(IX;y?0)???p(xi/0)log2i?01p(xi/0)61212??log2?log2?0.41(比特)p(xi)7777
(IX;Y)??p(yj)p(xi/yj)log2i,jp(xi/yj)p(xi)?0.31(比特)
2-24某一无记忆信源的符号集为{0,1},已知p0?1/4,p1?3/4。 (1)求符号的平均熵。
(2)有100个符号构成的序列,求某一特定序列(例如有m个“0”和(100-m)
个“1”)的自信息量的表达式。 (3)计算(2)中的序列的熵。
?解:(1)H(X)134log24?log2?0.81(比特/符号) 44313p(x?m)?()m()100?m(2) 44I(X)?200?100log23?mlog23?41.5?1.59m(比特)(3)由于该信源是无记忆的符号集,所以 H(X
3-1将某六进信源进行二进编码如下表所示。求 (1)这些码中哪些是唯一可译码? (2)哪些码是非延长码(即时码)?
100)?100H(X)?100?0.81?81(比特/符号序列 )6
(3)所有唯一可译码的平均码长和编码效率。 符号 概率 C1 000 C2 0 C3 C4 0 C5 C6 u1 1/2 0 1 01 u2 u3 1/4 001 01 10 10 000 001 1/16 010 011 110 1101 001 100 u4 u5 u6 1/16 011 0111 1110 1100 010 101 1/16 100 01111 11110 1001 110 110 1/16 101 011111 111110 1111 110 111 解:(1)根据kraft不等式,C5中可译码
?2?ki?2?1?5?2?3?i?169>1,所以C5不是唯一8C1,C2,C3,C4,C6中C4不是唯一可译码。例如1001010,有2译码方
式
u2u1u2u2和u5u1u2,所以C4不是唯一可译的,C1,C2,C3,C6是唯一
可译码。
(2)根据即时码定义,即时码又叫非前缀码,C2中u1是其它码的前缀,故C2不是
7
即时码。因此C1, C3,C6是即时码。
(3)C1:平均码长k1平均信息率
?3(码字符号/信源符号)
K1?k1log2m?k1?3(比特/符号)
111H?X??log22?log24?4?log216?(比特2/符号序列)
2416H(X)2??66.7% 3K1
??C2:k2?
11117?1??2??(3?4?5?6)?(比特/符号) 24168??H(X)2?17?94.1%
k28 C3:k3?(比特/信源符号)178 ??H(X)2??94.1% 17k38C6:k6?111?2??3??3?4?2.5(比特/符号) 2416 ??H(X)2??80% 2.5k68
3-5某信源有8个符号?u1?u8?,概率分别为1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/128,1/128,编成这样的码:000,001,010,011,100,101,110,111。求 (1)信源的符号熵H(U);
(2)出现一个“1”或一个“0”的概率; (3)这种码的编码效率; (4)相应的香农码和费诺码; (5)该码的编码效率。
11111解:(1) H(u)?log22?log24?log28?log216?log2322481632
?11log264?(log2128)?2?1.98(比特/符号)641281121211121111?????????????0.8 243831633236431283 0.(2)p(0)? p(1)??1p(?0)(3)??H(X)1.984??66%
3Klog221(4)(5)香农码: 信源消息符号ui 符号概率累加概率p(ui) pi ??log2p(ui)? 码字 码字长度 u1 1/2 0 1 0 1 9
u2 u3 1/4 1/2 2 10 2 1/8 3/4 3 110 3 u4 u5 u6 u7 u8 1/16 7/8 4 1110 4 1/32 15/16 5 11110 5 1/64 31/32 6 111110 6 1/128 63/64 7 1111110 7 1/128 127/128 7 1111111 7 ??1.9841111111??2??3??4??5??6??7?2248163264128log221?1费诺码:
10