有信源符号x1=12x2=14 x3=18x4=18釆用二进制、三进制哈夫曼进行编码并计算平均码长、编码效率?
首先,我们需要根据信源符号的概率构造哈夫曼树。
二进制哈夫曼树:
1
/ \
1/2 1/2
/ \
1/4 1/4
/ \ / \
1/8 1/8 1/8 1/8
三进制哈夫曼树:
1
/ \
2/3 1/3
/ \ \
1/3 1/3 1/3
/ \ / \ \
1/9 1/9 1/9 1/9 1/3
根据哈夫曼树,我们可以构造出二进制和三进制的编码表:
二进制编码表:
| 符号 | 概率 | 编码 | | :--: | :--: | :--: | | x1 | 1/2 | 0 | | x2 | 1/4 | 10 | | x3 | 1/8 | 110 | | x4 | 1/8 | 111 |
三进制编码表:
| 符号 | 概率 | 编码 | | :--: | :--: | :--: | | x1 | 1/2 | 1 | | x2 | 1/4 | 01 | | x3 | 1/8 | 001 | | x4 | 1/8 | 000 |
根据编码表,我们可以计算出平均码长和编码效率:
二进制编码的平均码长:
L = (1/2) * 1 + (1/4) * 2 + (1/8) * 3 + (1/8) * 3 = 1.75
二进制编码的编码效率:
η = H / L = (1/2 * log2(2) + 1/4 * log2(4) + 1/8 * log2(8) + 1/8 * log2(8)) / 1.75 ≈ 0.743
三进制编码的平均码长:
L = (1/2) * 1 + (1/4) * 2 + (1/8) * 3 + (1/8) * 3 = 1.75
三进制编码的编码效率:
η = H / L = (1/2 * log3(2) + 1/4 * log3(4) + 1/8 * log3(8) + 1/8 * log3(8)) / 1.75 ≈ 0.786
因此,二进制编码的平均码长为1.75,编码效率为0.743;三进制编码的平均码长也为1.75,编码效率为0.786。可以看出,三进制编码的编码效率更高,但需要使用更多的数字位数来表示符号,因此需要更多的传输带宽
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