信息论与编码实验指导书：理论实践的结合

信息论与编码实验指导书 信息论与编码是电子信息类专业高年级学生必修的专业基础课，涉及多个学科，需要广泛数学知识。为帮助学生更好地掌握信息论基本概念和分析方法，编写了《信息论与编码实验指导书》。本书共分四个实验，分别是信息熵与图像熵计算、Huffman编码实验、算术编码实验和CRC校验编码实验。 一、信息熵与图像熵计算实验 信息熵是信息论的核心概念，衡量的是一个随机变量的不确定性。信息熵的计算可以通过MATLAB软件实现。实验中，学生需要复习MATLAB的基本命令，熟悉MATLAB下的基本函数，然后编写MATLAB源代码，求信源的信息熵。同时，学生还需要根据图像熵基本知识，综合设计出MATLAB程序，求出给定图像的图像熵。 信息熵计算公式为： H(X) = - ∑ (p(x) \* log2(p(x))) 其中，H(X)是信息熵，p(x)是概率密度函数。 二、Huffman编码实验 Huffman编码是一种变长前缀编码，用于无损压缩数据。实验中，学生需要学习Huffman树的构建和编码过程，然后编写MATLAB程序，实现Huffman编码。 Huffman树的构建过程： 1. 将所有符号的权值计算出来 2. 将符号按照权值从小到大排序 3. 将符号组合成树形结构 4. 对每个符号分配唯一的编码 三、算术编码实验 算术编码是一种统计编码技术，用于压缩数据。实验中，学生需要学习算术编码的基本原理，然后编写MATLAB程序，实现算术编码。 算术编码的基本原理： 1. 将数据转换为概率密度函数 2. 计算概率密度函数的累积分布函数 3. 对数据进行编码 四、CRC校验编码实验 CRC校验是一种循环冗余校验技术，用于检测数据传输中的错误。实验中，学生需要学习CRC校验的基本原理，然后编写MATLAB程序，实现CRC校验编码。 CRC校验的基本原理： 1. 将数据转换为二进制码 2. 计算二进制码的CRC校验码 3. 将CRC校验码附加到数据中 《信息论与编码实验指导书》旨在帮助学生更好地掌握信息论基本概念和分析方法，通过实验实践，提高学生的分析和解决实际问题的能力。