系统设计与实现优化

7.6.3.1　设计图形用户界面(GUI)

为提高赫夫曼压缩及解压缩前后的图像对比效果，可设计GUI窗体，载入图片文件并进行显示，执行赫夫曼压缩、解压缩的操作流程。软件通过菜单来关联相关功能模块，包括文件载入、压缩算法选择等；通过加入图像显示模块来对压缩前后的图像进行直观对比；通过压缩文本区来显示压缩过程中所产生的详细信息。为了能有效地进行不同的实验，在程序启动及载入图像时，均自动调用窗体初始化函数，用于清理坐标显示区域的图像等信息，避免之前的实验产生干扰。

7.6.3.2　压缩重构

基于赫夫曼编码的压缩属于无损压缩编码，其程序实现的基本思想如下。

(1)频次统计:输入一个待编码的向量，这里简称为串，统计串中各字符出现的次数，称之为频次。假设串中含有n个不同的字符，统计频次的数组为count[]，则赫夫曼编码每次找出count[]数组中最小的两个值分别作为左、右孩子节点，建立其父节点。(www.xing528.com)

(2)循环建树:通过循环进行频次统计操作，构建赫夫曼树。在建赫夫曼树的过程中首先把count[]数组内的n个值初始化为赫夫曼树的n个叶子节点，且将孩子节点的标号初始化为－1，父节点则初始化为其本身的标号。

(3)循迹编码:选择赫夫曼树的叶子节点作为起点，依次向上查找。假设当前的节点标号是i，那么其父节点是Huffmantree[i].parent，满足如下条件:如果i是Huffmantree[i].parent的左孩子节点，则该节点的路径为0；如果i是Huffmantree[i].parent的右孩子节点，则该节点的路径为1。在循环过程中，如果向上查找得到某节点的父节点标号就是其本身，则说明该节点已经是根节点，进而停止查找。此外，在查找当前权值最小的两个节点时，父节点不是其本身节点的已经被查找过，因此可以直接略过，减少程序的冗余消耗。

7.6.3.3　效果对比

为了检验对图片进行赫夫曼压缩及解压缩的效果，可编写程序计算压缩率及PSNR值，用于表示压缩效果。压缩结果表明，赫夫曼图像压缩可以在无损的前提下有效地进行图像的编解码，具有良好的压缩率，解压缩后的图像与原始图像相比也具有较高的PSNR值，可以有效地节省图像在传输、存储等过程中所需要的资源消耗，提高图像处理的效率。