求教这个用matlab实现香农费诺编码的程序有什么问题

Matlab最讨厌这种嵌套循环加循环了，可以你偏偏要使用，还是用了符号运算，速度当然很令人伤心了

%by dynamic

%see also >

题主的（4自变量1因变量）多元函数的拟合matlab程序。可以用nlinfit非线性回归函数来做（也可以用lsqcurvefit函数）。实现代码：

x1=[055 065 065 065 065 055 055 055 065]';

x2=[16 16 14 16 14 14 16 14 14]';

x3=[20 20 20 10 10 20 20 20 20]';

x4=[10 10 10 10 10 10 12 12 12]';

Y=[1848 3145 3337 3022 3188 197 163 1621 2534]';

X=[x1 x2 x3 x4];

n=length(x1);

a0=rand(1,5);

func=@(a,X)(a(1)+a(2)X(:,1)+a(3)X(:,2)+a(4)X(:,3)+a(5)X(:,4));

[a,r,J] = nlinfit(X,Y,func,a0);a

Y1=func(a,X);

[Y  Y1]

运行上述代码，可以得到

a1= -152778571412534；a2= 114823809522886；a3=  -0359047619087202 ；a4= 000441190476147387；a5=-023363095238449

多元函数表达式，y=a1+a2x1+a3x2+a4x3+a5x4

nlinfit与lsqcurvefit两者区别并不太大，前者用回归的方法来求解，而后者用最小二乘法来求解，两者都可以用于非线性函数和线性函数。

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Matlab各版本对比 原创

2021-11-14 09:43:52

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各版本对比

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​​​​​​发行说明： MATLAB- MATLAB & Simulink- MathWorks 中国

基本原则还是使用最新版的，如果硬件资源有限可参考主要变化选择合适的版本 建议2020b以及以后版本

几个关键版本变化

1，支持实时脚本和实时函数mlx文件

MATLAB® 实时脚本和实时函数是交互式文档，它们在一个称为实时编辑器的环境中将 MATLAB 代码与格式化文本、方程和图像组合到一起。此外，实时脚本可存储输出，并将其显示在创建它的代码旁。

什么是实时脚本或实时函数？- MATLAB & Simulink- MathWorks 中国

MATLAB R2016a - MATLAB 支持 R2016a 及更高版本中的实时脚本，以及 R2018a 及更高版本中的实时函数。

*** 作系统 - 从 R2019b 开始，在 MATLAB 支持的所有 *** 作系统中，MATLAB 都支持实时编辑器。有关详细信息，请参阅系统要求。

对于 MATLAB 版本 R2016a 至 R2019a，MATLAB 支持的 *** 作系统中有几个不支持实时编辑器。

不支持的 *** 作系统包括：

Red Hat Enterprise Linux 6。

Red Hat Enterprise Linux 7。

SUSE Linux Enterprise Desktop 版本 130 及更早版本。

Debian 76 及更早版本。

此外，一些 *** 作系统需要额外的配置才能在 MATLAB 版本 R2016a 到 R2019a 中运行实时编辑器。如果您无法在系统中运行实时编辑器，请联系技术支持以了解有关如何配置系统的信息。

2，串口通信新的api

2019b新的串口通信api

串行端口接口有一组新的函数和属性。现有功能仍可运行，但推荐使用新的函数名称和属性。新接口提高了性能。

通过使用 serialportlist 查看计算机上所有串行端口的列表，来开始使用新接口。list = serialportlist

list =

1×4 string array

"COM1" "COM3" "COM4" "COM8"

然后，创建一个 serialport 对象，将数据写入设备，并从中读取数据。

s = serialport("COM8",115200);

write(s,1:5,"uint32")

read(s,5,"uint32");

3，tcpip通信新的api

R2020b 优化了tcpip和串口通信

TCP/IP 客户端接口有一组新的函数和属性。

您仍可以使用现有函数执行以下 *** 作：

使用 tcpclient 函数创建一个与 TCP/IP 服务器的 TCP/IP 客户端连接。

使用 read 函数从远程主机读取数据。

使用 write 函数将数据写入远程主机。

现在，您可以使用新函数执行以下 *** 作：

使用 echotcpip 函数启动 TCP/IP 回显服务器。

使用 readline 函数从远程主机读取一行 ASCII 字符串数据。

使用 writeline 函数向远程主机写入一行 ASCII 字符串数据。

使用 configureTerminator 函数为与远程主机的 ASCII 字符串通信设置终止符。

使用 configureCallback 函数为与远程主机的通信设置回调函数和触发条件。

使用 flush 函数刷新缓冲区，以便与远程主机通信。

通过创建一个连接到 TCP/IP 回显服务器的 tcpclient 对象、向其写入数据和从中读取数据，开始使用 TCP/IP 客户端接口。

echotcpip("on",3030)

t = tcpclient("localhost",3030)

write(t,1:5,"uint8")

read(t,5);

有关详细信息，请参阅 TCP/IP 通信。

串行端口接口：改进了性能

serialport 接口的性能优于 serial 接口。例如，在使用 9600 的默认波特率时，以下代码中使用 serialport 对象写入和读取数据的速度大约是使用 serial 对象写入和读取数据速度的 11 倍。

% s is a serial object

function timingTest(s,bytecount)

fwrite(s,1:bytecount,"uint8");

fread(s,bytecount,"uint8");

end

% s is a serialport object

function timingTest(s,bytecount)

write(s,1:bytecount,"uint8");

read(s,bytecount,"uint8");

end

不同波特率条件下大致执行时间如下：

sBaudRate

9600 19200 56000 115200

serial 120 毫秒 68 毫秒 31 毫秒 23 毫秒

serialport 109 毫秒 55 毫秒 21 毫秒 11 毫秒

代码是在运行 Windows 10 的 Intel(R) Xeon(R) CPU E5-1650 v4 @ 360 GHz 测试系统上使用 timeit 函数进行计时的：

bytecount = 100;

timeit(@()timingTest(s,bytecount))

测试是使用串行环回连接器完成的。

有关详细信息，请参阅串行端口设备。

4，对python的支持

2021b 支持python39

2021a 支持38 停止支持36

2020b停止支持35

2019a MATLAB 现在除支持 CPython 27、35 和 36 之外，还支持 CPython 37。

2018b Python 接口：在 MATLAB 和 Python 之间传递多维数值或逻辑数组

2018a Python 版本 34：已停止支持

支持的 Python 版本 - 35 或 36 版。

5,git的支持

2020a 工程 API：以编程方式获取最新 Git 修订版

2019b 比较 Git 分支：显示差异并保存副本

2019a 源代码管理集成：将 MATLAB Git 状态与外部 Git 客户端同步

2021b新功能

1，实时编辑器任务

帮助使用者自动生成代码并用用户界面进行参数调整

实时编辑器任务是可以添加到实时脚本中以执行一组特定 *** 作的 App。您可以将任务添加到实时脚本中，以探查参数并自动生成代码。使用任务可缩短开发时间、减少错误并缩短在绘图上花费的时间。

任务代表一系列 MATLAB® 命令。您可以采用内嵌方式或在右侧显示其输出。

文档

将交互式任务添加到实时脚本中- MATLAB & Simulink- MathWorks 中国

视频

What Are Live Editor Tasks Video - MATLAB

2，项目和版本管理

MATLAB and Simulink Projects Video - MATLAB

3，验证函数输入

在 MATLAB ® 中使用函数参数验证来声明对函数输入参数的特定限制。您可以约束函数输入值的类、大小和其他方面，而无需在函数体中编写代码来执行这些测试。

Validating Function Inputs Video - MATLAB

新产品

RF PCB Toolbox - 对印刷电路板进行电磁分析

Signal Integrity Toolbox - 对高速串行和并行链路进行仿真和分析

重要更新

Lidar Toolbox - 使用激光雷达查看器，以交互方式可视化、分析和预处理激光雷达点云

Simulink Code Inspector - 使用 Code Inspector 上下文选项卡，检查兼容性、检查代码并直接在模型中查看结果

Simulink Control Design - 设计模型参考自适应控制器

Symbolic Math Toolbox - 在 MATLAB 实时编辑器中提供下一步 *** 作建议，引导用户完成符号工作流

Wavelet Toolbox - 使用小波分析处理和提取信号和图像的特征，以用于 AI 工作流

R2021b - MATLAB 和 Simulink 产品系列发布更新 - MATLAB & Simulink

Release Notes- MATLAB & Simulink- MathWorks 中国

其他

编辑器代码：自动显示代码建议和完成

编辑器重构：自动将选定的代码转换为函数

实时编辑器控件：设置滑块、下拉列表、复选框和编辑字段的默认值

实时编辑器动画：将动画导出为**或动画 GIF

实时编辑器：提高保存实时脚本或函数时的性能

比较工具：比较和合并具有改进的可用性、外观和语法突出显示的文本文件

sftp 功能：连接SFTP服务器

HDF5 接口：使用新功能支持 HDF5 1107

从 MATLAB 直接调用 Python 功能

除了现有的对 27、37 和 38 的支持之外，MATLAB 现在还支持 CPython 39

2021a

实时编辑器动画播放控件：用于控制动画的交互式界面

实时编辑器控件：通过将变量关联到下拉项和滑块值，在实时脚本中创建动态控件

XML 文件：使用 readtable、readtimetable 和其他函数读取、写入和导入 XML 文件

低级文件 I/O 函数和远程数据：对远程存储的文件执行读写 *** 作

save 和 load 函数与远程数据：将数据保存、加载和追加到远程存储的 v73 MAT 文件中

读取在线数据：使用 readtable、audioread 和其他读取函数通过 >

没用过，但是检查，matlab程序自带huffmancoding基本上你需要

1。测试图像灰度（SIG）找出来，

2，然后统计灰度分布（p），

3。然后生成一个字典（字典），

4。然后就可以直接使用huffmanenco编码，

5。然后huffmandeco恢复。

奇怪的是不是无损压缩哈夫曼编码它，为什么会出现损失呢？等待丹尼尔回答

看看下面的例子：

SIG = repmat（[3 3 1 3 3 3 3 3 2 3]，1,50）;％的数据来编码

符号= [1 2 3];％不同的数据码元出现在SIG

p值= [01 01 08]的每个数据符号的％概率

字典= huffmandict（码元，p）的;％创建

hcode = huffmanenco字典（SIG，字典）;。％编码

dhsig = huffmandeco数据（hcode，字典）;％解码的代码。

2 JPEG基本原理

JPEG对灰度图像的压缩处理过程如图1所示。JPEG对灰度图像的压缩处理过程主要包括：图像分割，离散余弦变换(DCT)，量化(Quantization)，“z”形排序(Zigzag Scan)，差分脉冲编码调制(Differential Pulse CodeModulation，DPCM)对直流系数(Dc)，行程长度编码(Run—kngth Encoding，RLE)对交流系数(Ac)，霍夫曼(Hufman)编码等。

图像压缩过程如图1所示。

JPEG标准的特点是离散余弦变换，它可以将8×8图像的空间表达式转换为频率域，经二维DCT变换后，第零行零列是低频分量，其余为高频分量。

3．1 JPEG压缩模块设计

按照压缩流程，JPEG压缩实现可以划分为三个模块：DCT变换模块，主控模块，编码输出模块。压缩模块组成如图3所示：DCT变换模块：把输入其中的像素值进行DCT变换。主控模块：控制数据的读写并送入DCT变换模块，对变换后的数据进行量化，量化完后进行z扫描。编码输出模块：对经过扫描和量化的数据进行编码并输出。

3 压缩系统的构成和实现

图像压缩的过程：首先把图像分为8×8的块，然后进行二维DCT变换，变换之后的数据高频和低频分开；接着开始z扫描，z扫描是一个排序过程，它可以让高频和低频分量按照编码的需要排列；Z扫描之后的数据需要量化后才能编码，量化是使数据量减少达到压缩目的重要环节(量化表见表1)；最后对扫描后的数据编码，低频分量用差分脉冲编码和低频霍夫曼编码，高频分量用行程长度编码。图像压缩系统的结构图如2所示，由数据流控制模块、外部存储器接口模块、存储待压缩数据RAM、JPEG压缩模块、压缩数据接收模块、数据发送模块组成：

1)数据流控制模块：控制数据流的方向。

2)外部存储器接口模块：提供SRAM的读写控制时序。

3)接收压缩数据模块：接收压缩模块发送来的数据并且通过读写SRAM控制模块存储到SRAM里面。

4)数据发送模块：产生和数传约定的时序并把压缩数据发出。

3．1 JPEG压缩模块设计

按照压缩流程，JPEG压缩实现可以划分为三个模块：DCT变换模块，主控模块，编码输出模块。压缩模块组成如图3所示：DCT变换模块：把输入其中的像素值进行DCT变换。主控模块：控制数据的读写并送入DCT变换模块，对变换后的数据进行量化，量化完后进行z扫描。编码输出模块：对经过扫描和量化的数据进行编码并输出。

3．2 编码模块实现细节

下面举例分别介绍对直流分量和交流分量不同的编码规则。

假设DC值为一l5，它的霍夫曼码字由AB两部分组成，A为其长度的霍夫曼编码，B为其数值的幅度。首先通过查找表查找其绝对值范围为4，即其值可以用一个四位的二进制数来表示；然后用查到的4在直流霍夫曼码表中查找相应的霍夫曼编码，其对应的霍夫曼编码为一个三位的二进制数101，那么这个DC系的编码为它值的长度对应的霍夫曼编码再加上其幅度。对于一15幅度为0000(最高位为符号位，0为负，1为正)。计算幅值的过程：在长度为4的范围有16个值，即从一l5到15，用4位二进制补码来表示为0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111。负数的幅值就是其绝对值的4位二进制表示的反码，反码等于补码减1，0000，0001，0010，0011，0100，0101，0110，0111，0111，1000，1001，1010，1011，1100，1101，1110，1111。这样DC值为一15的编码即为1010000。交流系数和直流系数相比多了零行程编码。零行程编码的步骤：按照扫描之后的顺序逐个检测交流系数，并用变量来记录零系数的个数，遇到非零系数时首先观察它和前一个非零系数之间有多少个零系数，如果超过了16个则对前16个零单独编码，在霍夫曼码表中有单独的ZRL代码对它编码，然后观察剩余零的个数是否超过16个，如果超过仍然执行上一步 *** 作，如果小于16则把剩余零的个数和非零交流系作为参数对应霍夫曼码表进行编码。

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