MATLAB实现的哈夫曼编码图像压缩与解压系统

资 源 简 介

本项目为基于MATLAB的哈夫曼编码图像压缩解决方案。通过统计灰度图像像素频率构建最优哈夫曼树，生成变长编码表实现高效压缩，同时提供完整的解码功能还原原始图像。系统支持二进制压缩文件生成，有效减少图像存储空间。

详 情 说 明

哈夫曼编码图像压缩与解压系统

项目介绍

本项目是一个基于哈夫曼编码的灰度图像无损压缩系统。系统通过对图像像素值的频率分布进行统计分析，构建最优的哈夫曼树，生成可变长度编码表，用更短的码字表示高频像素值，从而实现图像数据的有效压缩。该系统包含完整的编码压缩与解码还原流程，并提供详细的性能分析报告。

功能特性

• 智能统计分析：自动统计图像中各灰度级的出现频率，作为构建哈夫曼树的基础
• 最优编码生成：根据像素频率分布生成哈夫曼编码表，实现数据的熵编码压缩
• 高效二进制打包：将编码后的比特流高效打包为紧凑的二进制压缩文件
• 完整无损解压：支持从压缩文件完全还原原始图像，确保信息无损
• 全面性能评估：计算压缩率、信息熵、编码效率等关键性能指标
• 可视化分析：提供像素频率分布直方图和哈夫曼编码表分析

使用方法

1. 准备图像：准备待压缩的8位灰度图像（PNG、JPG、BMP格式）
2. 执行压缩：运行主程序，选择压缩模式并指定输入图像路径
3. 获取结果：系统生成压缩文件(.huff)、重构图像和性能报告
4. 解压验证：选择解压模式，指定.huff文件，验证图像还原效果

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 硬件建议：4GB以上内存，支持处理2048×2048分辨率图像
• 图像要求：8位灰度图像，推荐分辨率不超过2048×2048像素

文件说明

主程序文件作为系统的控制中心，负责协调整个压缩与解压流程。它实现了用户交互界面，根据用户选择调用相应的功能模块；管理图像文件的读取与验证，确保输入符合要求；协调哈夫曼树的构建与编码表生成过程；控制压缩数据的二进制打包与文件写入操作；调度解码重建流程，验证还原图像的正确性；并组织性能指标的计算与可视化分析结果的生成。