霍夫曼 Huffman 编码简单了解

霍夫曼编码（也叫哈夫曼编码）

即时码：必须是唯一可译码，对一组即时码来说，其中的任意一个码字都只能与一种信号存在对应关系，而且任意一个码字都不能是其他码字的前缀。

即时码的产生常采用树形结构：

是用上边的即时码，

假设收到这样一组信号：100101001

则可以唯一解析出以下 4 个码字：

1 001 01 001

编码过程

1. 设有一个图像序列，含有 8 个灰度级，$x1, x2, x3,,, x8$，概率分别为：

p1	p2	p3	p4	p5	p6	p7	p8
0.4	0.18	0.1	0.1	0.07	0.06	0.05	0.04

2. 选取最小两个概率进行合并，形成一个新的概率集合，重新进行排序。重复此步骤直到最终只剩两个概率为止，得到霍夫曼树

3. 根据霍夫曼树分配码字，得到霍夫曼编码

概率越大，码长越短；概率越小，码长越短

计算平均码长：每一个霍夫曼码长与它的概率乘积之和

这里的平均码长为 2.61，小于自然码长为 3（表示 8 个数至少需要 3 位），说明进行了压缩

计算熵、编码效率

计算绝对冗余、相对冗余

总结

霍夫曼编码是无失真编码中效率较高的一种编码方法。

在分配码字过程中，随机赋 “0” 和 “1” 的不同，结果会使码字不同（不唯一），而码字长和平均码字长不会改变，他也是唯一可解码的。

但其缺点是信源缩减过程复杂，运算量大。

解决办法：（适应性 Huffman 编码 ⭐⭐）https://blog.csdn.net/qq_28829853/article/details/104111533

1. 使用多叉树压缩编码长度，提高码元携带的信息
2. 使用更少的字符来构建编码表，调高字符的频次
3. 减少文件头部携带的信息，提高编码率

对于 1.：

改进后的霍夫曼编码，不再是二进制的。它可以是多进制，例如26进制。操作方法：
把符号按出现概率排序，合并概率最小的 26 项，为新的节点。然后重复这一过程，剩下的步骤与经典霍夫曼编码相同。
应用：把汉语单字读音的416音按26进制进行霍夫曼编码，结果，像de,shi,yu这些概率高的读音分配了较短的编码；dia,den这些不常用的读音分配较长的编码。26进制对应键盘的26键，这样就诞生了一种新的输入法
原文链接：https://blog.csdn.net/proorck2019/article/details/109445764

参考：

• 西安电子科技大学《现代图像分析 图像压缩便编码》https://haokan.baidu.com/v?pd=wisenatural&vid=16617709331236028375