Experiment notes for Data Compression course

学习课程《数据压缩》时做的实验

第四章内容自主实验内容在Chapter4，包括

• 霍夫曼编码
• 哥伦布编码
• 算术编码
• LZ编码

实验使用的程序语言为Julia.

第四章大实验为LZW编码，基于LZ编码的自主实验进行了改动后完成。

对单文件的实验流程：

• 读入文件字节流，获取字符数组
• 初始化字典，对字符数组进行LZW编码
• 将编码后元素长为c位的码字数组转换为8位字节流保存为新文件
• 统计压缩率
• 读入新文件，将字节流转为元素长为c位的码字数组
• 对码字数组进行LZW解码
• 比较解码后与编码前的数组，验证算法实现是否正确

第五章大实验为DPCM编码，因要求改用C++编写。

对单文件的实验流程：

• 命令行输入图像名、预测参数、量化位数
• 读入文件字节流，获取文件头(实验使用的图像为8位灰度图，文件头长0x436字节)，图像信息
• 使用帧内预测器对图像进行DPCM编码
• 将文件头、图像第一个像素和元素长为q位的码字数组拼接，整体转换为8位字节流保存为新文件
• 统计压缩率
• 读入新文件，解析文件头，读入第一个像素以及量化过的预测误差，将字节流转为元素长为q位的码字数组
• 对码字数组进行DPCM解码
• 比较解码后图像的失真情况

第六章大实验为JPEG编码，因要求改用Matlab编写。

对单文件的实验流程：

• 读入图像，得到元素长为8位的二维矩阵(实验使用的图像为8位灰度图)
• 将图像分割为8x8的像块
• 对每个像块进行DCT变换
• 对每个像块进行量化
• 使用Zipzag扫描将每个8x8的像块转为一维矩阵
• 分别对DCT变换后的直流与交流分量进行熵编码
• 统计压缩率
• 对量化过的像块进行反量化
• 对反量化过的像块进行IDCT变换
• 拼接像块，恢复图像
• 统计PSNR，分析失真情况

参考资料：《数据压缩》第三版，吴乐南著