一．实验目的和要求
独立安装ENVI，基本操作初步入门。了解ENVI的基本操作和相关原理知识。
二．主要仪器与试剂
计算机ENVI4.8软件
三．实验步骤：
1.安装ENVI4.8软件
①下载ENVI4.8安装包，破解包和汉化补丁
②按照指示步骤安装，使用破解包破解，使用汉化补丁汉化
2.关于ENVI4.8的基本操作
①在老师的讲解指导下了解ENVI4.8的一些相关指示和基本操作步骤。
②在操作过程中对重要步骤进行记录，不懂的地方询问老师和同学。
3.撰写实验报告。
4.了解相关网站，下载TM/ETM+数据。
四．数据处理：
1.加载数据。打开ENVI4.8软件——点击文件——点击“打开图像文件”，注意hdr的文件不能打开。
2.点击“工具”——“彩色制图”——“ENVI彩色表...”然后根据需要选择合适color tables。然后点击下图可用波段列表中的RGBcolor进行相关修改。左边为波段合成RGBcolor加载结果，右边为波段合成的当前波段表。如图1
3.点击主菜单“文件”——“另存为”——“ENVI标准格式”。然后根据跳出来的界面里面的各个选项根据自己需要进行修改。然后进行存储。如图2给出了一些保存时基本的操作。
图1 图2
例如对保存图像长宽的修改。如图3
4.其它的一些操作。
①不小心把可用波段列表关闭了，可在Windows点击“当前波段列表”进行找回。
②对所选择区域的基本信息进行查看，点击“工具”——“光标位置/数组值”就可以查看，如图4.
图3 图4
图5 3D表面视图
实验报告 课程名称：遥感导论 专业班级 学生姓名： 学号： 教师姓名：
实验一航空像片的立体观测 一、实验目的 掌握使用立体镜进行航交像片立体现察的方法。 二、实验原理 当人眼观察物体时，出现左右视差，反映到眼睛视网膜上，构成生理视差，便产生了与观食实物时一样的立体视觉效果。 三、实验步骤 （1）将立体镜置于两张有重叠部分的卫星图片上方，将立体镜中央对准左右像片的中缝，左眼看左像片，右眼看在右像片，不断调整卫星图片的位置，直至图片相同部分能重合时，进行卫星图片立体观测。 （2）观测卫星图片立体效果，并解译出相应地物。 四、实验总结 通过这次小实验，我们认识了遥感卫星图，并明白了如何利用立体镜进行航空相片的立体观测，以及见识了立体观测的效果，初步了解如何目视解译出遥感卫星地图。 实验二遥感图像的光学合成原理 一、实验目的 1.了解彩色的基本特性和相互关系； 2.掌握三原色及其补色，掌握加色法； 3.了解和认识色度图； 4.认识正负相片的生产过程。 二、实验原理 任意三种线性无关的颜色都能构成颜色空间，利用颜色空间就能进行颜色的识别、对比、及计算，摄影相片感光成像是由于物体对可见光的各个波段具有选择性的吸收和反射，则产生了彩色；物体对可见光波段不具有选择性的吸收和反射，即对各个波段具有灯亮吸收和反射，产生了非彩色。 三、实习步骤 （1）彩色的基本特性及其相关关系 （2）三原色、补色和加色法 （3）补色 （4）色度图
图一色调特性图图二三原色合成 图三互补色与非互补色图四色度图 四、实验总结 通过实验，弄懂了遥感图像的部分重要概念，以及相互之间的关系，遥感图像光学处理的目的是通过光学手段增强目标地物的影像差异或影像特征，将目标地物从环境背景信息中提出出来，通过观察三组不同枫叶的图像发现明度影响的图片的明亮程度，体现的是物体的反射率；色调是影响物体的反射的波长；而饱和度则是反应的是色彩波长段的纯洁程度，波段越短色彩饱和度越高；实验中体验了三原色RGB的变化，产生色彩的变化效果，补色则是指两种颜色缓和后产生白色或者是灰色，色度表则是表现了可见光波段在明度、色调、饱和度多重作用下的颜色变化区域。 实验三遥感图像增强[1)——对比度变化 一、实验目的 1.认识遥感图像的基本结构，了解数字图像 2.学习掌握图像直方图变化与图像亮度变化的关系 3.掌握图像线性拉伸的方法和过程 二、实验原理 图像增强的目的是改善图像显示的质量，以利于图像信息的提取和识别，对
实验课程：信息论与编码理论专业：信息与计算科学班级：09070241 学号：0907024101 姓名：孙秋月 中北大学理学院
实验二 哈夫曼编码 一、实验目的 1. 掌握哈夫曼编码的原理及编码步骤 2. 练习matlab 中哈夫曼编码函数的调用及通信工具箱的使用 二、实验原理 哈夫曼编码的具体步骤归纳如下： 1. 统计n 个信源消息符号，得到n 个不同概率的信息符号。 2. 将这n 个信源信息符号按其概率大小依次排序： p (x 1) ≥ p (x 2)≥ …≥ p (x n ) 3. 取两个概率最小的信息符号分别配以0和1两个码元，并将这两个概率相加作为一个新的信息符号的概率，和未分配的信息符号构成新的信息符号序列。 4. 将剩余的信息符号，按概率大小重新进行排序。 5. 重复步骤3，将排序后的最后两个小概论相加，相加和与其他概率再排序。 6. 如此反复重复n-2次，最后只剩下两个概率。 7. 从最后一级开始，向前返回得到各个信源符号所对应的码元序列，即相应的码字，构成霍夫曼编码字。编码结束。 三、实验内容 为某一信源进行哈夫曼编码。该信源的字符集为X={x 1, x 2, … x 6 }，相应的概率矢量为：P =(0.30,0.25,0.21,0.10,0.09,0.05)，即X ，P 的概率空间为： 123456 0.300.250.210.100.090.05X x x x x x x P ????=???????? 根据哈夫曼编码算法对该信源进行哈夫曼编码。并计算其平均码长和编码效率。 调用matlab 哈夫曼编码函数进行哈夫曼编码，与人工编码结果做比较。 1. huffmandict 函数： 为已知概率分布的信源模型生成哈夫曼编解码索引表。
目录 实验一ENVI窗口的基本操作 (1) 实验二认识遥感影像 (7) 实验三图像的彩色增强与色彩变换 (8) 实验四遥感影像的目视解译与制图 (13) 实验五遥感影像的计算机解译 (17)
实验一ENVI窗口的基本操作 一、实验目的 熟悉ENVI软件的窗口操作方法，掌握影像信息、像元信息浏方法，影像上距离和面积量算方法。 二、实验内容 1、熟悉遥感图像处理软件ENVI的窗口基本操作。 2、查看影像信息和像元信息。 3、距离测量与面积测量。 三、实验条件 电脑、ENVI4.5软件，厦门市TM遥感影像。 四、实验步骤 1、启动ENVI软件，界面如图1。 图1 ENVI软件界面 2、打开遥感影像，File → Open Image File，界面如图2。在打开文件对话框中，定位到存放影像数据的文件夹（如：预先下载的厦门市TM影像），打开遥感影像数据。 图2 打开影像文件 3、在自动打开的可用波段列表中，用“Load Band” 装载影像数据，显示三个影像窗口，如图3。 主图像窗口：主图像窗口由一幅以全分辨率显示的图像的一部分组成。该窗口在你第一次载入一幅图像时自动显示。窗口的原始大小由配置文件中（envi.cfg）的参数设置，窗口大小能动态缩放和调整。在主图像窗口中的功能
菜单条包括5 个下拉菜单，控制所有的ENVI 交互显示功能。 滚动窗口：滚动窗口是显示整幅影像的显示窗口，当显示的图像比主图像窗口以全分辨率能显示的图像大时出现滚动窗口，滚动窗口控制着显示在主图像窗口的图像部分。滚动窗口位置和大小初始值在envi.cfg 文件中设置并且可以被修改，也可以动态缩放。 缩放窗口：缩放窗口是一个小的图像显示窗口，显示主图像窗口的一部分。缩放窗口提供无限缩放能力，缩放系数出现在窗口标题栏的括号中。缩放窗口大小能动态地调整，其大小和默认的缩放系数同样在envi.cfg 文件进行设置。
本科生实验报告 实验课程信息论与编码 学院名称信息科学与技术学院 专业名称通信工程 学生姓名 学生学号 指导教师谢振东 实验地点6C601 实验成绩 二〇一五年十一月二〇一五年十一月
实验一：香农（Shannon ）编码 一、实验目的 掌握通过计算机实现香农编码的方法。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布，按照香农编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 给定某个信源符号的概率分布，通过以下的步骤进行香农编码 1、将信源消息符号按其出现的概率大小排列 )()()(21n x p x p x p ≥≥≥ 2、确定满足下列不等式的整数码长K i ； 1)(l o g )(l o g 22+-<≤-i i i x p K x p 3、为了编成唯一可译码，计算第i 个消息的累加概率 ∑ -== 1 1 )(i k k i x p p 4、将累加概率P i 变换成二进制数。 5、取P i 二进制数的小数点后K i 位即为该消息符号的二进制码。 四、源程序： #include int i,j; for(i=0;i Harbin Institute of Technology 多时相遥感图像配准 实验报告 课程名称： 院系： 姓名： 学号： 授课教师： 哈尔滨工业大学 1.实验目的 （1）了解图像配准原理、导致几何失真的原因及矫正方法 （2）掌握两幅图像配准的基本方法 （3）学会评价配准结果 2.实验原理 图像配准就是将不同时间、不同传感器或不同条件下（天候、照度、摄像位置和角度等）获取的两幅或多幅图像进行匹配、叠加的过程。图像配准的基本过程是寻找把待配准图像中的点映射到参考图像中对应点的最佳变换，从而去除待配准图像和参考图像之间在几何上的不一致，如平移、旋转和形变，最终使得同一目标在不同的图像上具有相同的坐标位置。图像配准中的主要问题就是确定这种映射关系，一般来讲我们将需要进行变换的图像成为输入图像或待配准图像，将用于矫正输入输入图像的图像成为参考图像。 图像配准的基本步骤包括： （1）特征提取：在进行图像配准之前根据实际需要选择图像中待匹配特征。（2）特征匹配：在确定了来自不同图像的特征集后，建立特征的对应关系。对应关系建立可以通过使用各种特征描述、相似性测量以及空间关联的方法实现。 （3）变换模型估计：通过估计或者最优搜索等方法得到映射函数的类型和参数，以便能够对齐待配准图像和基准图像。 （4）图像重采样和变换：依靠映射函数对输入图像进行图像变换，使用适当的插值算法计算出非整数点坐标的图像值。 常用的重采样方法包括： （1）最近邻重采样法：简单地选择其中心距图像上的点最近的实际像素，然后将这个像素变换到相应的显示网格上。这种技术适用于新图像用于分类的情况，原因是该图像是由原始像素的亮度构成的，只是按照正确的几何关系将像素进行重新排列。 （2）双线性插值法：对于图像中与给定的显示网格位置对应点的周边四个像素使用三次线性插值。 实验报告 课程名称：信息论与编码姓名： 系：专 业：年 级：学 号：指导教 师：职 称： 年月日 目录 实验一信源熵值的计算 (1) 实验二Huffman 信源编码. (5) 实验三Shannon 编码 (9) 实验四信道容量的迭代算法 (12) 实验五率失真函数 (15) 实验六差错控制方法 (20) 实验七汉明编码 (22) 实验一信源熵值的计算 、实验目的 1 进一步熟悉信源熵值的计算 2 熟悉Matlab 编程 、实验原理 熵(平均自信息)的计算公式 q q 1 H(x) p i log2 p i log2 p i i 1 p i i 1 MATLAB实现：HX sum( x.* log2( x))；或者h h x(i)* log 2 (x(i )) 流程：第一步：打开一个名为“ nan311”的TXT文档，读入一篇英文文章存入一个数组temp，为了程序准确性将所读内容转存到另一个数组S，计算该数组中每个字母与空格的出现次数( 遇到小写字母都将其转化为大写字母进行计数) ，每出现一次该字符的计数器+1；第二步：计算信源总大小计算出每个字母和空格出现的概率；最后，通过统计数据和信息熵公式计算出所求信源熵值(本程序中单位为奈特nat )。 程序流程图： 三、实验内容 1、写出计算自信息量的Matlab 程序 2、已知：信源符号为英文字母(不区分大小写)和空格输入：一篇英文的信源文档。输出：给出该信源文档的中各个字母与空格的概率分布，以及该信源的熵。 四、实验环境 Microsoft Windows 7 五、编码程序 #include"stdio.h" #include 《遥感导论》实验报告 姓名罗娟 院系地理科学学院 年级二零零八级 专业地理科学专业 学号20081500001 日期2010年11月14日 填写要求 一、实验完毕，认真完成实验报告。 二、严格按要求如实填写各项。 三、不要求字数，完整表述即可。 一、实验目的 二、仪器工具及材料（要求：列出实验中所使用的主要 仪器工具、实验材料，如软件、数据等。） 三、内容及程序（要求：应简明扼要地写出实验步骤流程。） 四、结果及分析（要求：应用文字、表格、图形、图像 等形式将实验结果表示出来，并进行分析。） 五、问题讨论（要求：结合有关理论对实验中的现象、 产生的误差等进行讨论和分析，以提高自己的分析问题、解决问题的能力，并提出应注意的事项。） 遥感导论实验报告 使用软件：ENVI软件 一、分段线性变换： 概念：有时为了更好地调节图象的对比度，需要在一些亮度段拉伸，而在另一些亮度段压缩，这种变换称为分段线性变换。 目的：使图像有更好的目视效果或突出有用的信息。提高图像质量和突出所需信息。 过程： Enhance/interactive-stretching/stretch-type/piecewise-lin ear/中键拉伸压缩/apply/输出结果。 结果： （与原图对比） 结论：从0——20，20——65,65——100进行分段，在 第一、三段压缩后，亮度值数变小，在第二段拉伸，亮度间隔变大。突出了原图20——65这部分的地物信息。 二、空间滤波： 概念：通过像元与其周围相邻像元的关系，采用空间域中的邻域处理方法。 目的：重点突出图像上的某些特征为目的。如，突出边缘，纹理。 （1）中值滤波 目的：将每个像元在以其为中心的邻域内取中间亮度值来代替该像元值去掉尖锐“噪声”和平滑图像。 过程：Image/Filter/Convolutions and morphology/Convolutions/Median/Apply to file/选can.tmr.img/OK/Memory/OK/Disply/New Display/Load Band/输出结果。 《信息论与信源编码》实验报告 1、实验目的 (1) 理解信源编码的基本原理； (2) 熟练掌握Huffman编码的方法； (3) 理解无失真信源编码和限失真编码方法在实际图像信源编码应用中的差异。 2、实验设备与软件 (1) PC计算机系统 (2) VC++6.0语言编程环境 (3) 基于VC++6.0的图像处理实验基本程序框架imageprocessing_S (4) 常用图像浏览编辑软件Acdsee和数据压缩软件winrar。 (5) 实验所需要的bmp格式图像（灰度图象若干幅） 3、实验内容与步骤 (1) 针对“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”进行灰度频率统计（即计算图像灰度直方图），在此基础上添加函数代码构造Huffman码表，针对图像数据进行Huffman编码，观察和分析不同图像信源的编码效率和压缩比。 (2) 利用图像处理软件Acdsee将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像 3.bmp”转换为质量因子为10、50、90的JPG格式图像（共生成9幅JPG图像），比较图像格式转换前后数据量的差异，比较不同品质因素对图像质量的影响； (3) 数据压缩软件winrar将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”分别生成压缩包文件，观察和分析压缩前后数据量的差异； (4) 针对任意一幅图像，比较原始BMP图像数据量、Huffman编码后的数据量（不含码表）、品质因素分别为10、50、90时的JPG文件数据量和rar压缩包的数据量，分析不同编码方案下图像数据量变化的原因。 4、实验结果及分析 (1)在VC环境下，添加代码构造Huffman编码表，对比试验结果如下： a.图像1.bmp： 信息论实验报告 学生： 班级： 学号： 实验一香农编码一、程序设计的流程图 二、程序清单 #include #include aa=tem-1; } else { MM[i]+='0'; aa=tem; } } } string BB[N]; for(int i=0;i 本科学生实验报告 姓名周文娜学号094130090 专业＿地理科学＿班级 B 实验课程名称遥感导论 实验名称遥感图像分类---监督分类，非监 督分类 指导教师及职称胡文英 开课学期2011 ＿至＿＿2011 学年＿下学期云南师范大学旅游与地理科学学院编印 一、实验准备 实验名称：遥感图像分类---监督分类，非监督分类 实验时间：2011年6月10日 实验类型：□验证实验□综合实验□设计实验 1、实验目的和要求： （1）理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能熟练地对遥感图像进行监督分类的目的。 （2）进一步理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能熟练地对遥感图像进行监督分类的目的，同时深刻理解监督分类与非监督分类的区别。 2、实验相关设备： 计算机一台，及ERDAS软件 3、实验理论依据或知识背景： （1）监督分类的概念： 首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本,通过选择特征参数(如像素亮度均值、差等),建立判别函数,据此对样本像元进行分类,依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。 监督分类包括利用训练区样本建立判别函数的“学习”过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程。 （2）非监督分类的概念： 非监督分类的前提是假定遥感影像上的同类物体在同样条件下具有相同的光谱信息特征。非监督分类方法不必对影像地物获取先验知识,仅依靠影像上不同类地物光谱信息(或纹理信息)进行特征提取,再统计特征的差别来达到分类的目的,最后对巳分出的各个类别的实际属性进行确认。 监督分类和非监督分类的根本区别点在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识,监督分类根据训练场提供的样本选择特征参数,建立判别函数,对待分类点进行分类。因此,训练场地选择是监督分类的关键。由于训练场地要求有代表性, 训练样本的选择要考虑到地物光谱特征,样本数目要能满足分类的要求,有时这些还不易做到, 这是监督分类不足之处。 实验一 绘制二进熵函数曲线（2个学时） 一、实验目的： 1. 掌握Excel 的数据填充、公式运算和图表制作 2. 掌握Matlab 绘图函数 3. 掌握、理解熵函数表达式及其性质 二、实验要求： 1. 提前预习实验，认真阅读实验原理以及相应的参考书。 2. 在实验报告中给出二进制熵函数曲线图 三、实验原理： 1. Excel 的图表功能 2. 信源熵的概念及性质 ()()[] ()[]())(1)(1 .log )( .) ( 1log 1log ) (log )()(10 , 110)(21Q H P H Q P H b n X H a p H p p p p x p x p X H p p p x x X P X i i i λλλλ-+≥-+≤=--+-=-=≤≤? ?????-===??????∑ 单位为 比特/符号 或 比特/符号序列。 当某一符号xi 的概率p(xi)为零时，p(xi)log p(xi) 在熵公式中无意义，为此规定这时的 p(xi)log p(xi) 也为零。当信源X 中只含有一个符号x 时，必有p(x)=1，此时信源熵H （X ）为零。 四、实验内容： 用Excel 和Matlab 软件制作二进熵函数曲线。根据曲线说明信源熵的物理意义。 （一） Excel 具体步骤如下： 1、启动Excel 应用程序。 2、准备一组数据p 。在Excel 的一个工作表的A 列（或其它列）输入一组p ，取步长为0.01，从0至100产生101个p （利用Excel 填充功能）。 3、取定对数底c，在B列计算H(x) ,注意对p=0与p=1两处，在B列对应位置直接输入0。Excel中提供了三种对数函数LN(x),LOG10(x)和LOG(x,c)，其中LN(x)是求自然对数，LOG10(x)是求以10为底的对数，LOG(x,c)表示求对数。选用c=2,则应用函数LOG(x,2)。 在单元格B2中输入公式：=-A2*LOG(A2,2)-(1-A2)*LOG(1-A2,2) 双击B2的填充柄，即可完成H(p)的计算。 4、使用Excel的图表向导，图表类型选“XY散点图”，子图表类型选“无数据点平滑散点图”，数据区域用计算出的H(p)数据所在列范围，即$B$1:$B$101。在“系列”中输入X值(即p值)范围，即$A$1:$A$101。在X轴输入标题概率，在Y轴输入标题信源熵。 （二）用matlab软件绘制二源信源熵函数曲线 p = 0.0001:0.0001:0.9999; h = -p.*log2(p)-(1-p).*log2(1-p); plot(p,h) 五、实验结果 实习报告 实习名称了解监督分类方法 实习课程遥感导论姓名班级 学号实习时间12.24晚得分 一、实习目的 1．通过此次实习掌握监督分类的方法与过程 2.加深对监督分类方法的理解，并能将其与实际结合进行思考。 二、实习内容 1．首先是定义分类模版，并成出结果图。 2.进行分类精度的评估 三、实习方法 1.先是定义分类模版，先用到ERDAS图标中的Classifier，选择其中的Signature Editor。 2.用VIEWER打开所要编辑的图片，打开 3.在打开的工具栏中选择，进行AOI多边形的绘制，把绘制好的多边形通过Signature Editor中的，将将多边形AOI区域加载到Signature分类模板中 4.绘制不同种类的AOI多边形，包括水体、植物群、居民区、农田（果园）、裸地，全部加载入后选择Signature Editor对话框菜单条Classify进行最终结果的保存。 5.进行分类精度的评估。 四、实习步骤（应附上不同过程中的实习结果，如图形、图像、 数字等） 1.先打开要进行分类处理的图像，打开ERDAS图标中的Classifier，选择其中的Signature Editor。 在viewer的一排工具中选择，出现如下图 在打开的工具栏中选择，在编辑图片中选择水体，并用此工具进行AOI多边形绘制。 此时在Signature Editor中选择下列工具将多边形AOI区域加载到Signature分类模板中，并更改合适的名字和颜色，然后再进行其他AOI的绘制。 下图为我将绘制的水体AOI全部加载并改名换颜色后的Signature Editor 同理如上，绘制并加载上所有需要的AOI，包括包括水体、植物群、居民区、农田（果园）、裸地。 2.现在要保存分类文档，在Signature Editor对话框菜单条中选择Classify进行最终结果的保存。 信息论与编码实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 实验一关于硬币称重问题的探讨 一、问题描述： 假设有N 个硬币，这N 个硬币中或许存在一个特殊的硬币，这个硬币或轻 或重，而且在外观上和其他的硬币没什么区别。现在有一个标准天平，但是无刻度。现在要找出这个硬币，并且知道它到底是比真的硬币重还是轻，或者所有硬币都是真的。请问： 1）至少要称多少次才能达到目的； 2）如果N=12，是否能在3 次之内将特殊的硬币找到；如果可以，要怎么称？ 二、问题分析： 对于这个命题，有几处需要注意的地方： 1）特殊的硬币可能存在，但也可能不存在，即使存在，其或轻或重未知； 2）在目的上，不光要找到这只硬币，还要确定它是重还是轻； 3）天平没有刻度，不能记录每次的读数，只能判断是左边重还是右边重，亦或者是两边平衡； 4）最多只能称3 次。 三、解决方案： 1.关于可行性的分析 在这里，我们把称量的过程看成一种信息的获取过程。对于N 个硬币，他们 可能的情况为2N+1 种，即重（N 种），轻（N 种）或者无假币（1 种）。由于 这2N+1 种情况是等概率的，这个事件的不确定度为： Y=Log(2N+1) 对于称量的过程，其实也是信息的获取过程，一是不确定度逐步消除的过程。 每一次称量只有3 种情况：左边重，右边重，平衡。这3 种情况也是等概率 的，所以他所提供的信息量为： y=Log3 在K 次测量中，要将事件的不确定度完全消除，所以 K= Log(2N+1)/ Log3 根据上式，当N=12 时，K= 2.92< 3 所以13 只硬币是可以在3 次称量中达到 信息理论与编码实验指导书 电子与电气工程学院 罗晓琴编 实验要求 1、实验前认真阅读实验指导书的内容，并完成预习任务。 2、复习Matlab的相关知识，完成仿真。 3、要熟悉本次实验的任务。 4、实验过程中要认真记录实验结果，仿真结果需经指导教师审阅。 5、实验后每位同学要独立完成实验报告的内容。 目录 实验一离散信源的自信息量和熵 (3) 实验二最大离散熵定理 (6) 实验三费诺编码 (9) 实验四霍夫曼编码 (13) 实验五香农编码 (16) 实验一：计算离散信源的自信息量和熵 一、实验目的 1、熟悉离散信源的特点。 2、学习Matlab 仿真离散信源的方法。 3、学习离散信源自信息量和信源熵的计算方法。 4、熟悉 Matlab 编程。 二、实验设备 1、计算机 2、软件：Matlab 三、实验原理 本实验主要完成信源概率分布的自信息量以及信源熵的计算。 计算公式如下： 一个字符它所携带的信息量是和该字符出现的概率有关，概率可以表征自信息量的大小自信息的计算公式为： 2 1()log a I a p = 自信息量有两个含义： 第一、当事件发生前，表示该事件发生的不确定性； 第二、当事件发生后，标是该事件所提供的信息量． 自信息量的单位取决于对数所取的底，若以2为底，单位为比特，以e 为底，单位为奈特，以10为底，单位为哈特。 在通信系统中，通常取比特为单位，底数2略去不写。 由于自信息I(a)是一个随机变量，不能用来表征整个信源的不确定度。所以我们用平均自信息量来表征整个信源的不确定度。平均自信息量就是信源输出所有消息的自信息的数学期望，又称为信息熵、信源熵，简称熵。 熵（平均自信息）的计算公式为： 22111 ()log log q q i i i i i i H x p p p p ====-∑∑ 信息熵H （x ）是对信源的平均不确定性的描述。它从平均意义上来表征信 源的总体信息测度。对于某特定的信源，其信息熵是一个确定的数值。 信息熵具有如下三种物理意义。 第一，信息熵H （x ）是表示信源输出后，每个消息或符号所提供的平均信息量。 第二，信息熵H （x ）是表示信源输出前，信源的平均不确定性。 第三，信息熵H （x ）可表征变量X 的随机性。 由此可以看出，自信息量与信息熵的含义是不同的： （1）信息熵是表征信源本身统计特性的一个物理量，它表示信源的平均不确定性，是信源输出的每一个消息所能提供的平均信息量；自信息量表示的是每一个消息的信息量度。 合肥工业大学资源与环境工程学院 《遥感导论》实验报告 姓名 学号 专业地理信息系统 班级 任课教师 实验1 航空相片的立体观测和高程测量 一、实验目的： 1.掌握使用立体镜进行航空相片的立体观测的方法； 二、实验步骤： 1.航空相片的立体观察 （1）准备工具：立体透视镜。 （2）器材架设：将立体镜的主架部分从箱子中取出，倒过来平放在桌子 上，安装好各个支撑脚组件，注意将可调的支脚安在左上方。然后将装 好的主架倒过来平放在桌子上，从箱子中取出目镜部分，安装在主架上，完成安装。 （3）相片的调整。调整目镜的间距，取出两张立体相对，用手指分别按 住2张相片，隔开立体镜之间观察，使两个手指在视线中重合，然后加 上立体镜微调相片使2张相片完全重合。 （4）持续观察相片5秒以上，可以得到立体效果。 （5）实验完成后，将器材装回箱内放好。 三、心得体会： 初次接触图像，在按照实验原理完成实验后，看到了十分清晰的立体图像，很兴奋。以前虽也看到过一些立体图像，但是这么近距离的亲身感受还是第一次，而且是在自己的努力下做出了这个效果。通过这个实验，我们也温习了遥感原理中有关立体相对的知识，立体相对就是两个相机从相距一定距离的两个点对同一目标进行摄影产生重叠图像。双眼在观察同一事物时，由于两眼所见的角度不同而在大脑中产生影像的重合产生立体效果。立体观察时，能获得与实物相似的立体模型，称为正立体效应；若将左像片与右像片对调，则获得与实际相反的立体，称为反立体效应。通过立体观测及阴影可知山的海拔不高都为小山丘，且成片分布，判断为西南或东南地区。 实验2 遥感图像的光学合成 一、实验目的： 1.了解彩色的基本特征和相互关系； 2.掌握3原色及其补色，掌握加色法； 3.了解和认识色彩图； 二、实验步骤： 1.了解彩色的基本特征和相互关系； 实验报告 实验名称：遥感图像的几何校正课程名称：《遥感导论》 教师： 院系：矿业工程学院 班级： 姓名： 遥感图像的几何校正实验报告 一、实验目的 通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本原理和和方法，理解遥感图像几何校正的意义。 二、实验环境 操作系统：windows 8.1 软件：ENVI 4.3 三、实验内容 ERDAS 软件中图像预处理模块下的图像几何校正 几何校正的必要性： 由于遥感平台位置和运动状态的变化、地形起伏、地球表面曲率、大气折射、地球自转等因素的影响，遥感图像在几何位置上会发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等畸变，称为遥感图像的几何畸变。产生畸变的图像给定量分析及位置配准造成困难，因此在遥感数据接收后需要对图像进行几何校正以使其能够反映出接近真实的地理状况。 几何校正的原理： 遥感影像相对于地图投影坐标系统进行配准校正，即要找到遥感影像与地图投影坐标系统之间的数学函数关系，通过这种函数关系可计算出原遥感影像中每个像元在地图投影坐标系统上的位置从而得到校正后的图像 遥感影像相对于地图投影坐标系统进行配准校正，即要找到遥感影像与地图投影坐标系统之间的数学函数关系，通过这种函数关系可计算出原遥感影像中每个像元在地图投影坐标系统上的位置从而得到校正后的图像。 在本次实验中采用的是Polynomial(多项式变换)的模型，通过在遥感影像和参考图像上分别选取相应的控制点，求出二元二次多项式函数：25243210'2 5243210'y b x b xy b y b x b b y y a x a xy a y a x a a x +++++=+++++=，得到变换后的图像坐标（x ′,y ′）与参考图 像坐标的关系，从而对图像进行几何校正。 实验步骤： 运行ENVI 软件 信息论与编码实验报告 课程名称：信息论与编码 实验名称：霍夫曼编码 班级： 学号： 姓名： 实验目的 1、熟练掌握Huffman编码的原理及过程，并熟练运用； 2、熟练运用MATLAB应用软件，并实现Huffman编码过程。 一、实验设备 装有MATLAB应用软件的PC计算机。 二、实验原理及过程 原理： 1、将信源符号按概率从大到小的排列，令P （X1）>=P(X2)>=P(X3)......P(Xn) 2、给两个概率最小的信源符号P（Xn-1）和P（Xn）各分配一个码位“0”和“1”，将这两个信源符号合并成一个新符号，并用这两个最小的概率之和作为新符号的概率，结果得到一个只包含（n-1）个信源符号的新信源。称为信源的第一次缩减信源，用S1表示。 3、将缩减信源S1的符号仍按概率从大到小顺序排列，重复步骤2，得到只含（n-2）个符号的缩减信源S2. 4、重复上述步骤，直至缩减信源只剩两个符号为止，此时所剩两个符号的概率之和必为1。然后从最后一级缩减信源开始，依编码路径向前返回，就得到各信源符号所对应的码字。 过程： 用MATLAB编写代码实现Huffman编码其程序为： %哈夫曼编码的MA TLAB实现（基于0、1编码）： clc; clear; A=[0.3,0.2,0.1,0.2,0.2];信源消息的概率序列 A=fliplr(sort(A));%按降序排列 T=A; [m,n]=size(A); B=zeros(n,n-1);%空的编码表（矩阵） for i=1:n B(i,1)=T(i);%生成编码表的第一列 end r=B(i,1)+B(i-1,1);%最后两个元素相加 T(n-1)=r; T(n)=0; T=fliplr(sort(T)); t=n-1; for j=2:n-1%生成编码表的其他各列 for i=1:t B(i,j)=T(i); end K=find(T==r); B(n,j)=K(end);%从第二列开始，每列的最后一个元素记录特征元素在 游程编码实现有效性提高的原理及通用编码的思想 康乐203201505020 摘要：信源编码的目的是提高信息传输效率，其思想是去除消息中的冗余成分。在无失真的信源编码中，根据信源的统计特性进行编码称为统计编码，而在信源统计特性未知的情况下，就需要一种新的编码方法，称之为通用编码。本文对统计编码中的游程编码进行了分析，说明其有效性，给出其具有有效性的原理论述，对游程编码的截断效应进行了仿真；同时分析了通用编码的存在性与构造方法，还以字典码为例进行了仿真。 关键词：信源编码游程编码通用编码字典码 一、信源编码概述 通信的根本问题是将信源的输出在接收端精确的或近似的重现出来。为此需要解决两个问题。其一是信源的输出应如何描述，及如何计算它产生的信息量；其二是如何表示信源的输出，即信源编码问题。由于信源可以根据信息输出的形式分为离散信源和连续信源，因此信源编码也就可以分为离散信源和连续信源。 根据通信的要求，可以将信源编码分为无失真信源编码和限定失真的信源编码。若要求精确的重现信源的输出，就要保证信源产生的 全部信息无损的传递给信宿，这时的信源编码就是无失真信源编码。许多实际情况下，并不要求完全精确地复制出信源的输出，而且在有干扰的情况下，这也是不可能的。一般对信源-信宿要定出可接收准则或保真度准则，这就是限定失真的信源编码。 离散信源的输出可以用如下符号序列表示： 21012,,,,,U U U U U -- 其中l U 表示在第l 时刻产生的符号，l 为整数。l U 为一随机变量，它 在有限字母集{}1,k A a a =中选取。如果使用D 字母的集合 {}1,d B b b =作为码表，那么如果组成码字的码符号数目相等，我们就称之为等长编码，否则称之为非等长编码。 非等长编码则可以根据编码是否依赖信源的统计特性分为统计编码与通用编码。 二、 游程编码 2.1 游程编码概念 游程编码（RLC, Run Length Coding ），又称“运行长度编码”或“行程编码”，是一种统计编码，该编码属于无损压缩编码，是栅格数据压缩的重要编码方法。 游程编码中的游程是指字符序列中各个字符连续重复出现而形成的字符串长度，编码方法是将字符序列映射成字符串长度和位置的标志序列，那么对于M 元序列： 011{,,,}M u u u - 对比度拉伸实验 通常直接获得的遥感影像，其数字矩阵的数值分布范围过小；对应的遥感影像显示出的对比度不大，使得影像整体偏暗或者偏亮，势必会影响有用信息的提取。 因此需要一种数学方法，来合理的扩大信息差异，即改变像元的数值大小。方法有多种：–使大数值更大，小数值更小，扩大差异。 –使过小的数值变大，过大的数值变小，缩小没有必要的距离。 –…… 这些方法均对应了不同的对比度拉伸功能。 改变方法：–线性变换（全局线性变换、分段线性变换） –非线性变换 简单线性变换是按比例拉伸原始图像灰度等级范围，一般为了充分利用显示设备的显示范围，使输出直方图的两端达到饱和。变换前后图像每一个像元呈一对一关系，因此像元总数不变，亦即直方图包含面积不变。 线性变换是通过一个线性函数实现变换的。在实际计算时，一般先建立一个查找表（Lookup Table，即LUT表），即建立原始图像灰度和变换后图像灰度之间的对应值，在变换时只需使用查找表进行变换即可，这样计算速度将极大提高。 由于遥感图像的复杂性，线性变换往往难以满足要求，因此在实际应用中更多地采用分段线性变换，可以拉伸感兴趣目标与其他目标之间的反差。 ERDAS软件提供了一个默认设置，即Raster Option中的No stretch。打开遥感影像时，–对Raster Option中的No stretch， ?选中代表打开影像时，不对影像进行默认拉伸 ?不选中代表打开影像时，对影像进行默认拉伸。ERDAS默认的拉伸方法是2倍标准差的拉伸，目的使得影像数字矩阵分布直方图符合高斯分布。 1．打开影像时，不对影像进行默认拉伸。 在视窗（Viewer）中打开实验影像，并且对Raster Option中的No Stretch打勾。 本科生实验报告 实验课程信息理论与编码 学院名称信息科学与技术学院 专业名称 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 实验成绩 二〇一六年九月----二〇一六年十一月 填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）； 2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 3、格式要求： ①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm， 左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。 ③具体要求： 题目（二号黑体居中）； 摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）； 关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题； 第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行） 参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。 实验一：香农（Shannon ）编码 一、实验目的 掌握通过计算机实现香农编码的方法。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布，按照香农编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 给定某个信源符号的概率分布，通过以下的步骤进行香农编码 1.将信源消息符号按其出现的概率大小排列 )()()(21n x p x p x p ≥≥≥ 2．确定满足下列不等式的整数码长K i ； 1)(lo g )(lo g 22+-<≤-i i i x p K x p 3．为了编成唯一可译码，计算第i 个消息的累加概率 ∑-==1 1 )(i k k i x p p 4．将累加概率P i 变换成二进制数。 5．取P i 二进制数的小数点后K i 位即为该消息符号的二进制码。 四、实验内容 1.对给定信源? ?????=????? ?01.01.015.017.018.019.02.0)(7654321 x x x x x x x X q X 进行二进制香农编码。 2.对给定信源??????=????? ?05.010.015.020.025.025.0)(654321x x x x x x X q X 进行二进制香农编码。 3.自已选择一个例子进行香农编码。 五、实验设备 PC 计算机 ，C++哈工大遥感图像配准报告
信息论与编码实验报告材料
分段线性变换概述
《信息论与信源编码》实验报告
信息论实验报告-
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监督分类的实验报告
信息论与编码实验报告
信息论实验指导书
《遥感导论》实验报告
遥感图像的几何校正实验报告
信息论霍夫曼编码
信息论实验报告
对比度拉伸实验(遥感导论)
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