信息论与编码理论课程实验报告

信息论与编码理论课程实验报告实验：无失真信源编码技术在数据压缩中的应用子实验编号及实验名称信息论与编码（无失真信源编码技术在数据压缩中的应用）系别姓名学号指导老师实验地点实验日期实验时数4同组其他成员无自/互评成绩100综合成绩实验目的及要求1、理解信源概念，给定信源，能正确构建相应的信源数学模型。2、建立待压缩的数据（如文本、图像等）的信源模型。进行相关统计，确定该数据的信源符号集，以及相应的概率集合，从而确定该信源的概率空间。该部分实验涉及数据读入（文档读写、图像读写）、信源符号出现概率统计等等实验环境及相关情况（包含使用软件、实验设备、主要仪器及材料等）设备：PC机软件：matlab2007实验内容及步骤（包含简要的实验步骤流程）1、随机产生一个信源概率集合；2、基于给定英文材料，以26个英文字母为信源消息符号，构建该信源的数学模型。1）统计26个英文字母出现的频数；2）计算26个英文字母出现的频率，并以频率近似概率；3）构建信源概率模型实验结果（包括图表、结论陈述、数据记录及分析等，可附页）结果如下：概率集合为：[0.19050.071400.30950.11900.07140.11900.1190]此模型的信源熵为2.619826个字母出现的频数依次为：1522947691813338441117586351211394281071541225491910290结果如下：26个字母出现的频率依次为0.09210.01760.02850.04180.10960.02000.02300.02670.06720.00420.00300.05210.02120.07330.08420.02540.00480.06480.09330.07390.03270.00550.01150.00610.01760构建信源模型如下：XPhijklmn0.02670.06720.00420.00300.05210.02120.0733opqrstu0.08420.02540.00480.06480.09330.07390.0327vwxyz此模型的信源熵为4.1697

实验总结（包括心得体会、问题回答及实验改进意见、编程实现过程中的重难点、关键点分析等等，可附页）心得体会：1、第一题建立信源模型同样是字母形式的，首先随机输入一组字符串，然后利用每个字母都有其特定ASCII码的知识，求出各字母出现的概率。2、第二题主要是运用了ASCII码，由于不同字母，符号，空格的ASCII码是不一样，此题思路是：首先将26个字母化为小写形式，然后让各字母，符号的ASCII码与a的ASCII码相减，得到一组0-25的数据，这0-25的数据分别对应着26个字母，最后通过统计这25个数学所出现的频数而计算出26个字母也与的频率。接着利用相应的公式直接计算出此模型的信源熵即可。编程过程的注意事项：对于相应的文件应该先用fopen在MATLAB中打开，再用fread读入其内容。相同字母的大小写形式的ASCII码是不同的。计算信源熵是要去除P为0的情况。实验评价1、自评/互评（包括在小组合作中承担的任务及实验中努力程度、任务完成情况、团队合作情况等）：本人努力认真，在做作业的过程中，认真查阅相关的知识点，努力用最简洁明了的方法求出计算结果。自评/互评成绩：100（评阅者签名：熊萌萌）2、教师评价评价标准评语等级优良中及格不合格1.实验态度认真，实验目的明确2.实验方案或流程图思路清晰、合理3.实验程序设计合理，能运行4.实验步骤记录详细，具备可读性5.实验数据合理6.实验结论正确7.实验总结分析合理、透彻8.实验报告完整、文字叙述流畅，逻辑性强9.实验报告独立完成，无抄袭现象，并按时提交，格式规范。综合评定：附录（程序源代码）1.编写MATLAB程序clcclearall%随机输入一组数据string='abdddssdsssdabaabaddkkidkidkdiakdjjaidjaid';%将上述中所有英文字母化为小写string=lower(string);%将所有字符的ASCII码与字符‘a‘的ASCII码相减num=string-'a';%统计26个字母的频数fori=1:2005forj=1:26b(j)=sum(num==j-1);endenddisp('26个字母出现的频数为');disp(b)%统计26个字母的频率s=0;fori=1:26s=s+b(i);endc=b/s;disp('26个字母出现的频率为');disp(c)%计算信源熵w=0;fori=1:26ifc(i)~=0;w=w-c(i)*log2(c(i));endenddisp('此模型的信源熵为')disp(w)2.编写MATLAB程序2.编写MATLAB程序clcclearall%打开相应的文件d=fopen('TypesofSpeech.txt','r');%读入文件中的数据string=fread(d,'*char');%将文件中所有英文字母化为小写string=lower(string);%将所有字符的ASCII码与字符‘a‘的ASCII码相减num=string-'a';%统计26个字母的频数fori=1:2005forj=1:26b(j)=sum(num==j-1);endenddisp('26个字母出现的频数为');disp(b)%统计