设一幅灰度级为8 (分别用S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8表示)的图像中,各灰度所对应的概率分别是0.30,0.20,0.16,0.14,0.09,0.07 ,0.03和0.01,将其进行哈夫曼编码,写出编码过程及最终的编码结果,并求出编码效率。

时间: 2023-07-10 14:10:34 浏览: 52
首先,我们需要按照概率从小到大对灰度级进行排序,得到以下结果: ``` S8: 0.01 S7: 0.03 S6: 0.07 S5: 0.09 S4: 0.14 S3: 0.16 S2: 0.20 S1: 0.30 ``` 接下来,我们需要构建哈夫曼树。首先,将概率最小的两个灰度级 S8 和 S7 合并,得到节点 N1,其概率为 0.04。然后,将概率最小的两个节点 N1 和 S6 合并,得到节点 N2,其概率为 0.11。以此类推,最终得到如下的哈夫曼树: ``` +--------+ | S1 | | 0.30 | +--------+ / \ / \ +--------+ +--------+ | S2 | | N6 | | 0.20 | | 0.22 | +--------+ +--------+ / \ / \ / \ / \ +--------+ | +--------+ | | N5 | | | S4 | | | 0.11 | | | 0.14 | | +--------+ | +--------+ | / \ | | | / \ | | | | | | | | | | | | | | +--------+ +--------+ | | S6 | | S5 | | | 0.07 | | 0.09 | | +--------+ +--------+ | | | | | | | +--------+ +--------+ | | S7 | | S3 | | | 0.03 | | 0.16 | | +--------+ +--------+ | | | | | | + +--------+ +--------+ | S8 | | N1 | | 0.01 | | 0.04 | +--------+ +--------+ | | | | +--------+ +--------+ | N2 | | N4 | | 0.11 | | 0.18 | +--------+ +--------+ / \ / \ / \ / \ +--------+ | +--------+ | | N3 | | | S2 | | | 0.07 | | | 0.20 | | +--------+ | +--------+ | | | | | | | | | +--------+ +--------+ | S6 | | N5 | | 0.07 | | 0.22 | +--------+ +--------+ | | | | +--------+ +--------+ | S7 | | N6 | | 0.03 | | 0.33 | +--------+ +--------+ | | | | +--------+ +--------+ | S8 | | S1 | | 0.01 | | 0.30 | +--------+ +--------+ ``` 接下来,对于每个叶节点,从它到根节点的路径上,左分支记为 0,右分支记为 1,得到如下的编码表: ``` S8: 0000 S7: 0001 S6: 001 S5: 010 S4: 011 S3: 100 S2: 101 S1: 11 ``` 因此,最终的编码结果为: ``` S8: 0000 S7: 0001 S6: 001 S5: 010 S4: 011 S3: 100 S2: 101 S1: 11 ``` 编码效率可以通过平均编码长度来计算,计算公式为: ``` 编码效率 = 平均编码长度 / 灰度级数 = (0.01*4 + 0.03*4 + 0.07*3 + 0.09*3 + 0.14*3 + 0.16*3 + 0.20*3 + 0.30*2) / 8 ≈ 2.32 ``` 因此,编码效率为 2.32。

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