faecher:informatik:oberstufe:codierung:huffmancodierung:start

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faecher:informatik:oberstufe:codierung:huffmancodierung:start [28.09.2022 17:53] – [Erzeugung des Huffman Baums und des Huffman Codes] sbelfaecher:informatik:oberstufe:codierung:huffmancodierung:start [30.09.2022 13:08] – [Erzeugung des Huffman Baums und des Huffman Codes] sbel
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   * ''. - - . . . - . - .'' = EGFN   * ''. - - . . . - . - .'' = EGFN
  
-Der **Huffman-Code** bildet solch einen präfixfreien Code, der gleichzeitig den häufig vorkommenden Zeichen eine kürzere Codelänge generiert.+Der **Huffman-Code** bildet solch einen präfixfreien Code, der gleichzeitig den häufig vorkommenden Zeichen eine kürzere Codelänge generiert. Der Huffman-Code ist eine sogenannte **Entropiekodierung**.
  
 Mithilfe der Seite https://people.ok.ubc.ca/ylucet/DS/Huffman.html lässt sich der Algorithmus schrittweise simulieren und visualisieren. Mithilfe der Seite https://people.ok.ubc.ca/ylucet/DS/Huffman.html lässt sich der Algorithmus schrittweise simulieren und visualisieren.
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 ===== Erzeugung des Huffman Baums und des Huffman Codes ===== ===== Erzeugung des Huffman Baums und des Huffman Codes =====
  
 +{{.:huff2.png?400 |}}
  
 +<WRAP center round important 90%>
 Der Code wird mithilfe eines Binärbaums nach dem folgenden Algorithmus aufgebaut: Der Code wird mithilfe eines Binärbaums nach dem folgenden Algorithmus aufgebaut:
   - Bestimme die Häufigkeit H<sub>x</sub> aller vorkommenden Zeichen x.   - Bestimme die Häufigkeit H<sub>x</sub> aller vorkommenden Zeichen x.
Zeile 30: Zeile 32:
   - Wiederhole 3. so lange, bis nur noch ein einzelner Knoten übrig bleibt, an dem sämtliche andere Knoten angehängt wurden.   - Wiederhole 3. so lange, bis nur noch ein einzelner Knoten übrig bleibt, an dem sämtliche andere Knoten angehängt wurden.
   - Markiere alle linken Kanten mit 0, alle rechten Kanten mit 1. Der Code für ein Zeichen x ergibt sich dann aus dem Weg vom Wurzelknoten bis zu diesem Zeichen.   - Markiere alle linken Kanten mit 0, alle rechten Kanten mit 1. Der Code für ein Zeichen x ergibt sich dann aus dem Weg vom Wurzelknoten bis zu diesem Zeichen.
 +</WRAP>
 +
  
 ---- ----
Zeile 62: Zeile 66:
 Decodiere den Code ''0100 1110 1000 1010 0010 0001 11'' mithilfe des folgenden Baumes: Decodiere den Code ''0100 1110 1000 1010 0010 0001 11'' mithilfe des folgenden Baumes:
  
-{{ :faecher:informatik:oberstufe:codierung:huffmancodierung:huffb01.png?400 |}}+{{ .:huffb01.png?400 |}}
  
 ++++ Lösung | ++++ Lösung |
Zeile 75: Zeile 79:
 ++++ Lösung | ++++ Lösung |
 Wenn ein großer Anteil des Textes aus wenigen unterschiedlichen Buchstaben besteht, denn die häufigsten Buchstaben werden zuletzt in den Baum eingebaut und haben darum den kürzesten Code. Wenn ein großer Anteil des Textes aus wenigen unterschiedlichen Buchstaben besteht, denn die häufigsten Buchstaben werden zuletzt in den Baum eingebaut und haben darum den kürzesten Code.
 +++++
 +
 +----
 +{{:aufgabe.png?nolink  |}}
 +=== (A6) ===
 +
 +Gegeben ist der folgende Baum:
 +
 +{{ .:huff2.png |}}
 +
 +  * Begründe, warum der Baum kein gültiger Huffman-Baum ist.
 +  * Erläutere den Nachteil, der beim Codieren des Wortes "BELEBEN" mit diesem Baum auftritt.
 +  * Geben Sie einen korrekten Huffman-Baum für die angegebenen Buchstabenhäufigkeiten an.
 +
 +++++ Lösung  |
 +  * Der linke Teilbaum hat das Gewicht 2 und hätte mit B zusammengefasst werden müssen.
 +  * Jedes Codewort hat die Länge 2, damit wird das Wort mit insgesamt 14 Bit gespeichert. Dieser Wert ist
 +nicht optimal.
 +
 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:codierung:huffmancodierung:huff2lsg.png |}}
 +
 ++++ ++++