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  • 给出了编码传输方法结构,对有噪信道下基于小波变换的图像编码传输实现和失真估计问题及多误码OFDM自适应调制比特功率优化分配问题进行了建模和分析,使得信源量化编码与OFDM调制能够方便地结合起来,并进一步得到...
  • 1、对文本信源,寻求最佳压缩方案,现完整的无失真压缩的编译码算法,完成对文本文件的压缩及解压。 2、构建性能分析模块,实现对信源熵的统计、压缩后的传输率(bits/symbol),以及恢复文本的完整情况进行分析。
  • 信源作业

    2017-03-23 18:34:49
    1.视频,音频,语音,图像的源数据表示方法分别是什么? 答:视频:RGB&YUV,RGB是最早用在彩色显示器上的表示色彩空间的方法,运用了RGB三...如果只传输Y信息的话实际上就是我们的黑白图像。  音频:PCM(Pulse-

    1.视频,音频,语音,图像的源数据表示方法分别是什么?

    答:视频:RGB&YUV,RGB是最早用在彩色显示器上的表示色彩空间的方法,运用了RGB三原色的原理来产生色光。

                YUV又称为YCbCr,实际上是一种数据压缩的色彩空间存储方式,其中Y是亮度,Cb和Cr是色度信息。如果只传输Y信息的话实际上就是我们的黑白图像。

           音频:PCM(Pulse-code modulation),说穿了就是将模拟信号的数据经过数字采样,量化以后的声音。

           语音:PCM

           图像:RGB&YUV


    2.RGB,YUV的取值范围?

    答:R:0~255   G:0~255   B:0~255

           Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B   U = -0.147R - 0.289G + 0.436B  V = 0.615R - 0.515G - 0.100B

          Y:0~255   U:0~255   V:0~255


    3.WAV音频文件提取PCM源数据

    说明:wav文件就是在pcm数据的基础上加了一文件头。文件头的大小为44个字节(没有附件字段的情况,如果有附加字段问46个字节),剔除文件头,就是纯pcm采样过来的数据。
     pcm构成要素:采样率 ,声道个数,数据符号特性(一般8位都是无符号的)
    ********************************************************************************************************/
    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    void main()
    {
    FILE *infile, *outfile;
    char *buf = NULL;
    long length;


       if((infile = fopen ("e:\\1.wav", "rb+"))==NULL)
    {
    printf("Open the 1.wav failed\n");
    return ;
    }
    else
    {
    printf("Open the 1.wav success\n");
    }
    if((outfile = fopen ("e:\\2.pcm", "wb"))==NULL)
    {
    printf("Open the 2.pcm failed\n");
    return ;
    }
    else
    {
    printf("Open the 2.pcm success\n");
    }
    /*获取文件的长度*/
    fseek(infile,0,SEEK_END);
    length=ftell(infile);


    buf = (char*)malloc(length-43);/*文件数据段长度等于文件总长度-文件头长度位置*/
    fwrite(buf,1,length-44,outfile);/*文件数据段长度为a-44,但指针是指向前一个指针*/
    free( buf );
    fclose(infile);
    fclose(outfile);
    }

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  • 信息论 基础理论与应用 第四章 波形信源和波形信道 4.1 波形信源的统计特性和离散化 4.2 连续信源和波形信源的信息测度 4.3 具有最大熵的连续...4.5 连续信道和波形信道的信息传输率 4.6 高斯加性波形信道的信道容量
  • 关于信息熵及信源摘 要:熵与温度、压力、焓等一样,也是反映物质内部状态的一个物理量。它不能直接用仪表测量,只能推算出来,所以比较抽象。在作理论分析时,有时用熵的概念比较方便。该文指出了如何用统计物理...

    关于信息熵及信源熵率

    摘 要:

    熵与温度、压力、焓等一样,也是反映物质内部状态的一个物理量。它不能直接用仪表测量,只能推算出来,所以比较抽象。在作理论分析时,有时用熵的概念比较方便。该文指出了如何用统计物理的方法计算随机过程的多重分形维,以二态隐马尔可夫信源作为例子,该文计算了其熵率。计算结果和理论结果的比较表明,用统计物理的方法计算隐马尔可夫过程熵率具有实用价值。这一方法可以推广到一般信源熵率的数值计算。从数学模型的角度来说,信源和随机过程有着一一对应的关系。

    关键词: 熵;信源;熵率;多重分形谱;隐马尔可夫过程

    引言

    在自然界发生的许多过程中,有的过程朝一个方向可以自发地进行,而反之则不行。例如,一个容器的两边装有温度、压力相同的两种气体,在将中间的隔板抽开后,两种气体会自发地均匀混合,但是,要将它们分离则必须消耗功。混合前后虽然温度、压力不变,但是两种状态是不同的,单用温度与压力不能说明它的状态。两个温度不同的物体相互接触时,高温物体会自发地将热传给低温物体,最后两个物体温度达到相等。但是,相反的过程不会自发地发生。上述现象说明,自然界发生的一些过程是有一定的方向性的,这种过程叫不可逆过程。过程前后的两个状态是不等价的。用什么物理量来度量这种不等价性呢?通过研究,找到了“熵”这个物理量。

    熵的概念最初是由R.J.克劳修斯在19世纪中叶建立的,1870年,玻耳兹曼给出了熵的统计解释。熵概念对于初学者,一直是一个较抽象并难以通俗表达的物理概念。但是,近40年来,熵的概念有了迅速而广泛的发展。在天体物理中,黑洞的熵与面积这样的几何概念有联系;在信息论中,信息的熵与信息量的概念有联系,并且出现负熵的概念;在生物学中,生命现象也与熵有着密切关系。此外,由普利高津和哈肯建立的非平衡态统计耗散结构理论及协同学理论,使人们对熵规律有了更新的认识,在无序中产生有序机制的出现,使得熵在许多方面都显示出它的重要性。信源输出信号在数学中可以用随机过程加以描述,因此,可以说信源的建模在某种程度上也就是用恰当的随机过程来描述信号。从复杂性科学的角度来说,熵率只是非线性系统多重分形谱中特殊的一维,即信息维。因此熵率的计算完全可以用统计物理的方法加以解决。多重分形可以分为规则分形和不规则分形。规则多重分形可以用解析方法或统计物理的方法得到它们的多重分形谱,不规则多重分形谱只能用统计物理的方法得出。在得到其多重分形谱以后,熵率就可以从多重分形谱中计算得到。

    熵的单位为 J/(mol·K) 或

    kJ/(kmol·K)。但是,通常关心的不是熵的数值,而是熵的变化趋势。对实际的绝热膨胀过程,熵必然增加。熵增加的幅度越小,说明损失越小,效率越高。

    在本文中,我们引入统计物理中的方法,用以计算信源的熵率。我们将信源的随机模型和非线性动力学中对象之间建立联系,其中离散无记忆信源、隐马尔可夫信源和康托集之间具有对应关系。我们还将演示如何用解析的方法计算离散无记忆信源的熵率。并且这种统计物理的方法,完全可以推广到一般信源熵率的计算。

    1 信息熵

    信息论的创始人申农引入了一个重要概念:不确定程度。中文电报中的每个字都由4位数字码代表,在没有收到一个数字码以前,人们对它到底是什么并不知道,如果设法计量这个不确知的程度有多大,就为计量信息找出了线索。

    信息论指出,如果一个事件(例如收到一个信号)有n个等可能性的结局,那么结局未出现前的不确定程度h与n的自然对数成正比,即有

    (c为常数)

    (1)

    一个电报码从0到9共10个等可能结局,不确定程度就是cln10。当人们收到一个电报码后,就消除了这种“不确定”。这样,人们就从消除了多少不确定程度的角度来定义一个消息中含有的信息量。

    4个数码组成一个中文字,因此一个汉字带来的信息量是4ln10或者ln104。

    申农把不确定程度h称为信息熵,就这样,“信息”这个词进入了科学的领地,它在定量化的进程中又与物理学中的“熵”概念联系起来。

    这种对信息的理解完全排除了获得信息的载体是什么的影响,也排除了信息本身对信人是否重要之类的干扰,从而使信息这个词在极为广泛的领域中都能应用。

    假定一个信息量是n个相互独立的选择的结果,其中每个选择都是在0或1中作出,则这个信息量的可能的选择数值为

    于是

    令 ,则可得到常数

    这样计算出来的信息量单位称为比特(bit),在通信中广泛使用。

    一条通讯线路如果1s中能传送75bit的信息,我们就说这条线路传输能力为75波特(baud),波特就是1bit/s。而在计算机述评中常用字节(byte)作为信息量的单位,1个字节是8个比特(1byte=8bit),它容得下一个8位二进制数,或说它可记住256个(28)可能状态中究竟是哪一个。平常我们说微机的内存为64k(k为千――kilo),是说它供用户任意存放数据的空间ram是

    byte(字节)。

    上面所讨论的计量不确定程度(或信息)的方法仅适用于对某事件的结局为几个等可能结局时的情况。当几个结局出现的机会并不相同时,我们可以这样来计量。设有a1,a2,…,an共n个可能的结局,每个结局出现的几率分别为p1,p2,...,pn,则其不确定程度h由下式给出

    (2)

    当时,即等可能结局情况下,由于各结局出现机会相等,有,(2)式则还原为

    这就是等可能结局情况下的计量公式(1),因此(1)式仅是(2)式的一个特例,(2)式是信息熵的一般定义,信息熵也称为申农熵。

    注意:在(2)中,由于0<pi<1,有lnpi<0,因此信息熵

    h > 0。(2)式前的负号正是为了保证熵不可能为负值。

    若考虑离散型随机变量x,它可以离散地取值x1,x2,x3,…,对应的几率分别为p1,p2,p3,…,则离散型随机变量x的信息熵

    (3)

    对应于多维情况,例如对二维离散型随机变量,若p(xi,yj)是x为xi,y为yj时出现的几率,则复合信息熵为

    (4)

    可以这样说,只要知道概率分布,就可以求出这个分布(一组概率值)对应的信息熵值(一个数值),它表示在一次抽样时变量出现什么值(即结局)的不确定程度。

    对连续型随机变量,容易得到类似的计量公式。

    对于一维连续型随机变量x,若它是概率密度分布函数为f(x),则x在区间(a,b)的信息熵为

    (5)

    信息熵的概念建立,为测试信息的多少找到了一个统一的科学的定量计量方法,奠定了信息论的基础。这里引入的信息熵的概念,既不与热力学过程相联系,也与分子运动无关,但信息熵与热力学熵之间有着密切的关系。

    可以证明,信息熵与热力学熵二者之间成正比关系。从某种意义上讲,我们完全可以这样看,熵概念在热力学中即为热力学熵,应用到信息论中则是信息熵。

    2.1 不均匀康托集的多重分形谱和熵率

    在下面我们简单介绍一下康托集和多重分形谱的概念,关于更多有关康托集和多重分形谱的介绍请参见文献[7]。一种质量分布不均匀的简单康托二分集可以由如下方式生成:初始只有一条线段,每操作一次,将原有线段三等分并舍去中间1/3段后,余下两段的质量分布概率分别为P和1

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  • 信源编码与信道编码

    千次阅读 2018-04-20 19:14:18
    信源编码:对输入信息进行编码...就是让通信变得更加的有效。以更少的符号来表示原始信息,所以减少了信源的剩余度。信源编码的种类主要包括:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种均为无损编码,另外还有一些...
    信源编码:

    对输入信息进行编码,优化信息和压缩信息,并打包成符合标准的数据包。

    信源编码的主要作用是:1. 将模拟信号转化为数字信号;2. 对数据进行压缩。在保证通信质量的前提下,尽可能的通过对信源的压缩,提高通信时的有效性。就是让通信变得更加的有效率。以更少的符号来表示原始信息,所以减少了信源的剩余度。
    信源编码的种类主要包括:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种均为无损编码,另外还有一些有损的编码方式。
    信道编码:

    为了减少差错,对传输的信息码元按照一定的规则加入保护成分(监督元),组成所谓的“抗干扰编码”。接收端按照一定的规则进行解码,从解码过程中发现错误或纠正错误,从而提高通信系统的抗干扰能力,实现可靠通信。

    信道编码的主要作用是:通过对做完信源编码后的信息加入冗余信息,使得接收方在收到信号后,可通过信道编码中的冗余信息,做前向纠错保证信息传输的可靠性、提高传输质量
    举个例子,要运一批碗到外地,首先在装箱的时候,将碗摞在一起,这就类似是信源编码,压缩以便更加有效率。然后再箱子中的空隙填上报纸,泡沫,做保护,就像信道编码,保证可靠。
    信道编码的种类主要包括:线性分组码、卷积码、级联码、Turbo码和LDPC码






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  • 信源编码初步介绍

    万次阅读 多人点赞 2018-06-19 17:54:10
    上次博文讲到了《通信系统之信道(四)》,信道的学习暂时告一段落,...若信源为离散信息,那么信源编码的主要任务就是将信源的离散符号变成数字代码,并尽量减少信源的多余度,以提高通信的有效性。为什么要使信源...

    上次博文讲到了《通信系统之信道(四)》,信道的学习暂时告一段落,这只是入门性的东西,细节性的东西还需继续深入研究;接下来讲解信源编码相关知识。

    信源编码是什么?

    为什么要进行信源编码?



    对于数字通信系统而言,因为信源是模拟信息,所以信源编码主要完成把模拟信号转换成数字信号;



    若信源为离散信息,那么信源编码的主要任务就是将信源的离散符号变成数字代码,并尽量减少信源的多余度,以提高通信的有效性。


    为什么要使信源减少冗余?

    比如信源编码就是将信息符号T和F变换成0和1,或00和11等其他码组,显然0和1的编码效率最高,而用00和11去编码就显得有些多余了,信道的带宽是有限的,我们当然是希望在有限的带宽内传输更多有效的信息;


    是不是去除越多的冗余度越好呢?

    凡事都有度,也并不是凡事都要做到极限:


    比如说CD的音质很好,但文件很大,不便于存储和下载,把他压缩为MP3后,文件虽然变小了很多,但音质也不会有所损失,这就要看实际情况,取其平衡了。如果能达到规定的质量标准,那么当然是去除冗余越多越好了。

    对于前面讲到的概念,这里用一个实际的例子来说明去除冗余的好处:

    我们国家的有线电视系统每帧图像有625行,


    采用4:3的宽高比,


    每个像素均有不同成分的红绿蓝三基色合成,若以数字化真彩色表示,每个基色编为8bit码,


    因此,每帧图像包含的像素数,比特数,信息传输速率,所需信道带宽,实际信道带宽,信源压缩倍数为:


    电视信号压缩了这么多倍,但对于我们来说,收视质量还是可以接受的;

    所以说好的信源编码是既能满足通信的质量要求,又能提高通信效率的,这么说来,作为信源编码之一的语音编码,其编码技术在通信系统中是很关键的,尤其在移动通信系统中,宝贵的无线资源要求每个用户占用的频段越窄越好,因此:


    语音编码的种类:


    波形编码是在时域对模拟话音的电压波形按一定的速率抽样,再将幅度量化,对每个量化点用代码表示,



    解码是相反的过程,将接收的数字序列,经解码和滤波后,恢复成模拟信号;

    波形编码能提供很好的话音质量,但编码信号的速率较高,一般应用在信号带宽要求不高的通信中,如PCM等,其编码速率在16Kbit/s~64Kbit/s。


    参量编码,又称声源编码,是以发音模型作基础,从模拟话音提取各个话音参量,并对这些特征参量进行量化编码,可实现低速率语音编码:


    但话音质量只能达到中等,如线性预测编码;

    混合编码:

    是将波形编码和参量编码优点结合起来,既有波形编码的高质量优点,又有参量编码的低速率优点,其压缩比达到4Kbit/s~16Kbit/s;


    在移动通信系统中,一般采用混合编码技术,如下:



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  • 无失真信源编码

    千次阅读 2018-12-27 22:07:26
    (1)信源编码:质量一定,如何提高信息传输速度(编码效率,压缩比) (2)信道编码:信道传输速度一定,如何提高信息传输质量(抗干扰能力) 信源编码:以提高通信有效性为目的的编码。通常通过压缩信源的冗余度来实现,...
  • AWGN:加性高斯白噪声 发送的信号在到达接收端以后,在信号检测之前,通常会...信号经信道传输后,将接收到的信号r(t)通过滤波、抽样、判决来还原成s(t) 1.AWGN信道下的信号判决 令噪声信号n(t),发送的基带信号s(t)...
  • 限失真信源编码1

    2021-07-08 10:15:28
    (降低信息有利于传输和处理) ③无失真编码并不总是必须的。比如:视觉和听觉对信号变化的灵敏度有限。 本章核心:在允许一定失真的条件下,能够把信源信息压缩到什么程度。(描述信源所需bit的下界) 一:失真...
  • 4、信源编码

    2020-12-06 16:30:06
    对于模拟信源来讲,信源编码的过程包括模/数转换和压缩编码。 模数转换的过程是什么? 通过采样、量化和编码,将模拟信号转换成数字信号的过程,就是 模/数转换,如下图所示。 4.1.1、采样 关于采样原理的说明 ...
  • 信源编码和信道编码

    千次阅读 2018-12-06 15:14:59
    一.信源编码和信道编码的发展历程 信源编码: ...信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。 相对地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加...
  • 【信息论】信源信源熵(三)

    千次阅读 2016-10-16 23:03:01
    接上一节 第二章-信源与信息熵(二)   2.4 连续信源的熵与互信息 1. 实际中,连续信源 a) 幅度连续 b) 时间或频率上也连续 2. 统计特性 a) 概率密度函数 3. 用离散变量来逼近连续...
  • 数字视频技术广泛应用于通信、计算机、广播电视等领域, 带来了会议电视、可视电话及数字电视、媒体...下面就长治微波站在数字微波传输系统改造后, 探讨EN2200- M型编码器及数字电视信源编解码技术和应用。  1 数字电
  • 无失真信源编码2

    2021-07-10 20:38:58
    信源无失真编码实质:熵总量是不变的,一个信源的分布也是不能改变的,我们能做的只是通过分组的手段,定义信道能传输的符号并且它和信源原始进行一一映射,使得编码后每一个符号尽可能携带更多的信息量,把平均码长...
  • 3.1信源分类及其数学模型 数学上,信源是产生随机变量XXX,随机矢量X和随机过程X(t)的源。 信源是发出消息(序列)的设备 离散单符号信源 离散多符号信源 当离散多符号信源为无记忆信源时: 离散无记忆...
  • 摘要:信源编码是一个数据压缩的过程,其目的是尽可能地将信源中的冗余度去掉;而信道编码则是一个增加冗余的过程,通过适当加入冗余度来达到抵抗信道噪声,保护传输数据的目的。
  • print('本信源数据为8bit/s(1bytes/s),需要传输', t, '秒') return t def transmission2(sourceBit): t = len(sourceBit) / 8 print('本信源数据为8bit/s(1bytes/s),需要传输', t, '秒') return t #...
  • CMMB 信源压缩技术

    千次阅读 2009-11-19 21:33:00
    移动多媒体广播(CMMB) ——信源压缩技术发布时间: 2008-9-3 作者:国家广播电影电视总局广播科学研究院 郭晓强 解伟 王东飞 付光涛 李小雨 摘要:本文论述了CMMB的信源压缩技术,首先介绍信源压缩编码技术...
  • 目的:提高编码的有效性,就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输。 根据需要的质量标准来去除其中冗余或次要的信息。 语音编码 波形编码 编码速率高,语音质量好。如脉冲编码调制(PCM)和增量调制。 参量编码...
  • 信源编码的三种方式与实现

    万次阅读 多人点赞 2019-01-15 02:01:21
    信源编码的三种方式与实现一、本文概述二、编码原理1. 哈夫曼编码2. 算术编码3. LZ编码三、算法设计思路1. 哈夫曼编码a. 设置功能结构体和函数b. 压缩文件初始化统计表频度读入文件并统计频度对统计表频度排序建立...
  • 信源编码就是将复杂的信源信息如文字、声音、图像、视频等用数字信号来表示的过程。信源编码的作用是将模拟信号转换成数字信号,追求的目标是经济、有效但完整的用数字表达信源信息,不同的信息内容有不同的数字编码...
  • 为提高异构网络视频传输质量,提出一种基于晶格量化的异构网络视频联合信源信道编码方法。首先,利用多描述联合信源信道编码的信号源并行信道传输方案,建立高斯视频源传输的多描述独立的并行信道传输框架;其次,...
  • [实验]无失真信源压缩编码

    千次阅读 2018-03-19 20:09:04
    实验一 无失真信源压缩编码此文系后续整理,懒得copy,对应的方法可以根据需要可以直接下载代码,附件:...
  • 第五章-信源编码(二)

    千次阅读 2016-10-21 22:02:48
    若将信源X通过二元信道传输,就必须把信源符号ai变换成由0,1符号组成的码符号序列,这个过程就是信源编码。 码可分为两类: 固定长度的码,码中所有码字的长度 都相同,如表5-1中的码1就是定长
  • 针对JPEG2000码流的渐进传输特性,提出了一种多参数优化的联合信源信道编码方法,即MPO-JSCC。在码率分配的基础上,动态地选择Turbo码交织长度、迭代译码次数,通过优化编码器多个参数更好地执行不等差错保护策略,...

空空如也

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信源传输率