费诺编码的分析与实现.pdf

吉林建筑大学 电气与电子信息工程学院 设计题目： 费诺编码的分析与实现 专业班级： 电子信息工程 111 学生姓名： 马 超 学 号： 指导教师： 吕卅 王超 设计时间： 2014.11.24－2014.12.5 教师评语： 成绩 评阅教师 日期 第1章 概述 1.1设计的作用、目的 《信息论与编码》是一门理论与实践密切结合的课程,通过理论课程学习如何 计算信道容量，包括对信道的认识，以及传输速率的计算，计算最佳编码，编码 效率等等。再通过课程设计加深对知识的认识，课程设计是其实践性教学环节之 一，同时也是对课堂所学理论知识的巩固和补充。其主要目的是加深对理论知识 的理解，掌握查阅有关资料的技能，提高实践技能，培养独立分析问题、解决问 题及实际应用的能力。 通过完成具体编码算法的程序设计和调试工作，提高对MATLAB 等类似软 件的认识程度，掌握MATLAB 等类似软件的各种操作，提高编程能力，深刻理 解信源编码、信道编译码的基本思想和目的，掌握编码的基本原理与编码过程， 增强逻辑思维能力，培养和提高自学能力以及综合运用所学理论知识去分析解决 实际问题的能力，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 1.2 设计任务及要求 1. 理解无失真信源编码的理论基础，掌握无失真信源编码的基本方法； 2. 掌握费诺编码方法的基本步骤及优缺点； 3. 深刻理解信道编码的基本思想与目的，理解线性分组码的基本原理与编码 过程； 4. 能够使用MATLAB 或其他语言进行编程，编写的函数要有通用性。 1.3 设计内容 一个有8个符号的信源X，各个符号出现的概率分别为：  X   x x x x x x x x  1 2 3 4 5 6 7 8     P(X ) 0.25 0.2 0.2 0.1 0.1 0.08 0.05 0.02 MATLAB 8 运用 软件，编写适当的程序，对以上 个信源符号进行费诺编码， 得出二进制码字，计算平均码长、编码效率、冗余度，并总结费诺编码方法 的特点和应用。 1 第2 章 费诺编码的分析与实现 2.1设计原理 1.编码原理 早期的数据压缩来自于人们对概率的了解。当对文字信息进行编码时，如果 出现概率较高的字幕赋予较短的编码，为出现概率较低的字母赋予较长的编码， 平均编码长度就能缩短不少。著名的Morse 电码就是一个范例。信息论之父 C.E.Shannon 曾指出，任何信息都存在冗余，冗余大小与信息中每个符号出现概 率 （不确定性）有关。他所提出的无失真信源编码定理奠定了数据压缩的理论基 础。数据压缩的目的就是要消除冗余，信息论是运用概率论与数理统计的方法研 究信息、信源熵、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。 从DVD 到个人电脑，从卫星通信到文件，在我们今天的生活中，信息几乎 在每个领域都扮演者重要角色。工程师克劳德 香农于· 1948年奠定了信息论的基 础，他指出了通信的极限。基于这一理论产生了数据压缩技术、纠错技术等各个 应用技术，这些技术提高了数据传输和存储的效率。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