CHƯƠNG TRÌNH nén ẢNH KHÔNG tổn HAO dựa TRÊN THUẬT HUFFMAN FULL

Chương Trình Nén/Giải Nén không tổn hao dựa trên thuật Huffman
Giao diện chương trình :
Giải Thuật của chương trình :
 Nút Select Image -> chọn ảnh cần mã hóa
Code :
% Executes on button press in pushbutton4.
function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton4 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global S;
global FileSize;
% Chon file giainen
[filename,pathname]=uigetfile({ '*.tif;*.bmp;*.gif;*.jpg' }, 'Select Image' );
S=imread([pathname,filename]);
FileInfo = dir([pathname,filename]);
FileSize = FileInfo.bytes;
% Hien thi giainen vua chon len anhchon
axes(handles.anhchon);
imshow(S);
set(handles.Status, 'String' ,strcat('Da chon anh: "' ,filename, '"' ));
set(handles.Status, 'ForegroundColor' ,[0 0 1]);
% Chuyen bien S vao workspace
assignin('base' , 'anh_goc' ,S);
Giao diện sau khi chọn ảnh :
Khi nhấn nút Select Image để chọn ảnh thì ở workspace của matlab sẽ xuất
hiện thêm biến anh_goc.biến này chứa ma trận điểm ảnh và giá trị thang xám của
nó.
 Nút Creat Huffman có chức năng tạo mã nén Huffman dựa trên thống kê
xác xuất của các thang xám trong ma trận S.
Code :

function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton6 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global S;
global table;
global tree;
global y;
% Chuyen file giainen S ve dang ma tran 1xN va dinh nghia lai dang cell
y_pixel = S(:)';
y = reshape(cellstr(num2str(y_pixel(:))), size(y_pixel));
% Lay tat ca cac Symbol co trong y
Symbol_y = unique(y);
% Tinh xac xuat cua tung Symbol trong y
tmp = unique(y_pixel);
for i = 1:1:length(tmp)
t(i) = length(find(y_pixel==tmp(i)));
end
Prob_y = t/length(y_pixel);
% Tao bang ma Huffman
[tree, table] = hufftree(Symbol_y,Prob_y);
set(handles.Status, 'String' , 'Tao bang ma thanh cong !' );
set(handles.Status, 'ForegroundColor' ,[0 0 1]);
assignin('base' , 'Prob_y' ,Prob_y);
assignin('base' , 'Symbol_y' ,Symbol_y);
assignin('base' , 'table' ,table);
% hufftree.m
%
% given alphabet and probabilities: create huffman-tree
function [tree, table] = hufftree(alphabet,prob)

for l=1:length(alphabet) % create a vector of nodes (leaves), one for each
letter
leaves(l).val = alphabet{l};
leaves(l).zero= '';
leaves(l).one='';
leaves(l).prob = prob(l);
end
% combine the two nodes with lowest probability to a new node with the
summed prob.
% repeat until only one node is left
while length(leaves)>1
[dummy,I]=sort(prob);
prob = [prob(I(1))+prob(I(2)) prob(I(3:end))];
node.zero = leaves(I(1));
node.one = leaves(I(2));
node.prob = prob(1);
node.val = '';
leaves = [node leaves(I(3:end))];
end
% pass through the tree,
% remove unnecessary information
% and create table recursively (depth first)
table.val={}; table.code={};
[tree, table] = descend(leaves(1),table,'');
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%
function [tree, table] = descend(oldtree, oldtable, code)
table = oldtable;
if(~isempty(oldtree.val))

tree.val = oldtree.val;
table.val{end+1} = oldtree.val;
table.code{end+1} = code;
else
[tree0, table] = descend(oldtree.zero, table, strcat(code,'0'));
[tree1, table] = descend(oldtree.one, table, strcat(code,'1'));
tree.zero=tree0;
tree.one= tree1;
end
Giao diện chương trình :
Giao diện tại workSpase :
Workspace xuất hiện thêm các biến mới :
 Symbol_y là ma trận chứa giá trị của các thang xám
 Prob_y là xác suất xuất hiện của thang xám tương ứng trong ảnh
Table có 2 kiểu cấu trúc, sẽ chứa 2 giá trị tương ứng là thang xám và mã Huffman
 Nút Encode có chức năng mã hóa thông tin ảnh và tính tỉ số nén dựa trên
cây Huffman đã xây dựng.
Code :
function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton7 (see GCBO)global S;
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global S;
global y;
global table;
global code;
code = huffencode(y,table);
set(handles.Status, 'String' , 'Nen thanh cong !' );
set(handles.Status, 'ForegroundColor' ,[0 0 1]);
assignin('base' , 'code' ,code);

% So bit cua code
size_compressed = length(code);
[width,height,rgb] = size(S);
pixels_image = width * height * rgb;
Bitrate = size_compressed / pixels_image;
% Tinh so bit cua giainen goc
filesize = pixels_image * 8;
Comp_ratio = ( filesize / size_compressed );
set(handles.Bitrate, 'String' ,Bitrate);
set(handles.file_ratio, 'String' ,Comp_ratio);
% huffencode.m
%
% takes a cell-vector and a huffman-table
% returns a huffman encoded bit-string
function bitstring = huffencode(input, table)
bitstring = '';
for l=1:length(input)
for j = 1:length(table.val)
if (strcmp(table.val{j},input{l}))
bitstring = strcat(bitstring,table.code{j}); % omits letters that are not in
alphabet
end;
end;
end;
Giao diện chương trình :
Lệnh Encode được thực thi thì trên giao diện xuất hiện tỉ số nén và trên
workspace xuất hiện thêm biến code chứa chuỗi bít mã hóa từ các giá trị thang
xám
Nút Decode có chức năng giải mã dựa trên code mã hóa (image_code) và cây
Huffman đã xây dựng

Code :
% Executes on button press in pushbutton8.
function pushbutton8_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton8 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global code;
global S;
global tree;
decoded = huffmandeco(code,tree);
for i=1:length(decoded)
matrix(i) = str2num(decoded{i});
end
matrix_pixel = reshape(matrix, size(S));
image_decode = uint8(matrix_pixel);
assignin('base' ,'matrix',matrix);
assignin('base' ,'matrix_pixel',matrix_pixel);
assignin('base' , 'anh_giainen' ,image_decode);
set(handles.Status, 'String' , 'Giai nen thanh cong !' );
set(handles.Status, 'ForegroundColor' ,[0 0 1]);
axes(handles.giainen);
imshow(image_decode);
function message = huffmandeco(bitstring, tree)
treepos = tree;
counter = 1;
for l=1:length(bitstring)
if(bitstring(l) == '1')
treepos = treepos.one;
else
treepos = treepos.zero;

end
if(isfield(treepos,'val'))
message{counter} = treepos.val;
counter = counter+1;
treepos = tree;
end
end
Giao diên Chương trình :
Cửa sổ WorkSpace xuất hiện thêm các biến mới lưu trữ ma trận điểm ảnh
sau khi giải nén