基于matlab的信源编码实验系统的设计

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1、第34卷第6期电气电子教学学报Vol．34No．62012年12月JOURNALOFEEEDec．2012基于Matlab的信源编码实验系统的设计宋丽丽，秦艳(内蒙古工业大学信息工程学院，内蒙古呼和浩特010080)摘要:信源编码是“信息论与编码”课程的重要内容。本文利用Matlab中GUI图形用户界面设计了信源编码的实验系统，实现了几种常用的信源编码方法:香农编码、费诺编码、Huffman编码、均匀编码和非均匀编码。实践证明，该系统具有操作简单和交互性强等特点，为实验教学提供了一个有效的辅助工具。关键词:信源编码;实验教学;Matlab;图形用户界面中

2、图分类号:TN911．2文献标识码:A文章编号:1008-0686(2012)06-0080-03DesignofExperimentSystemfortheSourceCodingBasedonMatlabSONGLi-li，QINYan(SchoolofInformationEngineering，InnerMongoliaUniversityofTechnology，Huhhot010080，China)Abstract:SourcecodingisanimportantcontentofInformationTheoryandCodingcour

3、se．Thesourcecodingexperimentalsystemisdesignedusinggraphicaluserinterface(GUI)ofMatlab．TheseveralmethodofsourcecodingarerealizedincludingShannoncoding，Fennocoding，Huffmancoding，uniformencodingandnonuniformencoding．Itprovesthatthissystemhascharacteristicsofeasyoperationandstrongab

4、ilityofinteraction，whichoffersaneffectiveassistanttoolfortheexperimentalteaching．Keywords:sourcecoding;experimentalteaching;Matlab;GUI信源编码是“信息论与编码课程”的重要内容，字信号传输的有效性。无失真信源编码允许把等长为使学生更好的理解与掌握，本文基于Matlab开发的消息变换成变长的消息，这样可使平均码长达到的信源编码实验系统，实现了离散信源编码方法中最短，提高编码效率。目前最常用的方法就是香农的香农编码、费诺编码和H

5、uffman编码以及连续信编码、费诺编码和Huffman编码。限失真信源编码源编码方法中的均匀量化编码与非均匀量化编码。即连续信源编码在时间和取值上都是连续的，所以利用Matlab中GUI图形用户界面相关知识设计实要先经过抽样抽取一些可以代表整个信号的离散现Matlab信源编码的实验图形界面，只需简单操作点，使信号在时间上离散。再经过均匀量化或非均文本输入框和按钮，就可直观便捷地实现各种编码匀量化使信号在取值上也离散，成为离散的数字信方法。号。因为量化方式的不同也就产生不同的编码方法:标量量化编码和矢量量化编码。标量量化编码1信源编码的实现［1］又包括均

6、匀量化编码和非均匀量化编码。信源在数字通信系统中，信源编码技术可以提高数编码实现的总流程图如1所示。收稿日期:2012-06-05;修回日期:2012-07-12第一作者:宋丽丽(1980-)，女，硕士，讲师，主要从事信号与信息处理方面的工作，E-mail:songlili@imut．edu．cn第6期宋丽丽，秦艳:基于Matlab的信源编码实验系统的设计81果等。所以，我们可以把这部分作为输出显示在GUI实验界面中，输出部分包括信源熵、编码效率、平均码长和码字等四项。在GUI界面中添加四个［4］按钮控件，分别作为它们的输出框。连续信源编码方法的编码对象

7、是单频正弦连续信号，已知条件是消息的幅度a、频率f、相位p和量化电平数D。在实验界面中添加四个文本框控件，作为连续信源编码部分的四个输入。添加三个按钮控件，分别设置为均匀编码和非均匀编码(A律和μ律)，实现三种不同的连续编码方法。对于输出部图1信源编码设计流程图分，添加两个按钮控件，用来显示输出编码后的码字离散无记忆信源的数学模型如下:和量化误差［5］。Xa1，a2，…，an根据上述的实现思想，运用Matlab的GUI图形(P(X))={)}，p(a1)，p(a2)，…，p(an操作界面设计出了如图3所示的信源编码实验系统n且有Σp(ai)=1。GUI操

8、作界面。i=1编码过程中要用到信源符号的统计特性，即信源符号的概率，离散信源编码