多媒体实验方案
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一、香农-范诺编码
有一幅40个像素的组成的灰度图像，灰度共有5级，分别用符号A、B、C、D、E表示。40个像素中出现灰度A的像素有15个，出现灰度B的像素有7个，出现灰度C的像素有7个，出现灰度D的像素有6个，出现灰度E的像素有5个。（1）对5个符号用香农-范诺算法进行编码。（2）计算该图像可能获得的压缩比的实际值。
【实验目的】
综合考察学生对香农-范诺编码的使用。
解：根据题意，可得符号的编码图1-1及每个符号在图像中出现的次数表1-2。
图1-1
表1-2
符 号
出现的次数
分配的代码
需要的位数
A
15
00
30
B
7
01
14
C
7
10
14
D
6
110
18
E
5
111
15
（1）用香农—范诺算法对5个符号A、B、C、D、E的编码分别为00、01、10、110、111；
（2）按照常规编码方法，表示5个符号最少需要3位，如用000表示A，001表示B，010表示C，011表示D，100表示E，其余3个代码（101,110,111）不用。这就意味每个像素用3位，编码这幅图像总共需要120位；
而用香农—范诺算法进行编码需要的总30+14+14+18+15=91；
因此，实际的压缩比为120 : 91 ≈ 1.32 : 1。
二、霍夫曼编码
1.有一幅40个像素的组成的灰度图像，灰度共有5级，分别用符号A、B、C、D、E表示。40个像素中出现灰度A的像素有15个，出现灰度B的像素有7个，出现灰度C的像素有7个，出现灰度D的像素有6个，出现灰度E的像素有5个。（1）对5个符号用霍夫曼算法进行编码。（2）计算该图像可能获得的压缩比的实际值。
2.字母A,B,C,D,E已被编码，相应的出现概率如下：p(A)=0.16,p(B)=0.51,p(C)=0.09,p(D)=0.13, p(E)=0.11，求霍夫曼编码及平均码长。
【实验目的】
综合考察学生对霍夫曼编码的使用。
解：1.每个符号在图像中出现的次数如表2-1，霍夫曼编码如图2-2。
表2-1
符 号
出现的次数
分配的代码
需要的位数
A
15
0
15
B
7
100
21
C
7
101
21
D
6
110
18
E
5
111
15
图2-2
(1)用霍夫曼算法对5个符号A、B、C、D、E进行编码分别为0、100、101、110、111；
（2）按照常规编码算法，5个符号至少要用3位组成的代码表示，编码40个像素需要40×3=120（位）；而实际使用的总位数为15+21+21+18+15=90（位）。因此，压缩比的实际值为120 : 90 ≈ 1.33。
2.符号的霍夫曼编码如图2-2-1：
图2-2-1
符号A、B、C、D、E的霍夫曼编码分别为100、0、111、101、110；
平均码长为：（51+48+39+33+27）÷ 100 = 1.98（位／符号）
三、算术编码
1
符号
00
01
10
11
概率
0.1
0.4
0.2
0.3
初始区间
[0, 0.1)
[0.1, 0.5)
[0.5, 0.7)
[0.7, 1)
已知信源概率如上表，输入01 11 11 00 10，求编码输出是多少？
2.
符号
00
01
10
11
概率
0.1
0.4
0.2
0.3
初始区间
内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 器对量化系数进行编码。
十三、颜色空间
写出颜色空间的定义，对人、显示设备和打印设备，通常采用什么颜色参数来定义？
【实验目的】综合考察学生对颜色空间的了解，并掌握在实际生活中有哪些颜色空间。
答：颜色空间的定义：颜色空间也称彩色模型(又称彩色空间或彩色系统）它的用途是在某些标准下用通常可接受的方式对彩色加以说明。颜色空间是表示颜色的一种数学方案，人们用它来指定和产生颜色，使颜色形象化。
对于人来说：可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色；
对于显示设备来说：人们使用红、绿和蓝磷光体的发光量来描述颜色；
对于打印或者印刷设备来说：人们使用青色、品红色、黄色和黑色的反射和吸收来产生指定的颜色。
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