第7回 課題解答

課題1

※ 準備 : 学籍番号を入れて「入力」をクリック (タップ) してください。


白のピクセルと黒のピクセルが交互に 個ずつ並ぶ 32×32ピクセルの画像について、表1の固定長ランレングス符号で符号化した場合の平均符号長を求めてください。
ただし、結果は四捨五入して小数第2位までにしてください。

解答
1024 = × + なので、白・黒が 個の並びは 組、で最後の「ちょうどの並び」の後ろにその逆の色の 個の並びが1個できる。
よって、トータルの「シンボルの並び」は 個で、どれも4bitの符号語に置き換えられる。
シンボル数は1024個なので、平均符号長は \(L=\)

課題2

表2の方法で符号化する場合、 \(p_{b1}\)~\(p_{b7}\) と \(p_{w1}\)~\(p_{w7}\) がすべて であり、\(p_{b8}\), \(p_{w8}\) がどちらも の場合の平均符号長 \(L\) を求めてください。ただし、結果は四捨五入して小数第2位までにしてください。
解答
シンボルの平均の長さは
\(L_s = \)
なので、平均符号長は
\(L = \)

課題3

概要の符号の木を元にしてハフマン符号の表を完成させ、その場合の平均符号長を求めてください。

解答
符号の木をもとに表を書き下すと以下のようになる。
シンボル
の並び
符号語
B 111111
BB 111110
BBB 111101
BBBB 111100
BBBBB 111011
BBBBBB 111010
BBBBBBB 111001
BBBBBBBB 10
W 111000
WW 110111
WWW 110110
WWWW 110101
WWWWW 110100
WWWWWW 11001
WWWWWWW 11000
WWWWWWWW 0

シンボルの平均の長さは
\(L_s=\) ((1+2+3+4+5+6+7) × 0.01 + 8 × 0.43) × 2 = 7.44
符号長は「W8個」が1bit、「B8個」が2bit、「W7個」と「W6個」が5bitで、それ以外の12通りの並びではすべて6bitになる。
よって、シンボルの並びに対応する符号語の平均の長さ \(\bar{L}\) は
\(\bar{L}\) = 0.43 × (1+2) + 0.01 × (5 × 2 + 6 × 12)
= 1.29 + 0.82
= 2.11 (bit)
よって、平均符号長は
\(L=\bar{L}/L_s\)
=2.11 / 7.44
= 0.283...
≒ 0.28 (bit)
となる。