信息论与编码第三版教学设计

信息论与编码第三版教学设计

教学目标

•理解信息论基本概念和原理；

•掌握数据压缩与信道编码的相关算法；

•能够设计简单的数据压缩和信道编码方案。

教学内容

第一章绪论

1.1 信息论的产生背景

介绍信息论的历史和背景，引出信息论的研究目的和意义，激发学生学习信息论的兴趣。

1.2 信息量与熵

介绍信息量和熵的概念，比较不同信息源的熵值大小，探讨信息源的统计特性和信息压缩的基本思路。

第二章数据压缩

2.1 无损压缩算法

简单介绍无损压缩算法的基本原理和实现方式，重点介绍哈夫曼编码、算术编码、LZ77和LZW压缩算法的实现原理和具体步骤，通过实例演示加深学生理解。

2.2 有损压缩算法

介绍有损压缩算法的概念和应用场景，重点介绍离散余弦变换（DCT）和小波变换，以及基于这两种变换的JPEG、MPEG等常见图像和视频压缩标准。

第三章信道编码

3.1 基本概念和误差控制编码

介绍信道编码的基本概念和误差控制编码的应用，重点介绍卷积码和Reed-Solomon码。

3.2 分组编码

介绍分组编码的原理和应用，重点介绍汉明码、BCH码和RS码的编码和译码过程。

教学方法

•讲授：通过教师指导和讲解信息论的基本概念和原理；

•实践：通过编写程序和仿真实验加深学生对数据压缩和信道编码算法的理解和掌握；

•问题探讨：通过提问、讨论等方式引导学生深入思考信息论核心问题和难点。

教学评估

作业评估

•编写程序实现哈夫曼编码、LZ77和LZW压缩算法；

•编写程序实现DCT和小波变换，并以JPEG和MPEG标准为例实现图像和视频压缩；

•编写程序实现卷积码、Reed-Solomon码、汉明码、BCH码和RS码的编码和译码过程。

考试评估

•选择题：考查学生对课程基本概念和知识点的掌握；

•实验题：要求学生设计数据压缩和信道编码方案，并实现对实验数据的处理和恢复；

•开放性问题：考查学生对信息论与编码理论和应用的深入理解和思考。

教学资源

•课件和字幕视频教学资料；

•开放的压缩编码软件和仿真平台；

•有关信息论与编码的教科书和参考资料。

总结

通过本门课程的学习，学生将了解信息论和编码的基本概念和原理，掌握数据

压缩和信道编码的相关算法，并能够进行数据压缩和信道编码方案的设计和实现。本门课程将为学生未来的研究和实践提供有力的支持和帮助。