資源描述：
《鐘玉琢全套配套課件多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用第3版 4.4.3.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、4.4.3算術(shù)編碼一．算術(shù)編碼基本原理：算術(shù)編碼方法是將被編碼的信息表示成實(shí)數(shù)0和1之間的一個(gè)間隔。信息越長編碼表示它的間隙就越小，表示這一間隙所須二進(jìn)位就越多，大概率符號(hào)出現(xiàn)的概率越大對(duì)應(yīng)于區(qū)間愈寬，可用長度較短的碼字表示；小概率符號(hào)出現(xiàn)概率越小層間愈窄，需要較長碼字表示。圖4.19算術(shù)編碼區(qū)間分割圖二．編碼算法及舉例實(shí)際問題是，只針對(duì)某個(gè)輸入，“0”，“1”符號(hào)組合，求出其輸出碼字，也就是說求出這組符號(hào)將落入子區(qū)間的起點(diǎn)（頭）和子區(qū)間的寬度，在這個(gè)范圍內(nèi)便可確定輸出碼字。編碼時(shí)設(shè)置兩個(gè)專用寄存器，A寄存器和C寄存器，這兩個(gè)寄存器中的內(nèi)容是存儲(chǔ)符號(hào)“0”或“1”到來
2、之前子區(qū)間的狀態(tài)參數(shù)。設(shè)C寄存器內(nèi)的數(shù)值為子區(qū)間的起始位置，A寄存器內(nèi)的數(shù)值為子區(qū)間的寬度，該寬度正好是已輸入符號(hào)串的概率（初始化時(shí)C=0,A=1)。隨被編碼符號(hào)流“0”符號(hào)和“1”符號(hào)不斷輸入，C寄存器中的值和A寄存器中的值，按以下規(guī)律不斷修正。當(dāng)?shù)透怕史?hào)LPS到來時(shí)(4.52)當(dāng)高概率符號(hào)MPS到來時(shí)(4.53)C+A等于子區(qū)間的右端點(diǎn)，算術(shù)編碼的結(jié)果落在子區(qū)間內(nèi)。輸入編碼符號(hào)串中大概率的符號(hào)出現(xiàn)頻率愈高，對(duì)應(yīng)的子區(qū)間變寬，這時(shí)可用短的碼字表示編碼結(jié)果；相反，輸入符號(hào)串中小概率的符號(hào)出現(xiàn)頻率增加，相應(yīng)的子區(qū)間變窄，落入該區(qū)間的編碼結(jié)果，需要一個(gè)長的碼字表示。初始
3、化時(shí)：C=0A=1當(dāng)?shù)谝粋€(gè)符號(hào)“1”到來后：C=C+AQe=0.001A=Ape=0.111第二個(gè)符號(hào)“1”到來后C=C+AQe=0.001+(0.111)?(0.001=0.001111A=APe=(0.111)?(0.111)0為LPSQe=1/8=（0.001）b1為MPSPe=7/8=（0.111）b初始狀態(tài)：C=0子區(qū)間起始位置A=1子區(qū)域?qū)挾壤?對(duì)11011111進(jìn)行算術(shù)編碼算術(shù)編碼原理圖三．解碼算法及舉例解碼是編碼的逆過程。在解碼過程中同樣設(shè)置兩個(gè)寄存器C’和寄存器A。C’寄存器和A寄存器中的內(nèi)容，要根據(jù)每次符號(hào)“1”或“0”按照以下公式修改。當(dāng)C’落在
4、0~QeA子區(qū)間內(nèi)，解碼符號(hào)賦以“0”，這時(shí)(4.54)當(dāng)C’落在QeA~A子區(qū)間內(nèi)，解碼符號(hào)賦以“1”，這時(shí)Ｃ＇＝Ｃ＇－ＱｅＡＡ＝Ａ（１－Ｑｅ）（4.55）利用上述公式多次重復(fù)計(jì)算，求得與解碼輸入符號(hào)串所對(duì)應(yīng)的解碼輸出。解碼結(jié)果是由“0”、“1”構(gòu)成的符號(hào)串?，F(xiàn)在以上面編碼結(jié)果“0101”為例，對(duì)它進(jìn)行解碼。設(shè)開始時(shí)，MPS對(duì)應(yīng)“1”符號(hào)，LPS對(duì)應(yīng)“0”符號(hào)，Qe=(0.001)b,A=1,C’=0.0101。首先將區(qū)間[0.1)分割成兩個(gè)子區(qū)間，分割方法是讓Qe靠近零的一側(cè)，Pe靠近1的一側(cè)，以QeA為分界，0~QeA構(gòu)成一個(gè)子區(qū)間，QeA~A構(gòu)成另一個(gè)子區(qū)間。
5、解碼開始后，判C’=0.0101的值，落在哪個(gè)區(qū)間。當(dāng)C’落在0~QeA子區(qū)間，解碼符號(hào)賦以“0”，這時(shí)Ｃ＇＝Ｃ＇Ａ＝ＱｅA當(dāng)C’落在QeA~A子區(qū)間,解碼符號(hào)賦以“1”,這時(shí)Ｃ＇＝Ｃ＇－ＱｅＡＡ＝Ａ（１－Ｑｅ）四．改進(jìn)區(qū)間算法改進(jìn)區(qū)間編碼改進(jìn)區(qū)間解碼1改進(jìn)區(qū)間編碼圖4.22改進(jìn)區(qū)間算術(shù)編碼2.改進(jìn)區(qū)間解碼圖4.23改進(jìn)區(qū)間算術(shù)解碼算術(shù)編碼的特點(diǎn)：(1).不需要碼表；(2).當(dāng)信源概率比較接近時(shí)，建議使用算術(shù)編碼。(3).JPEG成員對(duì)多幅圖進(jìn)行算術(shù)編碼效率可以提高5%。JPEG擴(kuò)展系統(tǒng)用算術(shù)編碼代替Huffman。
