matlab实现算术编码处理二维灰度图像，加上解码和计算压缩比

下面是一个使用算术编码对二维灰度图像进行压缩和解压的Matlab程序。程序中使用了ArithmeticCoder类来实现算术编码，以及相应的解码过程。

% 读取图像
img = imread('lena_gray.png');
% 显示原始图像
imshow(img);
title('Original Image');

% 将图像转换为一维向量
symbols = img(:);

% 计算符号概率分布
counts = histcounts(symbols, 0:255);
prob = counts / sum(counts);

% 初始化编码器和解码器
encoder = ArithmeticCoder(0, 1, 32);
decoder = ArithmeticCoder(0, 1, 32);

% 对每个符号进行编码
for i = 1:length(symbols)
    encoder.encode(symbols(i), prob);
end

% 输出压缩后的数据
compressed = encoder.get_compressed_data();
fprintf('Compressed size: %d bytes\n', length(compressed));

% 解码压缩数据
decoded_symbols = [];
for i = 1:length(symbols)
    decoded_symbols(i) = decoder.decode(compressed, prob);
end
decoded_img = reshape(decoded_symbols, size(img));

% 显示解码后的图像
figure;
imshow(decoded_img);
title('Decoded Image');

% 计算压缩比
original_size = numel(img);
compressed_size = length(compressed);
compression_ratio = original_size / compressed_size;
fprintf('Compression ratio: %f\n', compression_ratio);

程序中首先读取了一个灰度图像，并将其转换为一维向量。然后计算了符号概率分布，并初始化了编码器和解码器。接下来对每个符号进行编码，最后输出压缩后的数据和解码后的图像。程序最后计算了压缩比，并输出到控制台。

需要注意的是，由于算术编码是一种无损压缩方法，因此解码后的图像与原始图像应该是完全一致的，但压缩比可能会有所不同。