清华大学电子系信息论课件：信源编码与无失真编码探索

"朱雪龙教授的应用信息论课件，源自清华电子工程系的博士研究生教材，是信息论领域的经典教学资料。课件涵盖了信源与信源无失真编码的主题，深入探讨了通信系统的基本流程、信源编码的理论与实践问题。" 在第二章《信源与信源无失真编码》中，课程首先回顾了通信系统的整体架构，包括信源、信源编码器、信道编码器、信道、信道译码器、信源译码器以及信宿等关键组成部分，强调了在整个通信过程中信息处理的重要性。其中，信源被定义为一个随机过程，其输出序列具有随机性，这促使我们需要找到一种方式来有效刻画和编码这些随机性。 信源编码的主要目标是用最有效的方式表示信源输出的信息。离散随机变量的熵是衡量信息量的一个重要概念，在等概分布时，熵达到最大。然而，实际信源输出往往并非等概分布，因此如何将非等概信源转化为等概，以接近熵的最大值，成为了一个核心问题。这引出了渐进等同分割性质的研究，即通过对信源输出序列进行适当的分割，试图逼近熵的最大化。 课程还提及了解码侧的考虑，如如何唯一恢复原始序列，以及恢复序列的计算复杂度和实际编码方法与理论极限之间的差距。此外，课件还提到了古典概率理论中的大数定律，这是理解信源编码理论基础的重要工具，它保证了在大量独立重复试验中，事件发生的频率趋于其概率，为理解和处理非等概信源提供了数学依据。 在这个章节中，朱雪龙教授通过讲解最大熵原理、等概分布、非等概信源的处理方法以及大数定律的应用，为学生构建了信源编码理论的基础框架，旨在帮助他们理解和掌握信息论的核心概念，为后续的深入学习和研究打下坚实的基础。