信息论与编码matlab实验报告,信息论与编码实验程序与结果图(matlab).doc

信息论与编码实验程序与结果图(matlab).doc

1信源熵实验程序：clc;closeall;clear;linwidd=1fontt=20p0=0;pd=1;N=20p=linspace(p0,pd,N);I=-log2(p);plot(p,I, k );title( I=-log2(p)函数图 );xlabel( p );ylabel( I );clc;closeall;clear;linwidd=1fontt=20p0=0;pd=1;N=20p=linspace(p0,pd,N);H=-p.*log2(p)-(1-p).*log2(1-p);plot(p,H, k );title( H=-p.*log2(p)-(1-p).*log2(1-p)函数图 );xlabel( p );ylabel( H );信道容量实验程序：clc;closeall;clear;linwidd=1fontt=20p0=0;pd=1;N=20p=linspace(p0,pd,N);r=4c=log2(r)+(1-p).*log2(1-p)+p.*log2(p/(r-1));plot(p,c, k );title( 强对称信道容量数值模拟图 );结果图2有噪信道编码--费诺不等式程序：结果图clc;closeall;clear;r=3;p0=0.00001;pd=0.99999;N=2000;p=linspace(p0,pd,N);q=1-p;H=-p.*log2(p)-q.*log2(q);holdonHH=H+p.*log2(r-1)title( 费诺不等式示意图 );boxonxlabel( PE );ylabel( H(X/Y) );plot(p,HH, k: )holdonholdonfill([p,1],[HH,0],[0.6,0.6,0.6])stem((r-1)/r,1.59, --.r )text(0.66,1.6, 最大值 )香农编码程序：clc;clearall;closeall;p=[0.20.190.180.170.150.10.01];ifsum(p)1error( 输入概率不符合概率分布 )end[pindex]=sort(p, descend );n=length(p);pa=zeros(n,1);forii=2:npa(ii)=pa(ii-1)+p(ii-1);endk=ceil(-log2(p));%码字长度计算c=cell(1,n);%生成元胞数组，用来存不同长度的码字forii=1:nc{ii}= ;tmp=pa(ii);forjj=1:k(ii)tmp=tmp*2;iftmp>=1tmp=tmp-1;%c{ii}{jj}= 1 ;c{ii}=[char(c{ii}), 1 ];else%c{ii}{jj}= 0 ;c{ii}=[char(c{ii}), 0 ];endendendc(index)=c;%换回原来的顺序codelength=zeros(1,n);%码长初始化forii=1:nfprintf([ 第 ,num2str(ii), 个消息对应为 ]);disp(c{ii});%显示码字codelength(ii)=length(c{ii});%endn_average=sum(codelength.*p)%平均码长fprintf( 平均码长为 );disp(n_average);H=-sum(p.*log2(p));fprintf( 信源熵 );disp(H);x=H/(n_average.*log2(2))fprintf( 编码效率 );disp(x);figureh=stem(1:n,codelength);%axis([0n+10n+1]);set(h, MarkerFaceColor , blue , linewidth ,2)实验结果结果图第1个消息对应为000第2个消息对应为001第3个消息对应为011第4个消息对应为100第5个消息对应为101第6个消息对应为1110第7个消息对应为1111110n_average=3.1400平均码长为3.1400信源熵2.6087x=0.83083编码效率0.8308费诺编码程序：endforrr=2:2:needgroupnum*2index2=index_aftergroup(rr,:);forii=index2(1):index2(2)c{ii}=[char(c{ii}), 1 ];endendflag=0;index_p=[];forrr=1:needgroupnum*2indextmp=index_aftergroup(rr,:);if(indextmp(2)-indextmp(1)+1>1)flag=1;index_p=[index_p;indextmp];endendjj=jj+1;endc(index)=c;codelength=zeros(1,N);forii=1:Nfprintf([ 第 ,num2str(ii), 个消息对应为 ]);disp(c{ii});codelength(ii)=length(c{ii});endn_average=sum(codelength.*p)fprintf( 平均码长为 );disp(n_average);H=-sum(p.*log2(p));fprintf( 信源熵 );disp(H);x=H/(n_average.*log2(2))fprintf( 编码效率 );disp(x);figureh=stem(1:N,codelength);axis([0N+10N+1]);set(h, MarkerFaceColor , blue , linewidth ,2)endfunctionindex_aftergroup=func_group(p,index_p)index=index_p(1):index_p(2);n=length(index);p0=p(index);sump0=sum(p0);half_sump0=sump0/2;forii=1:n-1tmpsum=sum(p0(1:ii));ifabs(tmpsum-half_sump0)1elsed=1;endB(B(n,j+1),j+1)=-1;temp=B(:,j+1);x=find(temp==B(i,j));ENDc(i)=ENDc1(x(d));endy=B(n,j+1);ENDc(t-1)=[char(ENDc1(y)), 1 ];ENDc(t)=[char(ENDc1(y)), 0 ];t=t+1;ENDc1=ENDc;endA%排序后的原概率序列ENDc%编码结果fori=1:n[a,b]=size(char(ENDc(i)));L(i)=b;endavlen=sum(L.*A)%平均码长selen=(L-avlen).^2%?mselen=sum((selen).*A)%码长均方差H=-A*(log2(A ))%?P=H/avlen%?figure;subplot(2,1,1)h=stem(1:n,selen);%axis([0n+10max(sel