信息论与编码课程论文
信息论与编码
滨江学院《信息论与编码》课程论文题目阐述信息论院系电子工程系专业班级12通信3 班学生姓名学号教师杨玲成绩二O一四年十二月二十二日阐述信息论20122334942摘要:本文介绍了信息论的基础探究,通过本文可以让读者更好的去了解信息论的发展历史和应用。
现代社会是一个充满信息的世界,没有信息的世界是混乱的世界。
因而信息十分重要,随着社会信息化进程的加速,人们对信息的依赖程度会越来越高。
所以关于信息的研究——信息论也因运而生。
提到信息论就不得不提一个人——香农,他为信息论的发展做出了巨大的贡献。
信息论的主要基本理论包括:信息的定义和度量;各类离散信源和连续信源的信源熵;有记忆、无记忆离散和连续信道的信道容量;无失真信源编码和限失真信源编码定理等。
关键词:信息,信源,信源熵,信道容量、信源编码引言现代社会是一个充满信息的世界,没有信息的世界是混乱的世界。
因而信息十分重要,随着社会信息化进程的加速,人们对信息的依赖程度会越来越高。
结合所学知识和查阅相关书籍本文简要介绍了信息论的发展、和主要的几个基础理论,让人们更好的去了解信息论这门课程。
一、信息论的发展过程信息论理论基础的建立,一般来说开始于香农(C.E.Shannon)在研究通信系统时所发表的论文。
随着研究的深入与发展,信息论有了更为宽广的内容。
信息在早些时期的定义是由奈奎斯特(H.Nyquist)和哈特利(L.V.R.Hartley)在20世纪20年代提出来的。
香农被称为是“信息论之父”。
人们通常将香农于1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的论文《A Mathematical Theory of Communication》(通信的数学理论)作为现代信息论研究的开端。
这一文章部分基于哈里·奈奎斯特和拉尔夫·哈特利先前的成果。
后来其他科学家维纳、朗格等科学家又对信息理论作出了更加深入的探讨。
使得信息论到现在形成了一套比较完整的理论体系。
信息论与编码课程论文
信息论与编码课程论文电子邮件安全与密码学的应用刘畅,200900840179山东大学威海分校机电与信息工程学院,威海 264209摘要:本文分析了传统电子邮件系统存在的安全性问题,探讨应用密码技术采弥补这些安全漏洞,并且绍了在安全电子邮件系统中使用的密码技术。
关键词:RSA;PGB;PEM1、概述随着计算机技术和网络技术的迅速发展,电子邮件的应用也越来越广泛.成为网络牛活中重要的组成部分,大有取代传统邮件之势。
作为一种新的信息传递技术,电子邮件以其简单、快捷、方便的优势被人们所接受和喜爱。
但是也存在一些问题妨碍了它的推广。
其中关键之一就是电子邮件的信息安全。
由于电子邮件技术在设计之初是为了科学家之间的通信方便,所以并来考虑信息安全因素。
但是髓着时代的发展。
尤其是电子商务的速成长。
作为其沟通手段的电子邮件的安全性问题就不得不受到高度重视。
人们很自然的想到把已经成熟的密码技术商用于电子邮件系统。
密码技术就是对信息进行重新编码。
从而达到隐藏信息内容使非法用户无法获取真实信息内容的一种手段。
本文就浅述一下密码技术安全电子邮件中的应用。
2、密码学简介2.1、加密的历史作为保障数据安全的一种方式,数据加密起源于公元前2000年。
埃及人是最先使用特别的象形文字作为信息编码的人。
随着时间推移,巴比伦,希腊等都开始使用一些方法来保护他们的书面信息。
对信息进行编码曾被Julias Caesar(恺撒大帝)使用,也曾用于历次战争中,包括美国独立战争,美国内战和两次世界大战。
最广为人知的编码机器是German Enigma机,在第二次世界大战中德国人利用它创建了加密信息。
此后,由于Alan Turing 和Ultra计划及其他人的努力,终于对德国人的密码进行了破解。
当初,计算机的研究就是为了破解德国人的密码,当时人们并没有想到计算机给今天带来的信息革命。
随着计算机的发展,运算能力的增强,过去的密码都变的十分简单了。
于是人们又不断地研究出了新的数据加密方式,如私有密钥算法和公有密钥算法。
信息论与编码论文
编码技术在单片机通信中的研究与应用摘要:计算机之间数据通讯的校验以奇偶校验或数据块和校验较为常见.在误码率稍显突出时,这种方式的数据通信效率就会降低.本文从实际出发,介绍了一种提高计算机通信效率的编译码方法,并以八位单片机为例,给出了软件实现编译码的设计.该设计对于提高单片机数据通信效率,减少误码率具有很强的实用价值.关键词:单片机;通信;编码;译码;纠错;抗干扰Application of the Coding to Data Communicatingin the MicroprocessorAbstract:There are two familiar methods of checking the accuracy of the data communicated between two computers.0ne is the method of counting the number of 0 or 1in the data.Another is the method of adding all data.When the mistake code rate is slightly outstanding ,the efficiency of the data communication will lower.Proceeding from actual condition,this test introduces a kind of the coding method and gives a design with 8 bit microprocessor .The method can raise the efficiency the data communication and cut down the wrong data.Keywords:microprocessor;communication; encoding;correcting code:anti-interference0 概述在数据通信中,误码率是项重要指标.误码可能发生在各个环节,大量实践证明,传输媒介是产生误码的主要来源.为了提高数据传输可靠性,人们开始广泛采用编码技术,通过编码以一定的规则产生一些附加数字(称为监督数字),使原来不相关的信息序列变为相关的新列(称为码序或码字),然后把新的序列发送出去.通过编码的方法使信息具有纠检差错的能力.该通信模型可简要地用图1表示.1 设计思想1.1选择编码形式人们已研究出许多编码方法,如奇偶校验码、汉明码、循环码和卷积码等.这些编码中,有的具有检错能力,有的既能检错、又能纠错.在众多的编码中,汉明码比较直观简单,传输信息数字的频率(即信息率)最高,它既具有检错能力,又具有纠错能力,而且软硬件实现起来也较为简单.本设计采用汉明码中纠1检2错线性码编码,当接收端发现接收的信息出现了一位差错时,在译码的同时也就完成了纠错;当出现两位差错时,能及时检出舍弃⋯.1.2 MCS-51编码方案设计对于Mcs .5l 系列单片机的串行口来说,若接收和发送双方约定选用方式1工作时,串行口一次能够发送10位数码(1位起始位、8位数据位和l 位停止位).接收缓冲器里一次只能存放一个字节数据.对于一个8位数码,若再加上一些监督位,则该码就超过8位,Mcs .5 1单片机一次发送不能完成.若先发送8位信息,后发送监督位,则达不到纠1检2的目的.为此,一个8位信息可分为两组编码,即高4和低4位分别编码发送、分别纠检差错. 2 编码技术具体应用2.2 译码依据原则根据汉明码取最少的监督数字,包含最多的信息原则,来确定监督数字的位数.该原则可用公式:21mm -- 表达,式中m 为监督数字位数.该表达式运算结果即为所包含的最多有效信息.本例中取m=3(位)监督数字,则可包含4位有效信息,这时码长为:4+3=7(位),根据一致监督矩阵的特点可知,一致监督矩阵的横行数等于监督数字的个数,纵列数等于码的长度.这样把1、2、⋯、7化为二进制数,然后把它们作为矩阵的纵列,组成一个矩阵,再按照一致监督矩阵排列得:在做一致监督矩阵时,要求包含:100r ()、 r r(010)、(001).这3个纵列是为了保证矩阵中的每一横行线性无关,这样就能保证由这个一致监督矩阵做出的42=16个状态包含所有的信息.为了更加明确编程思路,简要介绍一下纠码原理.设c 为一个码字,根据一致监督方程的关系,则有:们7=0.根据此关系,设接收矢量为R ,则当0T HR =时,认为R 是一个正确的码字;若0T HR ≠时,则R 就不是一个正确的码字,即接收信息有错.假设接收矢量R 只包含一个差错,则利用监督子T T S HR =可确定这个差错的位置,从而可得到纠正.针对本例,设112277(,,,)R C E C E C E =+++ ,其中E 为错型,则T T S HR =展开后得:由式2可见,当接收矢量中只有一个差错时,监督子TS 就等于监督矩阵中的某一纵列,从而能纠正单个差错。
信息论与编码技术课程论文
本科生课程论文题目:互信息技术在数字图像配准中的应用姓名:学院:理学与信息科学学院专业:信息与计算科学班级:学号:指导教师:完成时间:2011 年7 月1 日2011年7月1日课程论文任务书学生姓名指导教师论文题目互信息技术在数字图像配准中的应用论文内容(需明确列出研究的问题):图像配准是使两幅图像上的对应点达到空间上一致的一个过程。
本文介绍了一种基于最大互信息原理的图像配准技术。
并针对基于最大互信息图像配准的不足,研究了基于Harris角点算子的多模态医学图像配准。
在计算互信息的时候,采用部分体积插值法计算联合灰度直方图。
在优化互信息函数的时候采用了改进的遗传算法将配准参数收敛到最优值附近。
资料、数据、技术水平等方面的要求:论文要符合一般学术论文的写作规范,具备学术性、科学性和一定的创造性。
文字要流畅、语言要准确、论点要清楚、论据要准确、论证要完整、严密,有独立的观点和见解。
内容要理论联系实际,计算数据要求准确,涉及到他人的观点、统计数据或计算公式等要标明出处,结论要写的概括简短。
参考文献的书写按论文中引用的先后顺序连续编码。
发出任务书日期2011.06.23 完成论文(设计)日期2011.07.01 学科组或教研室意见(签字)院、系(系)主任意见(签字)目录摘要: (1)Abstract: (2)前言 (3)1 概述 (4)1.1 互信息与信息论 (4)1.2 数字图像配准 (5)1.2.1 数字图像配准的介绍 (5)1.2.2 数字图像配准的方式 (5)1.2.3 数字图像配准的发展 (6)2 配准方法 (7)2.1 变换和插值模型 (7)2.2 特征点的提取 (8)2.3 多元互信息 (11)2.4 优化算法 (12)2.4.1 编码方式 (12)2.4.2适应度表示 (12)2.4.3轮盘赌法和最优保存策略 (12)3 互信息技术在图像配置中的应用 (13)3.1 Harris角点后的CT图和PET图 (14)3.2 配准过程及结果 (14)4 总结 (14)参考文献: (16)互信息技术在数字图像配准中的应用信息与计算科学专业指导教师【摘要】:医学图像配准技术已经被应用于心脏病诊断和包括脑瘤在内的各种各样的神经混乱诊断研究中。
信息论与编码论文
信息论与编码论文通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。
信息论的内容之一。
信道编码大致分为两类:①信道编码定理,从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题,也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。
②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。
编码定理的证明,从离散信道发展到连续信道,从无记忆信道到有记忆信道,从单用户信道到多用户信道,从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零,正在不断完善。
编码方法,在离散信道中一般用代数码形式,其类型有较大发展,各种界限也不断有人提出,但尚未达到编码定理所启示的限度,尤其是关于多用户信道,更显得不足。
在连续信道中常采用正交函数系来代表消息,这在极限情况下可达到编码定理的限度。
不是所有信道的编码定理都已被证明。
只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明;其他信道也有一些结果,但尚不完善。
信道编码技术数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。
所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。
误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。
提高数据传输效率,降低误码率是信道编码的任务。
信道编码的本质是增加通信的可靠性。
但信道编码会使有用的信息数据传输减少,信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元,从而达到在接收端进行判错和纠错的目的,这就是我们常常说的开销。
这就好象我们运送一批玻璃杯一样,为了保证运送途中不出现打烂玻璃杯的情况,我们通常都用一些泡沫或海棉等物将玻璃杯包装起来,这种包装使玻璃杯所占的容积变大,原来一部车能装5000各玻璃杯的,包装后就只能装4000个了,显然包装的代价使运送玻璃杯的有效个数减少了。
同样,在带宽固定的信道中,总的传送码率也是固定的,由于信道编码增加了数据量,其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。
信息论论文
信息论论文Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】湖南科技大学课程结课论文《信息论与编码A》学院:信息与电气工程学院专业:班级:学号:姓名:信息论基础摘要:从对信息论的一些基础知识汇总,信息的定义,信息论的发展;还有信源与信息熵,信道与信道容量,编码这些关键知识点做一个系统性的回顾,再结合通信领域的知识进行分析。
关键字:信息论;引言:信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。
信息系统就是广义的通信系统,泛指某种信息从一处传送到另一处所需的全部设备所构成的系统。
名称由来:信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑,给出了估算通信信道容量的方法。
信息传输和信息压缩是信息论研究中的两大领域。
这两个方面又由信息传输定理、信源-信道隔离定理相互联系。
发展简史:信息论是20世纪40年代后期从长期通讯实践中总结出来的一门学科,是专门研究信息的有效处理和可靠传输的一般规律的科学。
切略(E.C.Cherry)曾写过一篇早期信息理论史,他从石刻象形文字起,经过中世纪启蒙语言学,直到16世纪吉尔伯特(E.N.Gilbert)等人在电报学方面的工作。
20世纪20年代奈奎斯特(H.Nyquist)和哈特莱(L.V.R.Hartley)最早研究了通信系统传输信息的能力,并试图度量系统的信道容量。
现代信息论开始出现。
1948年克劳德·香农(Claude Shannon)发表的论文“通信的数学理论”是世界上首次将通讯过程建立了数学模型的论文,这篇论文和1949年发表的另一篇论文一起奠定了现代信息论的基础。
由于现代通讯技术飞速发展和其他学科的交叉渗透,信息论的研究已经从香农当年仅限于通信系统的数学理论的狭义范围扩展开来,而成为现在称之为信息科学的庞大体系。
信息的性质:信息有以下性质:客观性、广泛性、完整性、专一性。
《信号论与编码》论文
论《信息论》论文【摘要】自从地球成型开始之初,信息无时无刻不存在着。
信息的产生和传递并不仅仅存在于人类之间,天地万物,飞禽走兽之间也存在着信息。
我们无时无刻都在不停地接受信息、传播信息、以及利用信息。
从原来的西汉造纸,到近代的西方印刷术,以及现在的计算机,信息技术在人类历史的进程中随着生产力的进步而发展。
然而信息理论的提出却远远落后于信息的出现,信息论是近代才被提出来而形成的一套完整的理论体系。
而现在,说到信息论就离不开编码。
二者已是密不可分了,下面就分别说说两者。
关键词:香农与信息论赫夫曼编码在没有学习这门课程之前,我对信息的认识更多的是存在于手机、网络等一系列电子产品上。
但在经过长达15周的信息论与编码的学习后,让我对信息有了一个更为正确更为清晰的认识。
也让我对我所学的专业有了更进一步的了解。
香农与信息论说到信息论就不得不说一个伟大的科学家:香农。
1948年,香农发表了“通信的数字理论”的学术论文,随着这篇划时代论文的问世,宣告了信息论的诞生。
这是我刚学习这门课程时了解到的知识,之后,我对香农和他建立信息理论的过程做了以下了解:要建立信息理论,首先要能够度量信息。
信息是由信号传播的。
但是信息与信号有本质的区别。
所以如何度量一个信号源的信息量,就不是简单的问题了。
从直觉上说,如果一个信号源发出不变的符号值(比如总是1),那它是没有信息量的。
因为它没有告诉别人任何东西。
而且如果信号源发出的符号值是变化的但是可以预计的(比如圆周率的数字序列),那也是没有信息量的,因为不需要接受任何东西,就可以把这些符号值重复出来。
而且,即使信号源发出的符号不是完全可确定的,它的信息量也和“确定”的程度有关。
例如,如果一个地方90%的时候是晴天,气象报告就没有多大用处了。
而如果50%的时候是晴天其余时候是下雨,人们就需要气象报告了。
从这点出发,香农就把信息量与信号源的不确定性,也就是各个可能的符号值的几率分布联系起来。
《信息论与编码》论文
《信息论与编码》期末论文姓名文慧班级一班学号***********成绩二○一五年一月信息论与编码的应用与发展--纠错编码的应用与发展人类社会在经历了机械化、电气化之后进入了一个崭新的信息化时代。
信息论自诞生至今不到80年的时间,在人类科学史上是短暂的,但它的发展对学术界与人类社会的影响是相当广泛的。
信息论是通信技术与概率论、随机过程、数理统计相结合逐步发展而形成的一门新兴科学。
其研究的目的是发现信息传输的可靠性、有效性、保密性和认证性,以达到信息传输系统的最优化。
有效性、可靠性、保密性和认证性构成了现代通信系统对信息传输的全面要求。
其研究内容为香农理论,编码理论,维纳理论,检测和估计理论,信号设计和处理理论,调制理论,随机噪声理论和密码学理论等。
首先简单介绍一下信息论的起源、历史与发展。
1924年,Nyquist提出信息传输理论;1928年,Hartly提出信息量关系;1932年,Morse发明电报编码;1946年,柯切尼柯夫提出信号检测理论;1948年,Shannon提出信息论,“通信中的数学理论”—现代信息论的开创性的权威论文,为信息论的创立作出了独特的贡献。
现在人们常说的信息论与编码主要包括四大定理,第一定理信源编码定理,是解决通信中信源的压缩问题,也是后来图像和视频压缩的基本定理;第二定理信道编码定理,是解决通信中数据能够在特定信道中传输的最大值的问题,即最大数据速率小于信道容量,容量问题是通信中研究最活跃的问题之一,比如4G 或LTE中广泛用到的MIMO(多输入多输出,或多天线)技术,其理论本质是David Tse提出的该容量与天线数成线性递增的关系;第三定理有损信源编码定理解决了在允许一定失真的情况下的信源编码问题,比如jpeg图像编码,mp3音频编码,都是有损的编码,其都是在香农第三定理之下得出的;第四定理信源信道分离定理,解决了信源编码和信道编码能够分开来解决的问题。
这里具体介绍一下信道编码。
信息论与编码论文
《信息论与编码论文》学院:信息科学与工程学院班级:电子0902班学号:20092712姓名:张延相信息论发展简史与信息科学信息论从诞生到今天,已有五十多年历史,现已成为一门独立的理论科学,回顾它的发展历史,我们可以知道理论是如何从实践中经过抽象、概括、提高而逐步形成的。
1.信息论形成的背景与基础信息论是在人们长期的通信工程实践中,由通信技术和概率论、随机过程和数理统计相结合而逐步发展起来的一门学科。
人们公认的信息论的奠基人是当代伟大的数学家、美国贝尔实验室杰出的科学家香农,他在1948年发表了著名的论文《通信的数学理论》,为信息论奠定了理论基础。
近半个世纪以来,以通信理论为核心的经典信息论,正以信息技术为物化手段,向高精尖方向迅猛发展,并以神奇般的力量把人类社会推入了信息时代。
随着信息理论的迅猛发展和信息概念的不断深化,信息论所涉及的内容早已超越了狭义的通信工程范畴,进入了信息科学领域。
通信系统是人类社会的神经系统,即使在原始社会也存在着最简单的通信工具和通信系统,这方面的社会实践是悠久漫长的。
电的通信系统(电信系统)已有100多年的历史了。
在一百余年的发展过程中,一个很有意义的历史事实是:当物理学中的电磁理论以及后来的电子学理论一旦有某些进展,很快就会促进电信系统的创造发明或改进。
这是因为通信系统对人类社会的发展,其关系实在是太密切了。
日常生活、工农业生产、科学研究以及战争等等,一切都离不开消息传递和信息流动。
例如,当法拉第(M.Faraday)于1820年--1830年期间发现电磁感应的基本规律后,不久莫尔斯(F.B.Morse)就建立起电报系统(1832—1835)。
1876年,贝尔(A.G.BELL)又发明了电话系统。
1864年麦克斯韦(Maxell)预言了电磁波的存在,1888年赫兹(H.Hertz)用实验证明了这一预言。
接着1895年英国的马可尼(G.Marconi)和俄国的波波夫(A.C.ΠoΠoB)就发明了无线电通信。
信息论与编码论文
电子测量论文论文题目:论最大熵原理及其应用学院:电子工程学院年级:2011级专业:电子信息工程姓名:学号:任课教师:2014年6 月17 日目录目录 (2)摘要 (3)引言 (4)第一章信息熵的概念 (5)第二章最大熵原理 (6)第三章最大熵原理的合理性 (7)第四章最大熵原理在实际中的应用 (8)4.1最大熵原理在水文水资源科学中的应用 (9)4.2最大熵原理在投资项目风险分析中的应用 (10)4.3最大熵原理在地震重现关系上的应用 (10)4.4最大熵原理在灾害损失分析中的应用 (11)结论 (11)参考文献: (12)摘要熵是源于物理学的基本概念,后来Shannon在信息论中引入了信息熵的概念,它在统计物理中的成功使人们对熵的理论和应用有了广泛和高度的重视。
最大熵原理是一种在实际问题中已得到广泛应用的信息论方法。
本文从信息熵的概念出发,对最大熵原理做了简要介绍,并论述了最大熵原理的合理性,最后提及它在一些领域的应用,通过在具体例子当中应用最大熵原理,展示该原理的适用场合,以期对最大熵原理及其应用有更深刻的理解。
关键词:熵;信息熵;最大熵原理;不适定性问题引言科学技术的发展使人类跨入了高度发展的信息化时代。
在政治、军事、经济等各个领域,信息的重要性不言而喻,有关信息理论的研究正越来越受到重视,信息论方法也逐渐被广泛应用于各个领域。
信息论一般指的是香农信息论,主要研究在信息可以度量的前提下如何有效地、可靠地、安全地传递信息,涉及消息的信息量、消息的传输以及编码问题。
1948年C.E.Shannon为解决通信工程中不确定信息的编码和传输问题创立信息论,提出信息的统计定义和信息熵、互信息概念,解决了信息的不确定性度量问题,并在此基础上对信息论的一系列理论和方法进行了严格的推导和证明,使以信息论为基础的通信工程获得了巨大的发展。
信息论从它诞生的那时起就吸引了众多领域学者的注意,他们竞相应用信息论的概念和方法去理解和解决本领域中的问题。
信息论与编码
信息论与编码信息论与编码论文班级:通信12-3班学号:1206020321姓名:郑兴月【摘要】随着计算机技术、通信技术和网络技术等信息技术的快速发展,信息技术已经成为当今社会应用范围最广的高新技术之一。
信息论是信息技术的主要理论技术基础之一,它的一些基本理论在通信、计算机、网络等工程领域中得到了广泛的应用。
目前,信息论所研究的范畴已经超过了通信及其相近学科,在其他学科应用也很广泛。
本学期我们开设了“电子信息工程导论”这一课程,我在其中对信息论的基础理论有了初步的了解,借此文对信息论基本理论及应用问题进行论述。
【关键词】信息论电子信息工程通信网络Basic Theory Study Of Information Theory And Coding Abstract: With the rapid development of information technologies such as computer technology, communication technology and network technology, information technology has become one of the most advanced technologies widely used in modern society. Information theory is one of the main theoretical base of information technology. Some of its basic theories are widely used in engineering fields like communication,computer and network.Recently,the categories of the study of information theory has exceeded communication and similar disciplines,and is widely used in other disciplines.This term,we’re offered the course" Electronic And Information Engineering Introduction ",I have a preliminary understanding about the basic theory of information theory.This paper is to discuss the basic theories and application problems of information theory.Key Words: Information Theory; Electronic And Information Engineering Introduction; Communication; Network1.前言人类社会的生存和发展无时不刻都离不开信息的获取、传递、再生、控制和利用。
2信息论与编码结课论文
信息论与编码结课论文题目:费诺编码的原理及探究院系:数学系专业:信息与计算科学**:***学号: ****************:***填写日期:2012 年 6 月 12日摘要经过一个学期的信息论与编码学习后,使我对这门课程有了更多的了解,促进了我对信息论的认识与学习,让我有了更大的收获。
随着以计算机技术、通信技术和网络技术为代表的信息技术的快速发展,信息技术以成为当今社会应用范围最广的高新技术之一,而信息论是信息技术的主要理论基础之一。
信息论是在信息可以度量的情况下,研究有效地,可靠地,安全地传递信息的科学,信息的可度量性是建立信息论的基础;编码是把消息变换成信号的措施,编码器又把适合信道的信号传输出去。
编码理论是信息论的一个重要分支,而编码的目的则是优化通信系统。
本文着重从编码出发,研究费诺编码的基本原理,以及费诺编码的编写方法和步骤,使用例题的方法了解信源平均码长和编码效率。
从而对本书有更进一步的认识。
关键字:信息论,编码,费诺编码。
目录摘要 (I)一、主要内容 (1)1、信息论与编码的问题描述 (1)2、费诺编码的原理 (1)二、主要任务 (1)1、费诺编码的设计与编写 (2)2、计算费诺编码的平均码长和编码效率 (2)三、基本要求 (3)1、突出重点、文字通顺 (4)2、编码和计算正确无误 (4)四、小结 (5)五、主要参考文献 (5)一、主要内容1、信源编码的问题描述信源编码是对新源输出的原始符号按照一定的数学规则进行变换,使得传输每个信源符号所要求的平均比特数较小,也即是同样多的信息用较少的码来传送,从而使单位时间内传送的平均信息量较大,最终提高了通信的有效性。
2、费诺编码的原理费诺编码属于统计匹配码,其原理如下:(1)将信源消息(符号)按其出现的概率有大到小依次排列; (2)将依次排列的信源符号按概率值分为两大组,使每个组的概率之和近于相同,并对各组分别赋予一个二进制码元“0”和“1”;(3)将没一大组的信源符号进一步在分成两组,使划分后的两个组的概率之和近于相同,并又分别赋予一个二进制码元“0”和“1”(4)如此重复,直至每个组只剩下一个信源符号为止; (5)信源符号所对应的码字即为费诺码。
信息论与编码论文
信息论在图像信号压缩中的应用姓名院系摘要:本文首先简单介绍了信息、信息论以及图像处理技术,并通过多个实例对图像信号压缩的原理和冗余度问题做出解释。
然后引入图像信号压缩的概念、原理、分类及压缩技术的性能指标。
论文运用Huffman编码以及算术编码方法对图像信号进行编码压缩处理,并比较了两种方法各自的优缺点,体现了信息论在图像信号压缩中的应用。
同时还运用Matlab软件实现了图片压缩,通过对工作区各个数据的分析,求得图片的冗余度等。
此外,本文用有限失真图像压缩编码方法对图片进行处理。
最后,论文介绍了基于DCT的图像压缩编码、变换编码及其它编码。
关键词:信息论;图像信号压缩;应用Abstract:In this article, the information, information theory and image processing technology areintroduced firstly. Then through multiple examples explaining image signal compression principle and redundancy rate. And it brings in the image signal compression, including concept, principle, classification and compression technology performance. The image signal processing is derived by the method of huffman coding and arithmetic coding, and compares advantages and disadvantages of the two methods, which reflects the information theory in the image signal compression applications. At the same time, the paper uses Matlab software to achieve the image compression, and gets the redundancy of pictures through the analysis of the various workspace data. In addition, this article processes picture with the limited distortion image compression method. In the end, the image compression based on DCT coding, transform coding and others are introduced in this paper.Keywords:Information theory; Image signal compression; application一、引言在社会生活和科研生产活动中,人们随时随地都要接触图像。
信息论与编码_论文
信息论与编码之数据压缩摘要:在计算机科学和信息论中,数据压缩或者源编码是按照特定的编码机制用比未经编码少的数据位元(或者其它信息相关的单位)表示信息的过程。
例如,如果我们将“compression”编码为“comp”那么这篇文章可以用较少的数据位表示。
一种流行的压缩实例是许多计算机都在使用的ZIP 文件格式,它不仅仅提供了压缩的功能,而且还作为归档工具(Archiver)使用,能够将许多文件存储到同一个文件中。
关键词:概述原理应用理论类型流行算法算法编码1.概述对于任何形式的通信来说,只有当信息的发送方和接受方都能够理解编码机制的时候压缩数据通信才能够工作。
例如,只有当接受方知道这篇文章需要用英语字符解释的时候这篇文章才有意义。
同样,只有当接受方知道编码方法的时候他才能够理解压缩数据。
一些压缩算法利用了这个特性,在压缩过程中对数据进行加密,例如利用密码加密,以保证只有得到授权的一方才能正确地得到数据。
数据压缩能够实现是因为多数现实世界的数据都有统计冗余。
例如,字母“e”在英语中比字母“z”更加常用,字母“q”后面是“z”的可能性非常小。
无损压缩算法通常利用了统计冗余,这样就能更加简练地、但仍然是完整地表示发送方的数据。
如果允许一定程度的保真度损失,那么还可以实现进一步的压缩。
例如,人们看图画或者电视画面的时候可能并不会注意到一些细节并不完善。
同样,两个音频录音采样序列可能听起来一样,但实际上并不完全一样。
有损压缩算法在带来微小差别的情况下使用较少的位数表示图像、视频或者音频。
由于可以帮助减少如硬盘空间与连接带宽这样的昂贵资源的消耗,所以压缩非常重要,然而压缩需要消耗信息处理资源,这也可能是费用昂贵的。
所以数据压缩机制的设计需要在压缩能力、失真度、所需计算资源以及其它需要考虑的不同因素之间进行折衷。
一些机制是可逆的,这样就可以恢复原始的数据,这种机制称为无损数据压缩;另外一些机制为了实现更高的压缩率允许一定程度的数据损失,这种机制称为有损数据压缩。
信息论与编码课程设计论文
《信息理论与编码》课程论文题目:信息论的基本理论探究学生姓名:学号:系别:专业:任课教师:年月日目录摘要 (2)关键词 (2)1 前言 (4)2 信息的度量 (5)2.1 概述 (5)2.2 离散信源及其信息度量 (5)2.2.1 离散随机信源的自信息与信息熵 (5)2.2.2 离散平稳信源 (6)2.2.3 马尔可夫信源 (7)3 离散信道 (7)3.1 概述 (7)3.2 平均互信息 (8)3.3 离散信道的信道容量 (8)4 连续信道 (8)5 无失真信源编码 (9)5.1 信源编码到无失真编码的概述 (9)5.2 定长编码 (10)5.3 变长编码 (10)5.3.1 概述 (10)5.3.2 香农编码 (11)5.3.3 费诺编码 (11)5.3.4 霍夫曼编码 (12)6 本次课程论文总结 (12)参考文献 (13)信息论的基本理论探究摘要信息是从人类出现以来就存在于这个世界上,人类社会的生存和发展都离不开信息的获取、传递、处理、再生、控制和处理。
而信息论正是一门把信息作为研究对象,以揭示信息的本质特性和规律为基础,应用概率论、随即过程和数理统计等方法来研究信息的存储、传输、处理、控制、和利用等一般规律的学科。
主要研究如何提高信息系统的可靠性、有效性、保密性和认证性,以使信息系统最优化。
在信息论的指导下,信息技术得到飞速发展,这使得信息论渗透到自然科学和社会科学的所有领域,并且应用与众多领域:编码学、密码学与密码分析、数据压缩、数据传输、检测理论、估计理论等。
信息论的主要基本理论包括:信息的定义和度量;各类离散信源和连续信源的信源熵;有记忆,无记忆离散和连续信道的信道容量,平均互信息;无失真信源编码相关理论。
关键词信息度量;离散和连续信源;信道容量;平均互信息;信源编码1前言被称为“信息论之父”的美国科学家香农于1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的论文《A Mathematical Theory of Communication》(通信的数学理论)作为现代信息论研究的开端。
信息论与编码 稿本
信息论与编码稿本信息论与编码信息论是一门研究信息传输和处理的学科,它主要关注如何在通信过程中最大化信息的传输效率,同时也探讨了信息的可靠性和安全性等问题。
而编码则是指将一种信息形式转换为另一种形式的技术,它在信息传输和存储中起着至关重要的作用。
本文将从以下几个方面来介绍信息论与编码。
1. 信息量与熵在信息论中,我们将每个事件发生所提供的“惊喜程度”称为其“信息量”。
例如,如果我们已经知道某个事件必然会发生,那么它所提供的“惊喜程度”就为零,其对应的“信息量”也为零;而如果一个事件非常罕见或意外,那么它所提供的“惊喜程度”就越大,其对应的“信息量”也就越大。
对于一个随机变量X而言,它可以取到不同的值x1, x2, ..., xn,并且每个值出现的概率分别为p(x1), p(x2), ..., p(xn)。
那么我们可以定义该随机变量X所提供的平均“惊喜程度”为:H(X) = - ∑[i=1,n] p(xi) * log2 p(xi)这个平均值被称为该随机变量X的熵。
可以看出,熵越大,随机变量X所提供的“惊喜程度”就越大,其信息量也就越大。
2. 香农编码在通信中,我们需要将信息转换为一系列的比特流来进行传输。
由于不同的信息可能对应着不同长度的比特流,因此我们需要一种方法来将信息编码为等长的比特流。
而香农编码就是一种非常有效的编码方法。
香农编码基于一个简单的思想:对于一个随机变量X而言,它出现概率越高的值应该被赋予尽可能短的编码。
具体来说,我们可以按照概率从高到低对每个值进行排序,并将出现概率最高的值赋予最短的编码(例如0),然后逐渐向后分配编码(例如1、10、11、100、101等),直到所有值都被赋予了唯一的编码。
香农编码具有很好的压缩效果,在理论上可以达到熵下界(即H(X))。
3. 哈夫曼编码虽然香农编码已经很好地解决了等长编码问题,但它并不是最优的编码方法。
事实上,我们可以通过构建一棵哈夫曼树来得到更加高效的编码方法。
计算机信息论文:信息论与编码本科教学改革实践
计算机信息论文:信息论与编码本科教学改革实践摘要:本文在分析信息论与编码课程本科教学过程中存在问题的基础上,从教学对象、教学内容、教学方法和手段、教学实践等方面提出了一些改进措施。
教学实践结果表明,通过教改,提高了教学质量,实现了良好的教学效果,学生能够掌握必要的信息理论、编码技术的基础知识,更有利于指导今后的工作和继续学习。
关键词:信息论与编码;本科教学;教学改革1课程的重要性人类社会的生存和发展无时无刻都离不开信息的获取、传递、处理、再生、控制和利用。
尤其是在21世纪这个高度信息化的时代,信息的重要性更是不言而喻,学习和掌握信息的基本概念和相关理论也变得尤为重要[1-2]。
在这种形势下,各高校都先后将信息论与编码列为电子信息、通信类本科生和研究生必修的专业基础课。
甚至,在一些高校的物理学、光学以及生物学等专业的研究生培养中也增设或选修有关信息论的课程。
因此,信息论与编码课程建设的好坏,直接影响到这些相关专业学生的培养质量,同时也将影响相关专业自身的建设。
2本科教学中存在的问题尽管信息论与编码课程在电子信息、通信等专业有着及其重要的地位,但是它的课程建设却相对落后,教学效果不理想。
纵观信息论与编码课程的教学工作,结合以往的教学实践,发现该课程在本科教学过程中主要存在以下几个方面的问题。
1) 学生未能正视课程的重要性。
很多本科生在学习的过程中将信息论与编码课程与其他的专业课程进行横向比较,发现该课有相对的独立性,与其他所学的专业课联系不大;有些学生认为这门课对今后大四毕业找工作未能起到很重要的作用;也有学生认为该课程纯粹是理论研究,是搞科研的人学习的内容,觉得没必要学习这么深奥的理论知识。
长此以往,学生头脑中就形成了“信息论”是“无用论”的概念,教学效果也就自然不会理想。
2) 教学内容抽象,重点不突出。
信息论是一门应用概率论、随机过程和数理统计等方法来研究信息的存储、传输、处理、控制和利用等一般规律的学科[3-4],需要用到大量的数学知识,尤其是运用概率论与随机过程的知识较多,而这些数学类基础知识本身就比较复杂、抽象,再加上有些课程并未在本科教学中开设,因此学生在学习的过程中显得非常抽象、枯燥,接受起来比较困难。
信息论与编码结课论文
视频信息编码技术摘要:多媒体信息是未来人类获取信息最主要的载体,它已成为目前世界上技术开发和研究的热点。
本文将就其中最受关注、数据量最大的视频信息编码技术进行展开,简述它从传统的矩形DCT 变换编码到根据视频内容、划分对象、分别变换编码的新的编码方法,如VO/VOP编码技术以及新的技术标准MPEG-4。
关键词:视频编码;VO/VOP编码技术;MPEG-41 引言传统的视频编码是以视频信号的数字量为编码对象的,与视频信息的内容无关,无论是M-JPEG、MPEG-1还是MPEG-2,都是以DCT矩形变换块为变换编码单元,对DCT块内图像的亮度和色度进行特征取样,提取像素,采用帧间编码、运动估测技术,在参考帧帧内DCT编码的基础上,对DCT块内图像的像素特征进行差值预测编码。
基于矩形DCT编码的视频编码在设计思想上只考虑到对信号数据进行处理的需要(比如小的比特率以利于传输、高的比特率以保证质量),但未考虑视频信息--图像内容本身的含义和重要性,以及视频信息应用者的主观需求(比如部分内容的提取功能)。
另外,这种基于DCT块的压缩算法在低码率时容易产生“方块效应”和“抽帧”,大大缩小了视频信息的应用领域。
而小波变换是一种新的变换编码方法,它与DCT变换相比,考虑到了视频信号对不同应用环境的自适应性(不同的清晰度与比特率),可以将基础图像层与增强图像层分离编码传输,用户可根据实际情况选择是否打开增强图像层。
传统的视频编码方式是将整个视频信号作为一个内容单体来处理,其本身不可再分割,而这与人类对视觉信息的判别法则是完全不同的。
这就决定了我们不可能将一个视频信息完整的从视频信号中提取出来,比如:将加有台标和字幕的视频恢复成无台标、字幕的视频。
解决问题的惟一途径就是在编码时就将不同的视频信息载体—视频对象VO(Video Objects)区分开,单独编码传送,将图像序列中的每一帧,看成是由不同的VO加上活动的背景所组成。
信息论与编码论文 (2)
ABD E C VCC OUTGND 3691205101520V0/VB/mI 工作点(ON )释放点(OFF )V滨江学院《信息论与编码》课程论文题 目 信源信道联合编码方式及其运用院 系 电子工程系专业班级 12通信 2 班学生姓名 张 瑶学 号 20122334089教 师 杨 玲 成 绩二O一四 年 十二 月 二十二 日信源信道联合编码方式及其应用20122334089 张瑶摘要本文主要从信源信道编码的简介、联合编码的提出、联合编码的具体设计方法和关键技术、联合编码的应用环境及联合编码在实际系统中应用等方面进行论述。
随着多媒体无线通信日益发展。
联合信源信道编码近几年来日益受到通信界的广泛重视。
根据Shannon 信息论原理,通信系统中信源编码和信道编码是分离的,然而,该定理假设信源编码是最优的,可以去掉所有冗余,并且假设当比特率低于信道容量时可纠正所有误码。
在不限制码长的复杂性和时延的前提下,可以得到这样的系统。
而在实际系统中又必须限制码长的复杂性和时延,这必然会导致性能下降,这和香农编码定理的假设是相矛盾的。
因此,在许多情况下,需要采用联合信源信道编码才能获得满意的效果。
关键词信源编码,信道编码,信源信道联合编码一、信源信道编码的简单介绍信源编码:一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换;为了减少或消除信源剩余度而进行的信源符号变换。
为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对信源输出的符号序列所施行的变换。
具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。
信道编码:数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。
所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。
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《信息论与编码》课程论文
——通过信息论对已有知识产生的新认识
马赛
1143031014《信息论与编码》课程是通信专业的一门基础课。
其讲述的理论——香农信息论是当今信息科学的基础,可以说没有信息论的理论支持,就没有当今的信息化社会。
通过对于信息论的学习,我认识到,信息论的贡献就是解释了什么是“信息”,同时使用数学工具,对信息及伴随它产生的各种事物概念进行了解析。
近代科学的重大飞跃往往都是因人类对于一个事物有了强有力的分析工具而产生的。
有了信息论这一近乎完备(存在一些缺陷)的解析理论,人类才得以驾驭信息,社会才有了长足的进步。
在学习时,我习惯于把正在学习的知识和自己已经掌握的知识进行联系。
通过这种方法,可以增进对正在学习知识的理解,同时对已掌握的知识也有新的认识。
下文中,列举了两个问题,同时使用信息论的角度去进行解释。
一、计算机的存储容量与信息量的联系
当今的计算机已经十分普及。
存储容量,无论内存还是外存,都是判定一台计算机性能的重要指标。
现在的个人计算机硬盘容量已经达到了TB级别,而在20年前,几百MB的硬盘都十分罕见。
在追求更高的存储容量时,我们是否思考过存储的东西是什么?KB、MB、GB等单位究竟代表的含义是什么?
这是计算机科学的基本知识:“8 bit = 1 byte”。
bit即“位”,这是计算机存储单元最基本的单位;而信息论中也将信息量——用于衡量信息的量的单位称为bit,这两个概念有什么联系吗?
在课程讲解时提到过这个问题,幻灯片上的答案如是解释:两者代表着不同的概念,信息论中的bit代表着信息量;而计算机中的bit代表着计算机中的二元数字1和0。
我认为两者是同一种概念,都代表信息量,而计算机中的bit是更为细化的概念,单指计算机中的信息量。
信息的一种解释是:对于不确定性的消除。
信息量是对信息的一种衡量手段,描述对事件不确定性消除的程度。
而描述事件不确定性的量就是这个事件发生的概率,因此一个事件发生的概率与事件包含的信息量具有对应的关系。
这是香农信息论对于信息量的定义。
计算机存储的依然是信息,只是信息的存储形式是01二进制数字。
如果说计算机中的bit只是二元数字的话,那么这个单位就丧失了“信息”这个定义了。
用户通过互联网下载各种资料,下载的资料需要占用本地的存储空间,这是一个众所周知的例子。
其实这个过程就是一个消除不确定性的过程。
我们一般常识中的“空”硬盘,实际上是没有存储信息,而空间就在那里,空间中的信息有不确定,有不确定度;写入信息,实际上就是在消除不确定性,让空间中的信息确定,让其有序。
这就是一种典型的信息传递过程。
计算机是2元存储结构,一个二进制符号代表1bit,根据实际计算,一个二进制符号的最大信息量即H0(X) = log22 = 1bit,这是一个将符号等同于无记忆的,每个符号之间没有联系,达到了信息量的最大值。
这是最为简化的处理结果,也是最为可行的处理结果。
如果严格按照信息论的角度去分析,其实每个符号之间是有联系的——各种编码、指令,如果01只是随机出现,那么只是一盘散沙。
当然这是严格的理论解释,如果实际应用到存储信息的计量,那么将是不可行,计算机界的先驱是非常有远见的。
二、关于称硬币问题的思考
本来讲,称硬币问题只是小学生用来训练思维的题目,锻炼学生的枚举能力,从穷举可能情况的方法来解题。
当然,信息论提出了一种迥然不同的解题思路。
从信息论的角度思考,称硬币可以等同为消除不确定度的过程,也就是一种信息传递的过程。
称硬币包含的所有不确定度除以一次称硬币消除的不确定度即至少需要的次数。
这种思路是一种“存在性”的解题思路,涵盖了所有情形,并非一次一次去穷举。
正如香农的三大定理一样,均是存在性定理,证明一个事物“存在”,但是没有具体给出具体的实现。
这是一种真正理论层次的定理,正是这样的理论促进着领域的不断发展。
从“存在性”的角度看问题,这是我们值得去秉承的一种思路,极富有指导性意义。
三、结束语
本学期学习的《信息论与编码》课程让我收获到的不仅仅是香农信息论方面的知识,更主要的是提供了一种从不同角度看问题的指导性思路,以及从量化的角度理解信息的认识。
作为通信专业的本科生,多掌握专业知识并不是首要任务;首要的任务就是要建立起对“信息”这一概念的认识,对于它如何分析,如何量化,如何处理,这些都是基于认识这一个基础上的。
因此《信息论与编码》是一门十分重要的课程,不仅需要掌握,更要理解,而且要深入到“认识论”的程度——对于信息的理解要更为理论化,而非主观推测。