离散无记忆(简单)信源的等长编码 例:离散无记忆简单信源发出的随机变量序列为: 其中U1的事件有3个:{晴,云,阴}。 (U1U2)有9个事件 (晴晴),(晴云),(晴阴),(云晴) 云) (云阴),(阴晴),(阴云),(阴阴)} 用字母表{0,1}对(U1U2)的事件进行2元编码如下: (晴晴)→0000,(晴云)→0001,(晴阴)→0011, (云睛)→0100,(云云)→0101,(云阴)→0111, (阴睛)→1100,(阴云)→1101,(阴阴)→11116
离散无记忆(简单)信源的等长编码 例:离散无记忆简单信源发出的随机变量序列为:…U-2U- 1U0U1U2…。其中U1的事件有3个:{晴, 云, 阴}。 (U1U2 )有9个事件 {(晴晴),(晴云),(晴阴),(云晴),(云云), (云阴),(阴晴),(阴云), (阴阴)}。 用字母表{0, 1}对(U1U2 )的事件进行2元编码如下: (晴晴)→0000,(晴云)→0001,(晴阴)→0011, (云晴)→0100,(云云)→0101,(云阴)→0111, (阴晴)→1100,(阴云)→1101,(阴阴)→1111
离散无记忆(简单)信源的等长编码 如果限定码字的长度为N(即每个码字都是一个N维向 量),则称此编码为等长编码,能够选择的不同码字 的个数为DN 如果限定码字的长度为<N(即每个码字都是一个<N维 的向量),则称此编码为不等长编码,能够选择的不 同码字的个数为 D1+D2+.+D<D(DN-1)/(D-1) ■注意:在不等长编码中,并不能同时使用D(D~-1)(D-1) 个不同的码字。一个长度为2的字母串究竞是两个长度 为1的码字相连,还是一个长度为2的码字?无法识别 在等长编码中不存在这样的识别问题)
离散无记忆(简单)信源的等长编码 ◼ 如果限定码字的长度为N(即每个码字都是一个N维向 量),则称此编码为等长编码,能够选择的不同码字 的个数为DN 。 ◼ 如果限定码字的长度为≤N(即每个码字都是一个≤N维 的向量),则称此编码为不等长编码,能够选择的不 同码字的个数为 D1+D2+…+DN=D(DN-1)/(D-1)。 ◼ 注意:在不等长编码中,并不能同时使用D(DN-1)/(D-1) 个不同的码字。一个长度为2的字母串究竟是两个长度 为1的码字相连,还是一个长度为2的码字?无法识别。 在等长编码中不存在这样的识别问题 )
离散无记忆(简单)信源的等长编码 编码速率:R=MogD/L 能够实现无错编码的要条件是Dk。(即编码速率 R=MlogD/L>logk) 有错编码(U1U2U)的有些不同事件用相同的码字来 表示 ■有错编码的译码方法与“译码错误″概率当使用有错编 码时,必须给出译码方法(一个码字究竟翻译成哪个 P{(U1U2.U1)=(1l2) (l1l2.2)的码字在译码时并不译为(u1l2u)}
离散无记忆(简单)信源的等长编码 ◼ 编码速率 :R=NlogD/L。 ◼ 无错编码 (U1U2…UL )的不同事件用不同的码字来表示。 能够实现无错编码的充要条件是DN≥KL。(即编码速率 R=NlogD/L≥logK) ◼ 有错编码 (U1U2…UL )的有些不同事件用相同的码字来 表示。 ◼ 有错编码的译码方法与 “译码错误”概率 当使用有错编 码时,必须给出译码方法(一个码字究竟翻译成哪个 事件)。“译码错误”的概率定义为 pe = P{(U1U2…UL )=(u1u2…uL ) | (u1u2…uL )的码字在译码时并不译为(u1u2…uL )}
离散无记忆(简单)信源的等长编码 ¤编码速率本来是编码设备的性能指标。这就是说,首 先有了编码设备的编码速率R0,然后选择N和L,使得 实际的编码速率MogD不能超过编码设备的编码速率 口R=MogD/<R0 ¤当编码速率R比较高时,可以选择比较大的N,因此可 供选择的码字比较多,因此更容易设计出能够快速识 别的码,降低译码的难度。当编码速率R比较低时, 意味着使用低成本的编码设备。此时只能选择不大的N, 因此更需要编码的技巧
离散无记忆(简单)信源的等长编码 编码速率本来是编码设备的性能指标。这就是说,首 先有了编码设备的编码速率R0,然后选择N和L,使得 实际的编码速率NlogD/L不能超过编码设备的编码速率 R0 : R=NlogD/L≤R0。 当编码速率R比较高时,可以选择比较大的N,因此可 供选择的码字比较多,因此更容易设计出能够快速识 别的码,降低译码的难度。 当编码速率R比较低时, 意味着使用低成本的编码设备。此时只能选择不大的N, 因此更需要编码的技巧
离散无记忆(简单)信源的等长编码 在无错编码的前提下,编码的最低代价 当 R>logK时,能够实现无错编码。 当R<HU1)时,无论怎样编码都是有错编码。这是因为 R<H(Uh1)≤ogK。 (如果HU1)=logK,则以上两种情形已经概括了全部情 形。但如果HU1)<ogK,则还有一种情形) ■当log砱R>H(U)时,虽然无论怎样编码都是有错编码, 但可以适当地编码和译码使译码错误的概率P仼意小 这就是所谓“渐进无错编码〃
离散无记忆(简单)信源的等长编码 在无错编码的前提下,编码的最低代价 ◼ 当R≥logK时,能够实现无错编码。 ◼ 当R<H(U1 )时,无论怎样编码都是有错编码。这是因为 R<H(U1 )≤logK。 (如果H(U1 )=logK,则以上两种情形已经概括了全部情 形。但如果H(U1 )<logK,则还有一种情形) ◼ 当logK>R>H(U1 )时,虽然无论怎样编码都是有错编码, 但可以适当地编码和译码使译码错误的概率pe任意小。 这就是所谓“渐进无错编码”