香农信源编码原理

第一章：信源编码的概念（绪论）

1. 数据压缩的一个基本问题是“我们要压缩什么？”；你对此如何理解？

2. 你所了解的各类编码的目的是什么？请各举一例解释编码作用。

3. 你怎样理解信息率失真函数R(D)对于信源编码的指导作用？试举例。

4. 等概率信源还能否压缩？为什么？请举例说明。

5 你理解的联合编码的发展方向是什么？信源编码的发展趋势和进展有哪些？

第二章：无损信源编码

1.有二元独立序列，已知p0 0.9，p1 0.1，求这序列的符号熵。当用赫夫曼编码时，以三个二元符号合成一个新符号，求这种符号的平均代码长度和编码效率。设输入二元符号的速率是每秒100个，要求三分钟内溢出和取空的概率均小于0.01，求所需要的信道码率（bit/s）和存储器容量（比特数）。若信道码率已规定为50 bit/s，存储器容量将如何选择？

2.有二元平稳马氏链，已知P（0|0）=0.8，P（1|1）=0.7，求它的符号熵。用三个符号合成一个来编赫夫曼码，求这新符号的平均代码长度和编码效率。

3.对上题的信源进行游程编码。若“0”游程长度的截止值是16，“1”游程的截止值是8，求编码效率。这样的编码效率是否已达到最佳？为什么？

4.求三阶马氏链的“0”游程长度和“1”游程长度的条

香浓编码

仙农编码实验报告

一、实验目的

实验仙农编码算法

二、实验步骤

1、输入信源个数n

2、输入n个信源的概率

3、由大到小重新排列信源

4、实现信源概率的叠加

5、计算码长l

6、编码

7、计算平均码长pl、信源熵Hx以及编码效率q

三、源程序：

#include<iostream>

#include<math.h>

#include<string>

using namespace std;

void input(int n,float *g){//输入信源概率

} for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"请输入第"<<i+1<<"个信源的概率: "; } cin>>g[i];

香浓编码

void rank(int n,float *g){//重新排列

}

void output(int n,float *g){

}

cout<

中南大学

《信息论与编码》实验报告

题 目 信源编码实验 指导教师 学 院 专业班级

姓名 学号 日期

目录

一、香农编码……………………………………….....3

实验目的.................................................................................3 实验要求.................................................................................3 编码算法.................................................................................3 调试过程.................................................................................3 参考代码............................

香浓编码

仙农编码实验报告

一、实验目的

实验仙农编码算法

二、实验步骤

1、输入信源个数n

2、输入n个信源的概率

3、由大到小重新排列信源

4、实现信源概率的叠加

5、计算码长l

6、编码

7、计算平均码长pl、信源熵Hx以及编码效率q

三、源程序：

#include<iostream>

#include<math.h>

#include<string>

using namespace std;

void input(int n,float *g){//输入信源概率

} for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"请输入第"<<i+1<<"个信源的概率: "; } cin>>g[i];

香浓编码

void rank(int n,float *g){//重新排列

}

void output(int n,float *g){

}

cout<

信息与电气工程学院

目 录

1 课程设计目的??????????????????????????????1 2 课程设计正文??????????????????????????????1

2.1 调制原理?????????????????????????????2 2.2 解调原理?????????????????????????????3 2.3 系统调试?????????????????????????????4 3 课程设计总结??????????????????????????????5 4 参考文献????????????????????????????????5 5 程序编码????????????????????????????????6

信息与电气工程学院

1 课程设计目的

通过我们对这次CDIO二级项目的学习和理解，综

中南大学

《信息论与编码》实验报告

题 目 信源编码实验 指导教师 学 院 专业班级

姓名 学号 日期

目录

一、香农编码……………………………………….....3

实验目的.................................................................................3 实验要求.................................................................................3 编码算法.................................................................................3 调试过程.................................................................................3 参考代码............................

南京工程学院备课笔记-信息论与编码-绪论、信源与信息熵

第1次课 第一章 绪论

简单介绍本课程

1. 教学重点和计划

1) 信源及信源熵：约8学时

2) 无失真信源及无失真信源编码：约8学时 3) 限失真信源及限失真信源编码：约8学时 4) 信道及信道容量、信道编码：约12学时 5) 密码学：约8学时参考书

1）信息论及信息处理，吴伟陵，人民邮电出版社

2）信息论—基础理论与应用，傅祖芸编著，电子工业出版社，2001 3）信息理论与编码，姜丹，钱玉美编著

4）信息论基础教程，李亦农编著，北京邮电大学出版社，2005

§1 信息的概念

信息这一概念是在人类社会互通情报的实践过程中产生的。信息在发展过程中主要经历了五次大的革命：

1、声音、手势及语言； 2、文字符号进入人类社会；

3、印刷术提供了新的信息活动手段：增大了信息的传播范围； 4、电磁波开始传播信息：加快了传播速度； 5、计算机与通信的完美结合。

推动信息革命和信息技术发展的三项技术：

? 微电子技术—信息技术的“细胞” ? 通信技术—信息技术的神经 ? 计算机技术—信息技术的大脑

信息科学是一门综合性学科，它是研究信息及其运动规律的科学。其内容包括：信息的本质及其度量

第四章 信源编码

一、 信源编码的作用

(1)把信源发出的模拟信号转换成以二进制为代表的数字式信息序列，完成模拟信号数字化。

(2)为了使传输更有效，把与传输内容无关的冗余信息去掉，完成信源的数据压缩。

二、 模拟信号数字化法方法 1．模拟调制

正弦波调制，调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)，采用的载波是正弦波，已调信号在时间上是连续的，它们均属于模拟调制。

脉冲调制，如脉冲幅度调制(PAM)、脉冲相位调制(PPM)和脉冲宽度调制(PWM)等，虽然已调波在时间上被取样离散化了，但各自的调制参数是按照信源的规律连续地变化，所以仍然属于模拟调制的范畴。

2．模拟信号数字化法方法

模拟信号数字化的方法有很多种：脉冲编码调制（Pulse Code Modulation ，缩写为PCM）、增量调制（Delta Modulation，缩写为DM或ΔM）、差分脉冲编码调制（缩写为DPCM）等。

脉冲编码调制(PCM)。其过程为抽样、量化、编码等，使已调波不但在时间上是离散的，且在幅度变化上用数字来体现，这便是模拟信号数字化。

4.1 抽样定理

一、抽样的概念

1．抽样的概念：抽样又可称为取样或者采样。

抽样定理是任何模拟信号数字化的理论基础。实质上，

第５章 有失真信源编码（信息率失真函数）

离散信源有失真编码 连续信源有失真编码

5.1信息率－失真函数的概念

在第２章我们证明了当输入随机变量的概率分布确定时，互信道是条件转移概率的下凸函数，即互信息必存在一个最小值。然而，在没有其它约束条件的情况下，这个最小值就是零。因为一方面互信息总是非负的，另一方面，当输入和输出随机变量相互独立时互信息等于零。所以研究一般情况下互信息的极小值问题没有什么意义。 无失真信源编码时，信源的熵是信息率所能达到的下限。在很多实际情况下，要做到完全没有失真是没有必要的，特别是对连续信源编码，由于信源的绝对熵无穷大，要达到无失真编码是不可能的。为此，我们有必要研究在满足某种失真准则下互信息的极小值问题，即信息率－失真函数。 首先看离散信源的情况。

设Ｘ和Ｙ是定义在相同取值域A?B?{a1,a2,?,an}上的离散型随机变量。失真函数d(x,y) 是

定义在A?B上的非负函数

d(x,y)?d(X?x,Y?y),x?A,y?B

例如，可定义

?0,i?jd(i,j)?d(ai,aj)????,i?j

（５.１.１）

其物理意义是当输入和输出相等时没有失真，当输入和输出不相等时失真是相同的。显然失真函数d

信息论第二次作业

——数据压缩算法的实现

班别：1307011班

学号：13070110009

姓名：黄丹丹

一、实验目的：

通过该实验，利用香农编码-费诺编码和霍夫曼编码实现图像数据压缩。

二、实验原理：

1、香农-费诺编码

首先,将信源符号以概率递减的次序排列进来，将排列好的信源符号划分为两大组，使第组的概率和近于相同,并各赋于一个二元码符号”0”和”1”.然后，将每一大组的信源符号再分成两组，使同一组的两个小组的概率和近于相同，并又分别赋予一个二元码符号。依次下去，直至每一个小组只剩下一个信源符号为止。这样，信源符号所对应的码符号序列则为编得的码字。译码原理，按照编码的二叉树从树根开始，按译码序列进行逐个的向其叶子结点走，直到找到相应的信源符号为止。之后再把指示标记回调到树根，按照同样的方式进行下一序列的译码到序列结束。如果整个译码序列能够完整的译出则返回成功，否则则返回译码失败。

2、霍夫曼编码

霍夫曼编码属于码词长度可变的编码类，是霍夫曼在1952年提出的一种编码方法，即从下到上的编码方法。同其他码词长度可变