Trường Đại Học Thông Tin Liên Lạc Khoa Công Nghệ Thơng Tin BÁO CÁO THỰC HÀNH TRUYỀN THƠNG ĐA PHƯƠNG TIỆN (6405) Nhóm GVHD: Đại úy, Ths Nguyễn Trung Hiếu Khánh Hòa, ngày 25 tháng 12 năm 2017 Trường Đại Học Thông Tin Liên Lạc Khoa Công Nghệ Thông Tin BÁO CÁO THỰC HÀNH TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN (6405) Nhóm (Nhóm trưởng) Nguyễn Hồng Phú Lê Trịnh Thiên Thạch Trần Minh Hoàng Trần Minh Cường Nguyễn Lê Phú Cường Huỳnh Quốc Cương Trần Minh Thời GVHD: Đại úy, Ths Nguyễn Trung Hiếu Khánh Hòa, ngày 25 tháng 12 năm 2017 I Giới thiệu mã hóa HUFFMAN Mã hóa Huffman (David A Huffman)là thuật tốn mã hóa dùng để nén liệu Nén Huffman phương pháp nén phổ biến Việc mã hoá dựa phương thức mã hoá theo độ dài thay đổi bit cho ký tự Cơng nghệ nén có dựa sở gán mã ngắn cho ký tự có tần suất xuất lớn Mã Để đảm bảo cho kết giải khơng có mã tiền tố mã khác Các ký tự lưu dạng tần xuất xuất chúng Số lượng Bit ký tự mã hoá khác Ký tự có tần xuất xuất lớn mã hoá số bit ngắn Để xác định bảng mã Huffman, xây dựng nhị phân II Giới thiệu nhị phân HUFFMAN Là nhị phân, nút chứa ký tự trọng số (tần suất ký tự đó) Mỗi ký tự biểu diễn nút (tính tiền tố) Nút cha có tổng ký tự, tổng trọng số nút Các nút có trọng số, ký tự tăng dần từ trái sang phải Các nút có trọng số lớn nằm gần nút gốc Các nút có trọng số nhỏ nằm xa nút gốc Nén với mã HUFFMAN Mã Huffman Là chuỗi nhị phân sinh dựa Huffman Mã Huffman ký tự đường dẫn từ nút gốc đến nút Sang trái ta bit Sang phải ta bit Có độ dài biến đổi (tối ưu bảng mã) Các ký tự có tần suất lớn có độ dài ngắn Các ký tự có tần suất nhỏ có độ dài dài Nén huffman khơng thông tin Nén không thông tin Dựa thống kê tần số: ký tự xuất nhiều lần, sử dụng ký mã bit Thuật toán hiệu sử dụng: nén jpg, … Ý tưởng: Xây dựng mã huffman Đọc ký tự, chuyển sang dãy bit Gửi đến nơi nhận.q Đọc dãy bit, nhận dạng ký tự chuyển ký tự cũ Xây dựng mã HUFFMAN Ý tưởng: Xây dựng bảng thống kê tần số xuất ký tự cần mã hóa Mỗi phần tử xem đỉnh Lặp lúc cịn Chọn có trọng số bé ghép thành Từ đỉnh duyệt Nếu bên trái chọn bit Về phải chọn bit Đến dãy bit duyệt mã ký tự Xây dựng nhị phân HUFFMAN B1: Tạo N cây, có nút gốc, nút gốc chứa kí tự trọng số (tần suất ký tự đó) (N = số ký tự) B2: Lặp lại thao tác sau nhất: Ghép có trọng số gốc nhỏ thành nút cha, có tổng ký tự, tổng trọng số trọng số nút Xóa duyệt Điều chỉnh lại vi phạm tính chất Ví dụ: Ưu điểm nhược điểm Ưu điểm: Hệ số nén tương đối cao Phương pháp thực tương đối đơn giản Đòi hỏi nhớ Nhược điểm: Mất lần duyệt file nén Phải lưu trữ thông tin giải mã vào file nén Phải xây dựng lại Huffman giải nén III Bài tập thực hành Đề: Vẽ nhị phân phân Huffman cho tập ký tự sau Ký tự Tuần suất A B C D E F G H F B E G A Lập bảng thông kê tần suất xuất Ký tự Tuần suất C H D Sau xếp theo thứ tự bắt đầu vẽ HUFFMAN Bên trái Bên phải Từ nhị phân ta có bảng mã HUFFMAN đếm từ gốc xuống Ký tự A B C D E F G H Mã Huffman 01 101 11110 1110 110 100 00 11111 Sau làm xong ta rút hệ là: Ký tự xuất chuỗi bit dài ký tự A xuất lần số bit có ký tự H xuất lần chuỗi bit có ký tự Đó ưu điểm Huffman, biến ký tự có số lần xuất nhiều chuỗi bit ngắn ký tự xuất với tần số chuỗi bit nhiều Do ta nén xuống giảm độ chiếm không gian, nhiên với Huffman số trường hợp sau nén xong khơng gian lại nhiều Ngồi cịn lưu ý Cây nhị phân có 15 node đếm từ gốc xuống, nhị phân có ký tự Vậy ta có cơng thức: Số node = 2n-1 (với n số ký tự)