灰度图像算术编码压缩程序Matlab.zip

1. 本节实验程序共5个.m文件 2. BasicArithmeticCode.m、BasicArithmeticDecode.m分别是编码和解码算法。 3.Encoder.m、 Decoder.m分别是编码器和解码器，他们调用以上的两个算法。 4. CaculateBits.m是用来计算压缩后总的比特数的文件，在BasicArithmeticCode.m中调用，但是由于时间代价高，默认注释掉，需要计算的时候再用。 5. 整个操作流程：运行Encoder会读入Set12中的12张图片然后输出.dat数据文件，再运行Decoder就会读入数据文件，输出解码后的图像。

function [CodesOfBlocksSizesOfBlocksAllGraysLowHighTimeOfCodeCompressRadio]=BasicArithmeticCode（InputImage）
%输入一个图像InputImage输出算术编解码后的图像OutImage压缩率CompressionRadio编码数据aveLowHighAllGrays
%在工作空间写出一个BitDatas.dat的编码数据流文件
tic;
CompressRadio=0;
BitsOfFinal=0;%编码二进制的比特数计算较耗时，默认不开启
NumOfBlocks=0;%码字的个数，初始化为0
%由于精度限制，编码每达到double的精度，就需要分区，每个分区编一个码字
Size= size（InputImage）;
if numel（Size）>2
InputImage= rgb2gray（InputImage）; 
end
[MN] = size（InputImage）;
OutImage=InputImage;

%拉成一行，便于编码
TempImage = reshape（InputImage1M*N）;
TempOutImage = zeros（1length（TempImage））;
AllGrays=unique（TempImage）;
for i=1:length（AllGrays）
    NumOfEvGrays（i）=length（find（TempImage==AllGrays（i）））;
end
% 从大到小排序
for i=1:length（NumOfEvGrays）-1
    for j=i+1:length（NumOfEvGrays）
        if（NumOfEvGrays（i）            t1=NumOfEvGrays（i）;
            NumOfEvGrays（i）=NumOfEvGrays（j）;
            NumOfEvGrays（j）=t1;
            t2=AllGrays（i）;
            AllGrays（i）=AllGrays（j）;
            AllGrays（j）=t2;
        end
    end
end
FreqOfEvGrays = NumOfEvGrays./（M*N）;
Low（1）=0;
for i = 1:length（FreqOfEvGrays）
    if i==1
        High（i）=FreqOfEvGrays（i）;
    else
        Low（i）=FreqOfEvGrays（i-1）+Low（i-1）;
        High（i）=Low（i）+FreqOfEvGrays（i）;
    end
end
%编码
LowValue=0; %初始化
HighValue=1; %初始化
Flag = 0;
Range=HighValue-LowValue; %初始化
for i = 1:length（TempImage） %遍历字符串中的每一个元素，使用for循环语句。 
     d=find（AllGrays==TempImage（i））; %找到字符串中的字符，在数组AllGrays中的角标
     %算术编码
     TempHighValue = LowValue+ Range*High（d）;
     TempLowValue = LowValue+Range*Low（d）;
     TempRange=TempHighValue-TempLowValue;
     %先用temp数据存储，判断当前是否溢出，如果溢出，则这个temp数据作废，保存上一次的数据并分下一个区;结束的时候也需要保存码字
     if （TempRange*1000000000000000）<10
          NumOfBlocks=NumOfBlocks+1;
%          BitsOfFinal = BitsOfFinal + CaculateBits（LowValueHighValue）;
%上一句计算二进制编码总的比特数。
         CodesOfBlocks（NumOfBlocks）=（HighValue+LowValue）/2;
         SizesOfBlocks（NumOfBlocks）=Flag;
         Flag=0;
         LowValue=0; %初始化
         HighValue=1; %初始化
         Range=HighValue-LowValue; %初始化
         HighValue = LowValue+ Range*High（d）;
         LowValue = LowValue+Range*Low（d）;
         Range=HighValue-LowValue; 
         Flag = Flag+1;
     else
         HighValue=TempHighValue;
         LowValue=TempLowValue;
         Range=HighValue-LowValue;
         Flag = Flag+1;
     end
     if i==length（TempImage）%最后一个直接存
         NumOfBlocks=NumOfBlocks+1;
         CodesOfBlocks（NumOfBlocks）=（HighValue+LowValue）/2;
         SizesOfBlocks（NumOfBlocks）=Flag;
         Flag=0;
         LowValue=0; %初始化
         HighValue=1; %初始化
         Range=HighValue-LowValue; %初始化
     end
end
toc;
TimeOfCode = toc;
% CompressRadio = M*N*8/BitsOfFinal;

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----
     目录           0  2020-05-30 21:25  Code\
     文件        3068  2020-05-29 22:45  Code\BasicArithmeticCode.m
     文件         967  2020-05-29 22:50  Code\BasicArithmeticDecode.m
     文件         472  2020-05-29 22:12  Code\CaculateBits.m
     文件         689  2020-05-29 22:59  Code\Decoder.m
     文件         853  2020-05-29 22:59  Code\Encoder.m
     文件         745  2020-05-29 23:12  Code\程序说明.txt
     目录           0  2020-05-29 11:37  Set12\
     文件       38267  2019-03-29 19:50  Set12\1.png
     文件      177762  2019-03-29 19:50  Set12\10.png
     文件      209817  2019-03-29 19:50  Set12\11.png
     文件      193637  2019-03-29 19:50  Set12\12.png
     文件       34985  2019-03-29 19:50  Set12\2.png
     文件       40181  2019-03-29 19:50  Set12\3.png
     文件       42947  2019-03-29 19:50  Set12\4.png
     文件       40728  2019-03-29 19:50  Set12\5.png
     文件       40985  2019-03-29 19:50  Set12\6.png
     文件       39804  2019-03-29 19:50  Set12\7.png
     文件      151065  2019-03-29 19:50  Set12\8.png
     文件      185727  2019-03-29 19:50  Set12\9.png