第二行0，3，6，1，10第三行1, 5，5，1，5，4五、实验报告内容（1）叙述实验过程，列出代码及代码简要说明；（2）提交实验的原始图像和结果数据及图像。
（3）给出方法用途及结论的简要分析实验二形态算子一、实验目的与要求目的：学习常见的数学形态学运算基本方法，了解腐蚀、膨胀、开运算、闭运算取得的效果，培养处理实际图像的能力。
要求：上机运行，调试通过。
二、实验设备：计算机、Matlab软件、VC++或C语言软件三、实验内容：利用VC++/C或MatLab工具箱中关于数学形态学运算的函数，对二值图像进行膨胀、腐蚀和开运算、闭运算处理。
四、实验原理：膨胀：腐蚀：开运算：闭运算：五、实验报告内容（1）描述实验的基本步骤，用数据和图片给出各个步骤中取得的实验结果，并进行必要的讨论，必须包括原始图像及其计算/处理后的图像。
游程编码(蛮详细的)
摘要为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量，对信源输出的符号序列所施行的变换。
具体说，就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列，使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。
最原始的信源编码就是莫尔斯电码，另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应用中常见的信源编码方式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是无损编码，另外还有一些有损的编码方式。
信源编码的目标就是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，最常见的应用形式就是压缩。
相应地，信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减，通过增加冗余，如校验码等，来提高抗干扰能力以及纠错能力。
关键词：信源；信道；编码；游程编码1课题描述游程编码又称“运行长度编码”或“行程编码”，是一种统计编码，该编码属于无损压缩编码，是栅格数据压缩的重要编码方法。
对于二值图有效。
在对图像数据进行编码时，沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号，用字串代替这些连续符号，可大幅度减少数据量。
相应地，信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减，通过增加冗余，如校验码等，来提高抗干扰能力以及纠错能力。
2 信源编码2.1概念一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换；为了减少或消除信源剩余度而进行的信源符号变换，对输入信息进行编码，优化信息和压缩信息并且打成符合标准的数据包2.2信源编码作用信源编码的作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩：作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。
2.3编码方式最原始的信源编码就是莫尔斯电码，另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应用中常见的信源编码方式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是无损编码，另外还有一些有损的编码方式。
信源编码的目标就是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，最常见的应用形式就是压缩。
游程编码实验报告
实验二游程编码一、实验目的1、掌握游程编码原理；2、理解数据编码压缩和译码输出编码的实现。
二、实验要求实现游程编码和译码的生成算法。
三、实验内容输入一幅二值图像，先统计要压缩编码的文件中的字符字母出现的次数，按字符字母和空格出现的概率对其进行哈夫曼编码，然后读入要编码的文件，编码后存入另一个文件；接着再调出编码后的文件，并对其进行译码输出，最后存入另一个文件中。
四、实验原理1、xx树的定义：假设有n个权值，试构造一颗有n个叶子节点的二叉树，每个叶子带权值为wi，其中树带权路径最小的二叉树成为哈夫曼树或者最优二叉树；2、xx树的构造：weight为输入的频率数组，把其中的值赋给依次建立的HT Node对象中的data属性，即每一个HT Node对应一个输入的频率。
然后根据data属性按从小到大顺序排序，每次从data取出两个最小和此次小的HT Node，将他们的data 相加，构造出新的HTNode作为他们的父节点，指针parent，leftchild，rightchild赋相应值。
在把这个新的节点插入最小堆。
按此步骤可以构造出一棵xx树。
通过已经构造出的哈夫曼树，自底向上，由频率节点开始向上寻找parent,直到parent为树的顶点为止。
这样，根据每次向上搜索后，原节点为父节点的左孩子还是右孩子，来记录1或0，这样，每个频率都会有一个01编码与之唯一对应，并且任何编码没有前部分是同其他完整编码一样的。
五、实验程序#include<stdio.h>#include<string.h>#define NUM 1000char dat,flag,str[NUM],b[NUM];printf("(请输入待编码的字符串)\n\n");printf("原字符串为:");gets(str);//输入待编码的字符串flag=str[0];//记下第一个字符值作为flag游程编码的起始值/************************编码部分**********************************************/printf("\n游程编码为:");for(i=0;i<strlen(str);i++)//输入字符串的循环{if(str[i+1]==str[i])/************************译码部分**********************************************/printf("\n\n译码结果为:");for(j=0;j<h;j++)//对计数数组进行循环，次数为游程改变的次数{ for(z=0;z<a[j];z++)flag='1';else if(flag=='1')flag='0';//让flag轮流从0和1切换赋值}for(x=0;x<k;x++)printf("%c",b[x]);//将译出的码显示出来printf("\n\n\n");}八、结果分析九、实验心得。
游程编码(蛮详细的)
摘要为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量，对信源输出的符号序列所施行的变换。
具体说，就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列，使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。
最原始的信源编码就是莫尔斯电码，另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应用中常见的信源编码方式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是无损编码，另外还有一些有损的编码方式。
信源编码的目标就是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，最常见的应用形式就是压缩。
相应地，信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减，通过增加冗余，如校验码等，来提高抗干扰能力以及纠错能力。
关键词：信源；信道；编码；游程编码1课题描述游程编码又称“运行长度编码”或“行程编码”，是一种统计编码，该编码属于无损压缩编码，是栅格数据压缩的重要编码方法。
对于二值图有效。
在对图像数据进行编码时，沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号，用字串代替这些连续符号，可大幅度减少数据量。
相应地，信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减，通过增加冗余，如校验码等，来提高抗干扰能力以及纠错能力。
2 信源编码2.1概念一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换；为了减少或消除信源剩余度而进行的信源符号变换，对输入信息进行编码，优化信息和压缩信息并且打成符合标准的数据包2.2信源编码作用信源编码的作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩：作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。
2.3编码方式最原始的信源编码就是莫尔斯电码，另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应用中常见的信源编码方式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是无损编码，另外还有一些有损的编码方式。
信源编码的目标就是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，最常见的应用形式就是压缩。
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实验二游程编码
一、实验目的
1、掌握游程编码原理；
2、理解数据编码压缩和译码输出编码的实现。
二、实验要求
实现游程编码和译码的生成算法。
三、实验内容
输入一幅二值图像，先统计要压缩编码的文件中的字符字母出现的次数，按字符字母和空格出现的概率对其进行哈夫曼编码，然后读入要编码的文件，编码后存入另一个文件；接着再调出编码后的文件，并对其进行译码输出，最后存入另一个文件中。
四、实验原理
1、xx 树的定义：
假设有n 个权值，试构造一颗有n 个叶子节点的二叉树，每个叶子带权值为wi ，其中树带权路径最小的二叉树成为哈夫曼树或者最优二叉树；
2、xx 树的构造：
weight为输入的频率数组，把其中的值赋给依次建立的HT Node对象中的data属性，即每一个HT Node对应一个输入的频率。
然后根据data属性按从小到大顺序排序，每次从data取出两个最小和此次小的HT Node,将他们的data 相加，构造出新的HTNode作为他们的父节点，指针pare nt，leftchild，rightchild 赋相应值。
在把这个新的节点插入最小堆。
按此步骤可以构造出一棵XX树。
通过已经构造出的哈夫曼树,自底向上,由频率节点开始向上寻找parent, 直到parent 为树的顶点为止。
这样,根据每次向上搜索后,原节点为父节点的
左孩子还是右孩子，来记录 1 或0，这样，每个频率都会有一个01 编码与之唯一对应，并且任何编码没有前部分是同其他完整编码一样的。
五、实验程序
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define NUM 1000
char dat,flag,str[NUM],b[NUM];
printf("( 请输入待编码的字符串)\n\n");
printf(" 原字符串为:
");
gets(str);// 输入待编码的字符串
flag=str[0];// 记下第一个字符值作为flag 游程编码的起始值
/************************ 编码部分**********************************************/
printf("\n 游程编码为:
");
for(i=0;i<strlen(str);i++)// 输入字符串的循环{if(str[i+1]==str[i])
/************************
译码部分
**********************************************
printf("\n\n 译码结果为:
");
for(j=0;j<h;j++)// 对计数数组进行循环，次数为游程改变的次数
{ for(z=0;z<a[j];z++)
flag='1';
else if(flag=='1')
flag='0';// 让flag 轮流从0 和1 切换赋值}for(x=0;x<k;x++) printf("%c",b[x]);// 将译出的码显示出来printf("\n\n\n");}
八、结果分析
九、实验心得。