實(shí)驗(yàn)四 圖像編碼實(shí)驗(yàn)-霍夫曼編碼、香農(nóng)-弗諾編碼及行程編碼

1、實(shí)驗(yàn)四圖像編碼實(shí)驗(yàn)霍夫曼編碼、香農(nóng)-弗諾編碼及行程編碼一、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件大量樣圖二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉圖像霍夫曼編碼和香農(nóng)-弗諾編碼的基本原理，了解編程實(shí)現(xiàn)的具體步驟，觀察編碼表，比較編碼效率；2、熟悉圖像行程編碼的的基本原理，了解PCX文件的結(jié)構(gòu)及利用行程編解碼實(shí)現(xiàn)PCX文件存取的具體過程，比較編碼前后的圖像；3、了解LZW編解碼、GIF文件結(jié)構(gòu)和預(yù)測(cè)DPCM編解碼的基本原理，觀察圖像編解碼效果。三、實(shí)驗(yàn)原理1、霍夫曼編碼和香農(nóng)-弗諾編碼的基本原理及編程實(shí)現(xiàn)步驟關(guān)于霍夫曼編碼和香農(nóng)-弗諾編碼的基本原理可以查閱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的相關(guān)文字說明，這里只介紹編程實(shí)現(xiàn)的程序流程圖，以霍

2、夫曼編碼為例：2、行程編碼的的基本原理及PCX文件的結(jié)構(gòu)行程編碼(RunLengthCoding，RLC)的原理非常簡(jiǎn)單：將圖像每行中灰度值相同的相鄰象素用一個(gè)計(jì)數(shù)值和該灰度值來代替。例如：aaaabbccccd,可以表示為4a2b4cld。如果圖像中存在大面積灰度值相同的區(qū)域，那么采用行程編碼的效率是驚人的，但是如果圖像中每個(gè)相鄰點(diǎn)的灰度值各不相同，此時(shí)用行程編碼不但不能壓縮，反而會(huì)使圖像數(shù)據(jù)大幅度增加。PCX格式文件采用行程編碼進(jìn)行圖像壓縮。PCX文件結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，僅分為文件頭和圖像壓縮數(shù)據(jù)兩個(gè)部分(如果是256色文件，則還要有一個(gè)256色調(diào)色板存于文件尾部)，本系統(tǒng)涉及的PCX文件包括文

3、件頭、圖像像據(jù)和調(diào)色板三部分。PCX文件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息可以查閱有關(guān)書籍，這里不再贅述。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容A霍夫曼編碼香農(nóng)-弗諾編碼行程編解碼及PCX文件存?。簭膱D庫中選擇圖像，執(zhí)行圖像編碼行程編解碼f存為PCX文件，指定文件名并保存。執(zhí)行圖像編碼f行程編解碼f讀取PCX文件，打開剛剛保存的PCX文件，比較解碼圖像和原圖像結(jié)合直方圖觀察解碼圖像和原圖像的差影圖像,分析并說明行程編碼的特點(diǎn),指出行程編碼在什么情況下的壓縮效率最高。LZW編解碼及GIF文件存取：從圖庫中選擇灰度圖像執(zhí)行圖像編碼fLZW編解碼f存為GIF文件，指定文件名并保存。執(zhí)行圖像編碼一LZW編解碼f讀取GIF文件，打開剛剛保存的GIF

4、文件，比較解碼圖像和原圖像，結(jié)合直方圖觀察解碼圖像和原圖像的差影圖像分析并說明LZW編碼的特點(diǎn)，指出LZW編碼在什么情況下的壓縮效率最高。預(yù)測(cè)DPCM編解碼及IMG文件存?。簭膱D庫中選擇灰度圖像執(zhí)行圖像編碼fDPCM預(yù)測(cè)編解碼f存為IMG文件，指定文件名并保存。執(zhí)行圖像編碼fDPCM預(yù)測(cè)編解碼f讀取IMG文件，打開剛剛保存的IMG文件，比較解碼圖像和原圖像，結(jié)合直方圖觀察解碼圖像和原圖像的差影圖像分析并說明DPCM預(yù)測(cè)編解碼的特點(diǎn)，指出DPCM預(yù)測(cè)編解碼在什么情況下的壓縮效率最高。注意：1、所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均針對(duì)8位BMP灰度圖像進(jìn)行處理；2、本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是霍夫曼編碼和香農(nóng)-弗諾編碼，其它編碼方

5、法只作一般性了解。五、實(shí)驗(yàn)步驟以圖像霍夫曼編碼和香農(nóng)-弗諾編碼為例說明實(shí)驗(yàn)的具體步驟，其它實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的步驟與此類似。1、打開計(jì)算機(jī)，在系統(tǒng)桌面上雙擊“數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)”的可執(zhí)行文件“圖象處理”的圖標(biāo)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；2、執(zhí)行文件打開，在OPEN對(duì)話框中選擇待處理的圖像，按【OK】后系統(tǒng)顯示出圖像；3、執(zhí)行查看圖像基本信息，將顯示圖像基本信息對(duì)話框，如圖所示；4、執(zhí)行查看灰度直方圖，查看圖像的灰度直方圖，如圖所示；步驟3示意圖步驟4示意圖5、執(zhí)行圖像變換T正交變換T傅立葉變換，查看圖像的頻率域分布情況，如圖所示；步驟5示意圖6、執(zhí)行圖像編碼-霍夫曼編碼表，彈出的對(duì)話框顯示霍夫曼編碼信息，如圖所示；7、結(jié)合霍夫曼編碼原理，詳細(xì)查看分析霍夫曼編碼表及圖像熵、平均碼字長(zhǎng)度和編碼效率等信息；8、執(zhí)行圖像編碼-香農(nóng)-弗諾編碼表，彈出的對(duì)話框顯示香農(nóng)-弗諾編碼信息，如圖所示；9、結(jié)合香農(nóng)-弗諾編碼原理，詳細(xì)查看分析香農(nóng)-弗諾編碼表及圖像熵、平均碼字長(zhǎng)度和編碼效率等信息；10、比較霍夫曼編碼和香農(nóng)-弗諾編碼的平均碼字長(zhǎng)度和編碼效率等信息。步驟6示意圖nMK4lnmnwtom/miowwiOMMI08,”5onrrnomrt)；、精上iMtRMMFR*RXrSN