写一个对输入的图像进行哈夫曼编码,显示原图像的熵,编码后的平均码字长度及编码效率的代码

时间: 2024-03-10 11:48:25 浏览: 20
好的,这里提供一个Python实现的哈夫曼编码及计算图像熵和编码效率的代码,需要使用到Python的numpy和heapq库: ```python import numpy as np import heapq # 计算图像熵 def calc_entropy(img): # 将图像转为一维数组 img = img.flatten() # 计算出现频率 hist, _ = np.histogram(img, bins=256, range=(0, 255)) hist = hist.astype(float) / img.size # 计算熵 entropy = -np.sum(hist * np.log2(hist + (hist==0))) return entropy # 构建哈夫曼树 def build_huffman_tree(freq): heap = [[wt, [idx, '']] for idx, wt in enumerate(freq)] heapq.heapify(heap) while len(heap) > 1: lo = heapq.heappop(heap) hi = heapq.heappop(heap) for pair in lo[1:]: pair[1] = '0' + pair[1] for pair in hi[1:]: pair[1] = '1' + pair[1] heapq.heappush(heap, [lo[0] + hi[0]] + lo[1:] + hi[1:]) return sorted(heapq.heappop(heap)[1:], key=lambda p: (len(p[-1]), p)) # 对图像进行哈夫曼编码 def huffman_encode(img): # 将图像转为一维数组 img = img.flatten() # 计算出现频率 hist, _ = np.histogram(img, bins=256, range=(0, 255)) hist = hist.astype(float) / img.size # 构建哈夫曼树 codes = build_huffman_tree(hist) # 生成编码表 code_dict = dict(codes) # 对每个灰度值进行编码 encoded_img = '' for pixel in img: encoded_img += code_dict[pixel] return encoded_img, codes # 计算编码效率 def calc_efficiency(img, encoded_img, codes): # 计算原图像熵 entropy = calc_entropy(img) # 计算编码后的平均码字长度 avg_len = np.mean([len(code[1]) for code in codes]) # 计算编码效率 efficiency = entropy / avg_len return entropy, avg_len, efficiency ``` 使用方法如下: ```python import cv2 # 读取图像 img = cv2.imread('example.jpg', 0) # 进行哈夫曼编码 encoded_img, codes = huffman_encode(img) # 计算图像熵和编码效率 entropy, avg_len, efficiency = calc_efficiency(img, encoded_img, codes) # 打印结果 print('原图像熵:', entropy) print('编码后平均码字长度:', avg_len) print('编码效率:', efficiency) ``` 需要注意的是,上述代码中的`example.jpg`需要替换为你自己的图像文件名。

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