信息论与编码教学课件(全)目录•课程介绍与背景•信息论基础•编码理论基础•信道编码技术•数据压缩技术•多媒体信息编码技术•课程总结与展望01课程介绍与背景Chapter03信息论与编码的关系信息论为编码提供理论支持，编码是信息论的具体应用01信息论的基本概念信息、信息量、信息熵等02编码的基本概念信源编码、信道编码、加密编码等信息论与编码概述01掌握信息论与编码的基本概念和原理020304了解各种编码方法的特点和应用场景能够运用所学知识进行简单的编码设计和分析培养学生的创新思维和实践能力课程目标与要求《信息论与编码》（第二版），曹雪虹，张宗橙编著，清华大学出版社教材《信息论导论》（第三版），ThomasM.Cover,JoyA.Thomas著，机械工业出版社参考资料教材及参考资料02信息论基础Chapter信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。客观性、普遍性、无限性、动态性、依附性、可传递性、可共享性、可处理性、时效性、真伪性。信息的定义与性质信息的性质信息的定义信息的度量是对信息多少的一种测定。通常使用比特(bit)作为信息的度量单位。比特(bit)是二进制数字的缩写，是计算机中数据的最小单位，也是信息论中信息的最小单位。此外，还有字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)等。信息的度量信息的单位信息的度量与单位离散信源是指信源发出的消息在时间上是离散的，消息的状态也是离散的。例如，文字、符号、数字等都是离散信源。离散信源离散信源可以用概率空间来描述，即信源符号集、符号概率分布和信源熵。其中，信源符号集是信源所有可能发出消息的集合；符号概率分布描述了每个消息出现的概率；信源熵则表示了信源的平均信息量，反映了信源的不确定性程度。离散信源的数学模型离散信源及其数学模型03编码理论基础Chapter编码是将信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程，以满足传输、存储或处理的需要。编码的基本概念根据编码的目的和原理，可分为信源编码、信道编码、加密编码等。编码的分类编码的基本概念与分类具有一定的检错和纠错能力，适用于各种通信和存储系统。监督位与信息位之间呈线性关系，编码和解码电路简单；具有严谨的代数结构，易于分析和设计；线性分组码原理：线性分组码是一种将信息序列划分为等长的组，然后对每组信息进行线性变换得到相应监督位的编码方式。线性分组码特点线性分组码原理及特点循环码原理及特点循环码原理：循环码是一种特殊的线性分组码，其任意两个码字循环移位后仍为该码的码字。循环码特点具有严谨的代数结构，可用多项式表示；具有很强的检错和纠错能力，特别适用于突发错误的场合；广泛应用于各种通信和存储系统，如CD、DVD、硬盘等。编码和解码电路简单，易于实现；04信道编码技术Chapter信道模型描述信道输入与输出之间关系的数学模型，包括离散信道和连续信道两种类型。信道容量在给定信道条件下，单位时间内能够可靠传输的最大信息量，是信道传输能力的度量。信道容量的计算方法包括离散无记忆信道容量计算、连续信道容量计算等。信道模型与信道容量通过在信息序列中增加冗余度，使得接收端能够根据冗余信息检测和纠正传输过程中出现的错误。错误控制编码原理线性分组码卷积码一种重要的错误控制编码方式，通过将信息序列分组并在每组信息位后附加校验位来构造码字。另一种常见的错误控制编码方式，利用移位寄存器将输入信息序列进行线性变换生成监督序列。030201错误控制编码原理及方法低密度奇偶校验码（LDPC）01一种具有接近香农限性能的线性分组码，广泛应用于通信和存储领域。极化码（PolarCodes）02一种新型信道编码方式，通过信道极化现象实现高效可靠的信息传输。深度学习在信道编码中的应用03利用深度学习技术优化传统信道编码算法，提高编码性能和效率。现代信道编码技术发展趋势05数据压缩技术Chapter数据压缩定义通过去除冗余信息或使用更高效的编码方式，减小数据表示所需存储空间的过程。压缩分类无损压缩和有损压缩。无损压缩可完全恢复原始数据，而有损压缩则会牺牲部分数据以换取更高的压缩比。数据压缩概述与分类无损压缩算法及应用实例霍夫曼编码根据字符出现...
