哈夫曼编码的原理是什么?

如题所述

设某信源产生有五种符号u1、u2、u3、u4和u5,对应概率P1=0.4,P2=0.1,P3=P4=0.2,P5=0.1。

首先,将符号按照概率由大到小排队,如图所示。编码时,从最小概率的两个符号开始,可选其中一个支路为0,另一支路为1。这里,我们选上支路为0,下支路为1。再将已编码的两支路的概率合并,并重新排队。多次重复使用上述方法直至合并概率归一时为止。

从图(a)和(b)可以看出,两者虽平均码长相等,但同一符号可以有不同的码长,即编码方法并不唯一,其原因是两支路概率合并后重新排队时,可能出现几个支路概率相等,造成排队方法不唯一。

一般,若将新合并后的支路排到等概率的最上支路,将有利于缩短码长方差,且编出的码更接近于等长码。这里图(a)的编码比(b)好。

扩展资料

发展历史

哈夫曼编码(Huffman Coding),又称霍夫曼编码。

1951年,哈夫曼和他在MIT信息论的同学需要选择是完成学期报告还是期末考试。导师Robert M. Fano给他们的学期报告的题目是,寻找最有效的二进制编码。

由于无法证明哪个已有编码是最有效的,哈夫曼放弃对已有编码的研究,转向新的探索,最终发现了基于有序频率二叉树编码的想法,并很快证明了这个方法是最有效的。

由于这个算法,学生终于青出于蓝,超过了他那曾经和信息论创立者香农共同研究过类似编码的导师。哈夫曼使用自底向上的方法构建二叉树,避免了次优算法Shannon-Fano编码的最大弊端──自顶向下构建树。

1952年,David A. Huffman在麻省理工攻读博士时发表了《一种构建极小多余编码的方法》(A Method for the Construction of Minimum-Redundancy Codes)一文,它一般就叫做Huffman编码。

参考资料来源:百度百科-哈夫曼编码

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第1个回答  2023-01-16
哈夫曼编码是一种编码方法,它可以有效地缩短信息的传输时间和存储空间。它是一种被广泛应用的编码方法,它可以将信息编码成一系列的0和1,以便在传输和存储时更加有效。
哈夫曼编码的原理是,根据信息熵的定义,通过构建一棵二叉树,将信息源编码成一系列的0和1,从而实现最优的编码效果。
哈夫曼编码的基本原理是:首先,根据信息熵的定义,构建一棵二叉树,将信息源编码成一系列的0和1,然后,根据熵的定义,从根节点开始,按照0和1的概率,将信息源编码成一系列的0和1,从而实现最优的编码效果。
哈夫曼编码的优势在于,它可以有效地缩短信息的传输时间和存储空间,因为它可以将信息编码成一系列的0和1,从而使传输和存储更加有效。另外,哈夫曼编码还可以提高信息的安全性,因为它可以将信息编码成一系列的0和1,从而使信息更加难以被破解。
总的来说,哈夫曼编码是一种有效的编码方法,它可以有效地缩短信息的传输时间和存储空间,提高信息的安全性,从而使信息更加有效。
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