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)

信源编码是“信息论与编码课程”的重要内容，为使学生更好的理解与掌握，本文基于Matlab开发的信源编码实验系统，实现了离散信源编码方法中的香农编码、费诺编码和Huffman编码以及连续信源编码方法中的均匀量化编码与非均匀量化编码。利用Matlab中GUI图形用户界面相关知识设计实现Matlab信源编码的实验图形界面，只需简单操作文本输入框和按钮，就可直观便捷地实现各种编码方法。

1 信源编码的实现

在数字通信系统中，信源编码技术可以提高数字信号传输的有效性。无失真信源编码允许把等长的消息变换成变长的消息，这样可使平均码长达到最短，提高编码效率。目前最常用的方法就是香农编码、费诺编码和Huffman编码。限失真信源编码即连续信源编码在时间和取值上都是连续的，所以要先经过抽样抽取一些可以代表整个信号的离散点，使信号在时间上离散。再经过均匀量化或非均匀量化使信号在取值上也离散，成为离散的数字信号。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。标量量化编码又包括均匀量化编码和非均匀量化编码［1］。信源编码实现的总流程图如1所示。

图1 信源编码设计流程图

离散无记忆信源的数学模型如下:

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，离散信源编码实现框图如图2所示。

图2 离散信源编码框图