算术编码

实现算术编码及其译码

一、实验内容

借助C++ 编程来实现对算术编码的编码及其译码算法的实现

二、实验环境

1. 计算机

2. VC++6.0

三、实验目的

1. 进一步熟悉算术编码的原理，及其基本的算法；

2. 通过编译，充分对于算术编码有进一步的了解和掌握；

3. 掌握C++ 语言编程（尤其是数值的进制转换，数值与字符串之间的转

换等）

四、实验原理

算术编码

算术编码的基本原理是将编码的消息表示成实数0 和1 之间的一个间隔，消息越长，编码表示它的间隔就越小，表示这一间隔所需的二进制位就越多。算术编码用到两个基本的参数：符号的概率和它的编码间隔。信源符号的概率决定压缩编码的效率，也决定编码过程中信源符号的间隔，而这些间隔包含在0 到1 之间。编码过程中的间隔决定了符号压缩后的输出。

给定事件序列的算术编码步骤如下:

(1) 编码器在开始时将“当前间隔”设置为［0,1)

(2) 对每一事件，编码器按步骤(&)和(b )进行处理

(a)编码器将“当前间隔”分为子间隔，每一个事件一个

(b) —个子间隔的大小与下一个将出现的事件的概率成比例，编码器选择

子间隔对应于下一个确切发生的事件相对应，并使它成为新的“当前间

隔”。

(3) 最后输出的“当前间隔”的下边界就是该给定事件序列的算术编码

编码过程

假设信源符号为｛A，B，C，D｝，这些符号的概率分别为｛ 0.1，0.4，0.2，0.3 ｝，根据这些概率可把间隔［0，1］分成4个子间隔：［0，0.1］，［0.1，0.5］，［0.5，

0.7］，［0.7，1］，其中［x，y］表示半开放间隔，即包含x不包含y。上

面的信息可综合在表03-04-1中。

F表为信源符号，概率和初始编码间隔

如果二进制消息序列的输入为：CADAC D B。编码时首先输入的符号是C,找到它的编码范围是［0.5, 0.7］。由于消息中第二个符号A的编码范围是［0，0.1］，