作者：王继林

摘  要  本文介绍了如何把动态Huffman编码用于图像编码和压缩，从而进行加密传输的方法。并编写了具体程序实现读取图片、生成压缩文件、解压缩和重建图像等功能。

关键词  动态Huffman编码，图像压缩 ，解压缩，加密传输

一、 概述

当今，信息数字化在提供诸多优点的同时也提出了新的挑战。其中最主要的问题是信号数字化后数据量太大，直接传输对信道利用很不经济；存储则需要巨大的存储容量，同时也造成处理方面的困难；另外，标准数字化处理以后产生的信息编码规则统一，非常容易被截获、破解。

动态Huffman编码采取了一边扫描数据一边编码(也就是边建树)的方式，扫描完成后编码也完成。在扫描的过程中就可以同时传输数据。这就解决了实时传输的问题。同时，接收端一边接收数据一边建树，与发送方建树方式完全一致，这期间解码也在进行，接收完成解码也就完成。解码时不需要Huffman树，节省了存储空间，减少了信道占用和传输时间。所示掌握Huffman编码这种最重要同时也是最基本的编码方式，对今后在该领域的学习研究都有着深远的意义。

本文通过一个“图像动态Huffman编解码程序”的具体实例讨论如何利用VC++实现图像读取，动态Huffman编码，生成压缩文件，解码，重建图像的功能。具体开发环境：Windows XP, Microsoft Visual C++ 6.0。

二、 程序实现与分析

 1.打开图像，将灰度值存入图像数组，并显示。

 2.对图像进行动态Huffman编码

一边读取图像数组中的各个灰度值，一边编码，并同时把编码写入压缩文件。文件最开始的4个字节写入图片的长与宽，供解码显示图像时使用。字符串compressor中存放压缩后生成的文件名，要事先定义。例如：#define compressor "D:\\test.dat"。假如开始的几个灰度值为：255，235，60，60，建树并写编码的过程如图所示。具体如下：

（1）读入255，写入编码11111111（255），建树（如图1所示）。（2）读入235，以前未出现，向下扩展新节点（如图2所示）。写入编码011101011（0，235）。（3）读入60，以前未出现，向下扩展新节点（如图3所示）。写入编码0000111100（0，0，60）。（4）调整树（如图4所示）。（5）读入60，以前出现过，写入编码101，调整树（如图5所示）。圆代表普通节点，代码中lGray为-2。方框代表叶子，lGray为灰度值。NYT是以前未出现的灰度值向下扩展的位置，lGray为-1。因为各个节点的初始左右孩子下标为0，如果有下标为0的节点，调整树时会造成混乱，所以图中根节点的下标为514，以避免下标为0的节点的产生。

1(514)

0(512) NYT

1(513) 255

图1 第一步

调整Huffman树时，有一点至关重要：节点权值加一时，即使比当前节点下标大的节点双亲有相等的权值，二者也不能交换位置，实现的核心代码如下：