Shannon-Fano-Elias編碼的C語言實現

Shannon-Fano-Elias編碼的C語言實現

Shannon-Fano-Elias編碼

一.理論分析

Shannon-Fano-Elias編碼是利用累積分布函數來分配碼字。

不失一般性，假定取X={1,2,…m}。假設對於所有的x,有p(x)>0。定義累積分布函數F(X)為
其函數圖形見下圖所示，修正的累積分布函數為其中表示小於x的所有字符的概率和加上字符x概率的一般得到的值。由於隨機變量是離散的，故累積分布函數所含的階梯高度為p(x)。函數的值恰好與x對應的那個階梯的中點。

我們現在要確定vc/g06a1xHiho9LyzqrL+dPQtcS4xcLK1rW++c6q1f3WtaOsyPQ8aW1nIGFsdD0="6" src="http://www.bkjia.com/uploads/allimg/160417/04324432P-6.gif" title="\" />則因此通過累積分布函數就可以得到相應的X。但一般情況下為十進制小數，要表示為二進制小數需要很多比特位，(在編碼實現的過程中要注意此處，若是C語言實現，要注意存儲二進制比特位的數組的長度，此處極易發生數組越界)這在現實的編碼中是並不可行的。因此我們需要取一個精度，到底精確到哪一位呢？取到l(x)位即可。

二.編碼實現

Shannon-Fano-Elias編碼是用C語言來實現的。
code數組的長度建議定的大一些，此處極易發生數組越界（這都是血的教訓啊….）
基本的結構體如下：

typedef struct  
{
    double px;   //px概率值
    double Fx;   //fx函數值
    double Fbax; //Fba(X)的值
    int   lx;   //編碼的長度
    int code[A]; //存儲二進制比特
}SFE;

1.初始化結構體，輸入p(x)

void init_code(int code[],int i)
{
    int j;
    for (j=0;j

2.計算fx累積分布函數

void count_fx(SFE SFEA[],int length)//計算fx累積分布函數
{
    double sum =0;
    int i,j;
    for (i=1;i<=length;i++)
    {
        for (j=1;j<=i;j++)
        {
            sum = sum + SFEA[j].px;

        }
        SFEA[i].Fx = sum;
        sum = 0;

    }

}

3.計算

void count_fbax(SFE SFEA[],int length)//計算fbax的函數值
{
    int i,j;
    double sum = 0;
    for (i=1;i<=length;i++)
    {
        if (i==1)
        {
            SFEA[i].Fbax = SFEA[i].px/2.0;
        }
        else
        {
            for (j=1;j

void count_lx(SFE SFEA[],int length)//計算lx的長度，lx向上取整
{
    int i;
    for (i=1;i<=length;i++)
    {
        SFEA[i].lx = ceil(log(1/SFEA[i].px)/log(2))+1;
    }
}

void decimal(double m,int code[])
{
    int *p = code;
    if(m>ZERO)
    {
        m=m*NUM;

        *p = (long)m;
        p++;
        decimal(m-(long)m,p);
    }
}




void f_binary(SFE SFEA[],int length)
{
    int i;
    for (i=1;i<=length;i++)
    {
         decimal(SFEA[i].Fbax,SFEA[i].code);
    }
}