Федеральное агентство связи
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»
(СибГУТИ)
Кафедра Передачи дискретных сообщений и метрологии (ПДСиМ)
10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем, специализация Защита информации в системах связи и управления (очная форма обучения)
Арифметическое кодирование
отчет по лабораторной работе №3
дисциплины «Передача дискретных сообщений»
Выполнил:
студент ФАЭС,
гр. АБ-66 / А.В. Полянский/
«__»_________ 2018 г. (подпись)
Проверил:
доц. каф. ПДСиМ / И.Е. Шевнина/
«__»_________ 2018 г. (подпись)
Новосибирск 2018
Цель работы:
Изучение принципа арифметического кодирования источника дискретных сообщений.
Выполнение:
Выполнение пункта «Проверка»:
Зададим последовательности из 4 равновероятных и не равновероятных сообщений.
Рисунок 1 – Проверка последовательностей из 4 равновероятных и не равновероятных сообщений.
Вывод: при равновероятных сообщениях реальная энтропия максимальна.
Выполнение пункта «Сравнение»:
Сравним эффективность алгоритмов кодирования: статичное арифметическое, адаптивное арифметическое, Хаффмана.
Кодирование последовательностей сообщений, состоящих из 4 равновероятных и не равновероятных сообщений:
Рисунок 2 – Сравнение алгоритмов кодирования, алфавит равен 4.
Сравнивая результаты кодирования, заметим, что наиболее эффективным является статическое арифметическое как с равновероятными, так и с не равновероятными сообщениями, коэффициенты сжатия 3.3 и 6.98 соответственно.
Кодирование последовательностей сообщений, состоящих из 26 равновероятных и не равновероятных сообщений:
Рисунок 3 – Сравнение алгоритмов кодирования, алфавит равен 26.
Сравнивая результаты кодирования, заметим, что наиболее эффективным является статическое арифметическое как с равновероятными, так и с не равновероятными сообщениями, коэффициенты сжатия 1.49 и 1.81 соответственно. Также заметим, что коэффициенты сжатия адаптивного арифметического кодирования приближаются к статическому, коэффициенты сжатия кодирования равновероятных сообщений и не равновероятных сообщений 1.45 и 1.74 соответственно.
Вывод: наиболее эффективным кодированием является статическое арифметическое.
Выполнение пункта «Кодирование»:
Закодируем последовательность сообщений «Арифметическое кодирование» разными способами:
Рисунок 4 – Кодирование сообщения статистическим и арифметическим кодированием и кодом Хаффмена.
Вывод: заданная последовательность кодируется меньшим числом единичных элементов с помощью адаптивного арифметического кодирования (44 байта против 58 у остальных способов кодирования).