无失真信源编码课件.ppt

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1、第五章：无失真信源编码一：信源编码的相关概念二：定长码及定长信源编码定理三：变长码及变长信源编码定理四：变长码的编码方法五：实用的无失真信源编码方法第五章：无失真信源编码信源编码的作用：使信源适合于信道的传输，用信道能传输的符号来代表信源发出的消息；在不失真或允许一定失真的条件下，用尽可能少的符号来传递信源消息，提高信息传输率。以提高通信有效性为目的。通常通过压缩信源的冗余度来实现。采用的一般方法是压缩每个信源符号的平均比特数。1.信源编码概述第五章：无失真信源编码信源编码理论是信息论的一个重要分支，其理论基础是信源编码的两个定理：无失真信源编码定理限失真信源编码定理本章主

2、要介绍无失真信源编码，它实质上是一种统计匹配编码，根据信源的不同概率分布而选用与之相匹配的码。1.信源编码概述（续1）第五章：无失真信源编码信源的统计剩余度主要决定于以下两个因素：1）无记忆信源中，符号概率分布的非均匀性；2）有记忆信源中，符号间的相关性及符号概率分布的非均匀性。1.信源编码概述（续2）怎样压缩信源的冗余度？1)去除码符号间的相关性。2)使码符号等概分布。第五章：无失真信源编码2.信源编码器模型信宿信道信源编码器译码器YXSS’信源编码：将信源符号序列按一定的数学规律映射成码符号序列的过程。图1信源编码器模型第五章：无失真信源编码将信源符号集中的符号（或者长

3、为N的信源符号序列）映射成由码符号组成的长度为的一一对应的码符号序列。编码器码字2.信源编码器模型（续1）信源符号sip(si)码1码2s1p(s1)=1/2000s2p(s2)=1/40110s3p(s3)=1/810110s4p(s4)=1/811111例:5.1第五章：无失真信源编码2.信源编码器模型（续2）第五章：无失真信源编码3.N次扩展码第五章：无失真信源编码3.N次扩展码（续1）二次扩展信源符号二次扩展码码字编码器输出的码符号序列称为码字；长度称为码字长度，简称码长；全体码字的集合C称为码。若码符号集合为X={0,1}，则所得的码字都是二元序列，称为二元码。将

4、信源符号集中的每个信源符号固定的映射成某一个码字，这样的码称为分组码。若一个码中所有码字的码长都相等，则称为定长码；否则为变长码。第五章：无失真信源编码4.关于编码的一些术语第五章：无失真信源编码5.奇异性若一个码中所有码字互不相同，则称为非奇异码；否则为奇异码。信源符号si码1码2s1s2s3s401100110100001第五章：无失真信源编码6.唯一可译性若任意一串有限长的码符号序列只能被唯一地译为对应的信源符号序列，则称此码为唯一可译码。信源符号si码1码2码3s1s2s3s401100110100001010110111唯一可译码应当满足的条件码字与信源符号一一对

5、应2)不同的信源符号序列对应不同的码字序列1)6.唯一可译性（续1）第五章：无失真信源编码第五章：无失真信源编码6.唯一可译性（续2）例1：1)奇异码11译码奇异码一定不是唯一可译码第五章：无失真信源编码6.唯一可译性（续3）2)非奇异码0100001001000010译码译码第五章：无失真信源编码6.唯一可译性（续4）3)等长码非奇异码00011011唯一可译码译码第五章：无失真信源编码6.唯一可译性（续5）4)唯一可译码1001为非即时码1101001000第五章：无失真信源编码6.唯一可译性（续6）5)1010010001唯一可译码01即时为即时码任何一个码字不是其它

6、码字的延长或前缀第五章：无失真信源编码7.即时码若某个唯一可译码在接收到一个完整的码字时无需参考后续的码符号就能立即译码，则称此码为即时码。问题：1)判断下面的码是否即时码？0101101112)等长码是否即时码？第五章：无失真信源编码7.即时码（续1）唯一可译码成为即时码的充要条件：定理5.1一个唯一可译码成为即时码的充要条件是其中任何一个码字都不是其他码字的前缀。信源概率pi编码Ⅰ编码Ⅱ编码Ⅲ编码Ⅳ编码Ⅴs11/2000000s21/401011001s31/810100110011s41/811101111101117.即时码（续2）第五章：无失真信源编码消息0000

7、10010000010011100001010110001110011010100100011111101111101011011011100010011101101111001101010111111117.即时码（续3）第五章：无失真信源编码第五章：无失真信源编码8.即时码的构造方法用树图法可以方便地构造即时码。树中每个中间节点都伸出1至r个树枝，将所有的码字都安排在终端节点上就可以得到即时码。8.即时码的构造方法（续1）0101010100010011一阶节点二阶节点三阶节点0101100110101111第