信息論編碼實驗二熵的計算

1、實驗二爛的計算一、實驗?zāi)康耐ㄟ^本次實驗的練習(xí)，使學(xué)生進一步鞏固燔的基本概念，掌握燔的統(tǒng)計方法，培養(yǎng)學(xué)生 使用編程工具進行分析計算的基本能力。二、實驗儀器與軟件1. pc機1臺2. matlab7. 0 環(huán)境三、實驗原理(一)信息爛的基本原理離散信源數(shù)學(xué)模型如下(設(shè)該信源可能取的符號有n個)：，a2,，勺，anpg), pg,p(a“)_ x歲(x)則該信源的信息嫡為h(x) =/?a)log2 p(xji=lh(x)是信源x中每個事件出現(xiàn)的平均信息量，或者說h(x)表示了信源x中各符號出現(xiàn) 的平均不確定性。圖像的信息爛設(shè)數(shù)字圖像的灰度級集合為5, r2,打,其對應(yīng)的概率分別為p(r.), p(

2、r2),p(rj , 則圖像的信息嬌可以定義為：丹=-蘭皿)10艮恥)(曲符號)2-1圖像的信息爛表示像素各個灰度級位數(shù)的統(tǒng)計平均值,它給出了對此輸入灰度級集合進 行無失真圖像編碼時所需要的平均位數(shù)的下限。(二)圖像文件的讀取(1) 函數(shù)imread () matlab通過函數(shù)inircad完成圖像的讀取，該函數(shù)語法格式如下：i = imread(filename, fmt)用于讀取由filename指定的圖像數(shù)據(jù)到數(shù)組a屮，參數(shù)fmt對應(yīng)于所有圖像處理工具 所支持的圖像文件格式。如i二imread crice.tif)；(2) 函數(shù)imhist ()顯示圖像的直方圖。用法：imhist (i

3、,n)計算和顯示圖像i的直方圖，n為指定的灰度級數(shù)目，默認為256。如果i 是二值圖像，那么n僅有兩個值。counts, x = imhist (t)返冋直方圖數(shù)據(jù)向量counts或相應(yīng)的色彩值向量x。(3) 函數(shù)size (a)表示矩陣a每個維度的長度如size(1 2 3;4 5 6),返回2 3,表示該矩陣有2行3列(4) find尋找非零元素下標(biāo)女山 x = 11033055;find(x)ans 二135find(x 二二 0)ans 二24(5) 相關(guān)函數(shù)點運算 在matlab中，有-種特殊的運算，因為其運算符是在有關(guān)算術(shù)運算符前面 加點，所以叫點運算。點運算符有.*、./、

4、9;和廠。兩矩陣進行點運算是指它們的対應(yīng)元素 進行相關(guān)運算，要求兩矩陣的維參數(shù)相同。sum(x)求和運算，對矩陣x的所有元素進行求和for循環(huán)例：for k=l: 10x(k)=k. 2;end四、實驗內(nèi)容(-)對給出的圖像信息，讀取該圖像信息，并通過統(tǒng)計該圖像的像素值情況，計算各個像 素值出現(xiàn)的概率，得到該圖像的信息爛。(二)多個信源比較對多個不同圖像源進行(一)操作，從物理意義上對這些圖像的信源嫡結(jié)果進行比較分析, 得出結(jié)論。五、實驗結(jié)果(利用所學(xué)知識，完成實驗內(nèi)容，并將實驗過程和實驗步驟和結(jié)果寫在報告 中)i = imreadc cameramar) tif');imhist (

5、i);counts,x = imhist；a二size (i);total二a(l, 1)*a(1,2);b二find(counts);m二size (b);t=m(l, l)*m(l, 2);s 二0;for i二1:1:tp=counts (b(i, 1), 1)/total;s二s-p*log2(p);enddisp(，s二')disp(s)s=7. 0097圖1求cameraman, tif的信息嫡和灰度分布圖i = imread(，lcneil. jpg');imhist ；counts, x = imhist(i);a二size (i);total二a(l, 1)*

6、a(1, 2);b二find(counts);m=size (b);t二m(l,2);s二0;for i二1:1:tp=counts(b(i, 1), 1)/total;s二s-p*log2 (p);enddisp(，s二') disp (s)s二7. 4070圖2求lenal. jpg的信息嫡和灰度分布圖t 二 imread(，lena2. jpg*);imhist(i);counts, x = imhist(1);a=size (i);total二a(l, 1)*a(1,2);b=find(counts);m=sizc(b);t=m(l, l)*m(l, 2);s=0;for i二1:1:tp二counts(b(i, 1), 1)/total;s二s-p*log2(p);enddisp(' s二') disp(s)s=7. 4450圖3求lenal. jpg的信息嫡和灰度分布圖六、實驗小結(jié)（對本次實驗結(jié)果進行分析和總結(jié)）本次實驗順利完成。在這次實驗中我進一步鞏固了嫡的基本概念，也嘗試學(xué)習(xí)并掌握了