信息論與編碼

內(nèi)容概要

　　《信息論與編碼》著重講授以經(jīng)典信息論內(nèi)容為主的信息論基礎(chǔ)；信息論的起源、發(fā)展及研究的內(nèi)容；香農(nóng)信息論的三大基本概念：信息熵、信道容量和信息率失真函數(shù)以及與之對(duì)應(yīng)的三大定理；解決信息傳輸系統(tǒng)有效性、可靠性和安全性的三類編碼；網(wǎng)絡(luò)信息論與網(wǎng)絡(luò)編碼?！　　缎畔⒄撆c編碼》圍繞信息傳輸系統(tǒng)這一工程應(yīng)用背景。特別強(qiáng)調(diào)概念闡述清楚、突出重點(diǎn)、深入淺出。邏輯關(guān)系上。力求通過(guò)建立信息與編碼理論的分析方法，在寫法上條理清楚，實(shí)例豐富翔實(shí)，注意循序漸進(jìn)、難度適中，并注重理論對(duì)實(shí)際應(yīng)用的指導(dǎo)作用，引導(dǎo)讀者理解信息論與編碼的基本方法，培養(yǎng)抽象分析能力和系統(tǒng)工程概念?！缎畔⒄撆c編碼》在體系結(jié)構(gòu)上力求科學(xué)性、先進(jìn)性與實(shí)用性相統(tǒng)一，內(nèi)容安排注重體現(xiàn)系統(tǒng)性和相對(duì)的完整性。每章后配有習(xí)題。　　《信息論與編碼》可作為高等學(xué)校通信工程、電子信息工程、信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)和信息安全等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生教材及教學(xué)參考書，不同專業(yè)可根據(jù)不同的學(xué)時(shí)數(shù)在內(nèi)容上有所取舍?！缎畔⒄撆c編碼》也可以作為信息、通信、電子工程相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 信息的基本概念1.1.1 信息的一般概念1.1.2 信息的特點(diǎn)和性質(zhì)1.1.3 香農(nóng)信息的定義1.2 信息論與編碼理論的形成與發(fā)展1.3 信息論與編碼理論研究的內(nèi)容1.3.1 信息論與編碼理論的研究對(duì)象1.3.2 信息論與編碼理論的研究范疇第2章 信源及信息測(cè)度2.1 信源的分類及數(shù)學(xué)模型2.1.1 信源的分類2.1.2 單符號(hào)離散信源的數(shù)學(xué)模型2.1.3 多符號(hào)離散信源2.1.4.連續(xù)信源及波形信源2.2 信息的度量——信息熵2.2.1 無(wú)條件概率、聯(lián)合概率與條件概率2.2.2 自信息2.2.3 互信息2.2.4 信息熵2.2.5 各熵之間的關(guān)系2.2.6 信息熵的基本性質(zhì)及定理2.2.7 平均互信息及其特性2.3 多符號(hào)離散平穩(wěn)信源2.3.1 消息序列的熵2.3.2 離散平穩(wěn)信源的數(shù)學(xué)模型2.3.3 離散平穩(wěn)信源的信息熵和極限熵2.3.4 馬爾可夫信源的信息熵2.4 信源的相關(guān)性與冗余度2.4.1 信源的相關(guān)性2.4.2 冗余度2.5 連續(xù)信源的熵和互信息習(xí)題第3章 離散信道及其信道容量3.1 信道的分類及其描述3.2 單符號(hào)離散信道的數(shù)學(xué)模型3.2.1 單符號(hào)離散信道的概念3.2.2 一般單符號(hào)離散信道的一些概率關(guān)系3.3 信道容量及其計(jì)算方法3.3.1 信道容量的定義3.3.2 無(wú)噪離散信道的信道容量3.3.3 對(duì)稱離散信道的信道容量3.3.4.準(zhǔn)對(duì)稱離散信道的信道容量3.3.5 一般離散信道的信道容量3.4 多符號(hào)離散信道的數(shù)學(xué)模型3.5 離散無(wú)記憶擴(kuò)展信道的信道容量3.6 組合信道及其信道容量3.6.1 獨(dú)立并聯(lián)信道及其信道容量3.6.2 串聯(lián)信道及其信道容量3.7 信源與信道的匹配習(xí)題第4章 無(wú)失真信源編碼4.1 信源編碼的基本概念4.1.1 信源編碼4.1.2 信源編碼的碼字類型及碼樹4.2 無(wú)失真變長(zhǎng)信源編碼的特點(diǎn)4.2.1 定長(zhǎng)信源編碼定理4.2.2 變長(zhǎng)編碼的特：點(diǎn)4.2.3 變長(zhǎng)編碼存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施4.3 信源編碼定理4.3.1 無(wú)失真變長(zhǎng)信源編碼定理4.3.2 統(tǒng)計(jì)匹配碼4.3.3 克拉夫特不等式4.4 變長(zhǎng)編碼方法4.4.1 香農(nóng)一費(fèi)諾一埃利斯碼4.4.2 費(fèi)諾編碼4.4.3 霍夫曼碼4.4.4 游程編碼4.4.5 算術(shù)編碼4.4.6 通用編碼習(xí)題第5章 信道編碼5.1 信道編碼定理5.1.1 信道與差錯(cuò)5.1.2 差錯(cuò)概率與譯碼規(guī)則5.1.3 有噪信道編碼定理5.2 信道編碼及其基本原理5.2.1 信道編碼的基本概念5.2.2 信道編碼的基本原理5.3 線性分組碼5.3.1 線性分組碼的基本概念5.3.2 線性分組碼生成矩陣和一致監(jiān)督矩陣5.3.3 線性碼的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力5.3.4 漢明碼5.3.5 線性分組碼的編碼5.3.6 線性分組碼的譯碼5.4 循環(huán)碼5.4.1 循環(huán)碼的基本概念5.4.2 循環(huán)碼的生成矩陣和監(jiān)督矩陣5.4.3 循環(huán)碼的編碼5.4.4 循環(huán)碼的譯碼5.4.5 自動(dòng)請(qǐng)求重傳方式(ARQ)5.4.6 循環(huán)碼的捕錯(cuò)譯碼和大數(shù)邏輯譯碼5.4.7 BCH碼和RS碼5.5 卷積碼5.5.1 卷積碼的編碼原理5.5.2 卷積碼的描述5.5.3 卷積碼的編碼5.5.4 維特比譯碼5.6 級(jí)聯(lián)碼、交織碼及。TCM碼5.6.1 級(jí)聯(lián)碼：5.6.2 交織碼5.6.3 TCM碼5.6.4 前向糾錯(cuò)方式5.7 Turbo碼5.7.1 Turbo碼編碼器5.7.2 Turbo碼譯碼器5.8 LDPC碼5.8.1 LDPC碼的定義及其描述5.8.2 LDPC碼的Tanner圖表示5.8.3 LDPC碼的構(gòu)造習(xí)題第6章 保真度準(zhǔn)則下的信源編碼6.1 失真度和平均失真度6.1.1 失真度6.1.2 平均失真度6.2 信息率失真函數(shù)及其性質(zhì)6.2.1 信息率失真函數(shù)6.2.2 信息率失真函數(shù)的性質(zhì)6.3 信息率失真函數(shù)的參量表述及其計(jì)算6.4 二元信源和離散對(duì)稱信源的R(D)函數(shù)6.4.1 二元對(duì)稱信源的R(D)函數(shù)6.4.2 離散對(duì)稱信源的R(D)函數(shù)6.5 連續(xù)信源的信息率失真函數(shù)6.5.1 連續(xù)信源的信息率失真函數(shù)6.5.2 葛斯信源的信息率失真函數(shù)6.5.3 連續(xù)信源R(D)函數(shù)的參量表述及其計(jì)算6.6 保真度準(zhǔn)則下的信源編碼定理6.6.1 保真度準(zhǔn)則下的信源編碼定理6.6.2 限失真信源編碼定理的應(yīng)用6.7 標(biāo)量量化編碼與矢量量化編碼6.7.1 均勻量化6.7.2 最優(yōu)量化6.7.3 矢量量化編碼6.8 語(yǔ)音壓縮編碼6.8.1 波形編碼基本原理6.8.2 參量編碼6.8.3 混合編碼6.9 圖像壓縮編碼6.9.1 靜止圖像壓縮編碼及JPEG標(biāo)準(zhǔn)6.9.2 活動(dòng)圖像壓縮編碼6.9.3 H.26x建議6.9.4 MPEG標(biāo)準(zhǔn)習(xí)題第7章 網(wǎng)絡(luò)信息論與網(wǎng)絡(luò)編碼初步7.1 網(wǎng)絡(luò)信息論概述7.1.1 網(wǎng)絡(luò)信息論研究的基本問(wèn)題及內(nèi)容7.1.2 網(wǎng)絡(luò)信息論的應(yīng)用7.2 網(wǎng)絡(luò)的信道容量7.2.1 多址系統(tǒng)7.2.2 廣播信道7.2.3 相關(guān)信源的多用戶信道問(wèn)題7.3 無(wú)線信道7.3.1 信道模型7.3.2 圓對(duì)稱復(fù)數(shù)高斯隨機(jī)矢量7.3.3 MIMO高斯信道容量7.4 網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)7.4.1 網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理7.4.2 線性網(wǎng)絡(luò)編碼習(xí)題第8章 通信系統(tǒng)的保密與安全8.1 密碼系統(tǒng)和密碼體制8.1.1 密碼體制的基本組成8.1.2 密碼編碼和密碼分析8.1.3 經(jīng)典密碼體制8.1.4 安全保密性與隨機(jī)性8.2 對(duì)稱加密體制8.2.1 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES8.2.2 DES密碼的演化設(shè)計(jì)8.3 公開密鑰密碼8.3.1 單鑰密碼體制存在的問(wèn)題8.3.2 公開密鑰的一般原理8.3.3 RSA體制8.4 認(rèn)證技術(shù)8.4.1 消息認(rèn)證系統(tǒng)8.4.2 消息認(rèn)證碼和消息認(rèn)證8.4.3 身份認(rèn)證8.4.4 數(shù)字簽名8.5 認(rèn)證鑒權(quán)與加密在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用8.5.1 GSM系統(tǒng)的認(rèn)證鑒權(quán)與加密8.5.2 WCDMA系統(tǒng)的認(rèn)證鑒權(quán)與加密8.5.3 CDMA2000系統(tǒng)的認(rèn)證鑒權(quán)與加密習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　由人的視覺、生理、心理學(xué)的論證可知，肉眼對(duì)大面積圖像能分辨出的灰度等級(jí)比對(duì)小塊圖像或細(xì)節(jié)部分的灰度等級(jí)大得多。例如，在急劇的黑白跳動(dòng)處，肉眼難以分辨灰度差別，因此可降低量化階數(shù)，使P位數(shù)變少。而對(duì)于圖像中的平坦區(qū)域，可以降低取樣頻率，但要保持每一個(gè)樣本值有較多的灰度等級(jí)；反之，對(duì)于圖像的邊緣和細(xì)節(jié)部分，應(yīng)保持較高的取樣率，但對(duì)每一個(gè)樣本值，只需要分配較少的量化比特?cái)?shù)，這就是空間／灰度分辨率轉(zhuǎn)換，實(shí)踐證明，P-R間也呈現(xiàn)雙曲線關(guān)系。因?yàn)槿庋蹖?duì)快速運(yùn)動(dòng)圖像的灰度等級(jí)R的分辨能力較差，只能分辨較少的量化階數(shù)，因此，可以減少量化階數(shù)，但要保證較高的畫面切換速度，即保證圖像有足夠的運(yùn)動(dòng)速度。

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