利用哈夫曼编码压缩图像的代码

时间: 2023-11-04 11:13:16 浏览: 80
ZIP

基于哈夫曼编码,算术编码、字典编码、行程编码-Lempel-zev 编码正交变换编码实现图像压缩算法附Matlab代码.zip

以下是利用哈夫曼编码压缩图像的 Python 代码示例: ```python import heapq import numpy as np # 定义哈夫曼树节点类 class HuffmanNode: def __init__(self, freq, pixel=None): self.freq = freq self.pixel = pixel self.left = None self.right = None # 定义节点比较方法 def __lt__(self, other): return self.freq < other.freq # 计算像素值频率 def calc_freq(img): freq = {} for i in range(img.shape[0]): for j in range(img.shape[1]): pixel = img[i][j] if pixel in freq: freq[pixel] += 1 else: freq[pixel] = 1 return freq # 构建哈夫曼树 def build_tree(freq): heap = [] for pixel in freq: heapq.heappush(heap, HuffmanNode(freq[pixel], pixel)) while len(heap) > 1: node1 = heapq.heappop(heap) node2 = heapq.heappop(heap) parent = HuffmanNode(node1.freq + node2.freq) parent.left = node1 parent.right = node2 heapq.heappush(heap, parent) return heap[0] # 递归遍历哈夫曼树,生成编码表 def traverse(node, code, code_table): if node.pixel is not None: code_table[node.pixel] = code else: traverse(node.left, code + '0', code_table) traverse(node.right, code + '1', code_table) # 哈夫曼编码压缩图像 def huffman_compress(img): freq = calc_freq(img) tree = build_tree(freq) code_table = {} traverse(tree, '', code_table) compressed_img = '' for i in range(img.shape[0]): for j in range(img.shape[1]): pixel = img[i][j] compressed_img += code_table[pixel] # 将压缩后的二进制字符串转换为字节数组 compressed_bytes = bytearray() for i in range(0, len(compressed_img), 8): compressed_bytes.append(int(compressed_img[i:i+8], 2)) return compressed_bytes, code_table # 哈夫曼解压缩图像 def huffman_decompress(compressed_bytes, code_table, width, height): compressed_bits = '' for byte in compressed_bytes: compressed_bits += bin(byte)[2:].zfill(8) img = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8) node = build_tree({pixel: len(code_table[pixel]) for pixel in code_table}) for i in range(height): for j in range(width): node = node.left if compressed_bits[i*width+j] == '0' else node.right if node.pixel is not None: img[i][j] = node.pixel node = build_tree({pixel: len(code_table[pixel]) for pixel in code_table}) return img ``` 在上述代码中,`calc_freq()` 函数用于计算像素值频率,`build_tree()` 函数用于构建哈夫曼树,`traverse()` 函数用于递归遍历哈夫曼树,生成编码表,`huffman_compress()` 函数用于哈夫曼编码压缩图像,`huffman_decompress()` 函数用于哈夫曼解压缩图像。这里使用了 Python 标准库中的 `heapq` 模块实现优先队列,以便构建哈夫曼树。
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