MATLAB实现香农信源编码仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB仿真香农信源编码定理，生成离散信源、计算信源熵及编码效率，验证编码极限条件，适用于信息论教学与算法研究。

详 情 说 明

基于香农信源编码定理的信息编码仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB实现的香农信源编码定理仿真系统。系统通过对离散信源的建模与分析，实现了香农编码算法的完整流程，能够验证信源编码定理的理论极限，并为信息编码的教学与研究提供可视化支持。

功能特性

• 信源模拟：生成不同概率分布的离散信源，模拟随机符号产生过程
• 熵值计算：自动计算信源熵与编码效率，验证编码定理极限条件
• 编码实现：采用香农-费诺编码算法对信源符号进行变长编码
• 性能分析：统计编码前后的数据压缩率与传输效率
• 可视化展示：对比展示编码效果与理论极限的关系

使用方法

1. 准备输入数据：

- 设置信源符号概率分布向量（如[0.4,0.3,0.2,0.1]） - 输入待编码的随机符号序列（可自动生成或手动输入） - 配置编码参数（码字长度限制、编码精度等）

1. 运行仿真程序：

- 系统将自动执行信源建模、编码计算和性能分析

1. 查看输出结果：

- 信源熵与编码平均长度对比表 - 编码前后数据压缩率统计 - 编码效率与理论极限的偏差分析图 - 生成的码字字典与编码示例 - 编码性能评估报告（含压缩比、效率等指标）

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存：至少4GB RAM
• 硬盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，包括信源数据初始化、编码算法调度、性能分析计算和结果展示等完整功能流程。该文件集成了概率统计处理、熵值计算、香农编码实现以及可视化输出模块，为用户提供一站式的信源编码仿真体验。