1、 教材习题1-1,1-2,1-6,
1.1 数据压缩的一个基本问题是“我们要压缩什么”,对此你是怎样理解的?
答:数据压缩是以最小的数码表示信源所发的信号,减少容纳给定消息集合或数据采样集合的信号空间,所谓的信号空间就是被压缩对象,也就是“我们要压缩什么”。
1.2 数据压缩的另一个基本问题是“为什么进行压缩”,对此你又是怎样理解的?
答:因为多媒体所处理的对象包括图像、视频和声音等多媒体的数据量非常大,如果不进行数据压缩传输和存储都难以实用化,而经过数据压缩可以将一些占用内存大
的多媒体数据压缩成晓得文件内存,方便传递。
1.6 数据压缩技术是如何分类的?
答:数据压缩技术从数据压缩算法分为两大类:有损压缩和无损压缩。
2、 参考书《数据压缩导论(第4版)》Page 8 1.4
1)用你的计算机上的压缩工具来压缩不同文件,研究原文件的大小和类型对于压缩文件与原文件大小之比的影响
答:不同的文件类型压缩出来的比例不一样,doc,tet,sql数据库等文件的压缩比例非常大,但是像jpg,mp3等本身就是压缩格式的数字音频或者图片文件,压缩出来的比例就不太大。
2)从一本通俗杂志中摘录几段文字,并删除所有不会影响理解的文字,实现压缩。例如在“This is the dog that belongs to my friend”中,删除“is”“the”“that”和“to”之后,仍然能传递相同意思。用被删除的单词数与原本的总单词数之比来衡量文本中的冗余度。用一本技术期刊中的文字来重复这一次实验,对于摘自不同来源的文字,我们能否就其冗余度做出定量论述?
答:冗余度表示征源信息率的多于程度,是描述信源客观统计特性的一个物理量,也可以说是从多余的一个量。它不影响数据的完整,因为这一个多余量的存在,才能对其信源进行压缩,压缩后不会影响传递信息。冗余度越大,压缩潜力也就越大。信源=信息+冗余度。
3、 参考书《数据压缩导论(第4版)》Page 30 3, 5, 7(a)
(3) 给定符号集A={a1,a2,a3,a4},求以下条件下的一阶熵:
a) p(a1)=p(a2)=p(a3)=p(a4)=1/4;
解 一阶熵为:
H=-4*(1/4)log2(1/4)=2bit/symbol
b) p(a1)=1/2,p(a2)=1/4,p(a3)=p(a4)=1/8;
解 一阶熵为:
H=-{1/2log2(1/2)+(1/4)log2(1/4)+(1/8)log2(1/8)+(1/8)log2(1/8)}=1.75bit/symbol
c) p(a1)=0.505,p(a2)=1/4,p(a3)=1/8,p(a4)=0.12.
解 一阶熵为:
H=-{0.505log2 0.505+(1/4)log2(1/4)+(1/8)log2(1/8)+0.12log2 0.12}=1.74bit/symbol
(5) 考虑以下序列:
ATGCTTAACGTGCTTAACCTGAAGCTTCCGCTGAAGAACCTG
CTGAACCCGCTTAAGCTTAAGCTGAACCTTCTGAACCTGCTT
(a) 根据此序列估计各概率值,并计算这一序列的一阶熵.
根据题意可得:
P(A)==1/4 、P(G)=4/21 、P(C)==2/7、P(T)=23/84
则这一序列的一阶熵为:
-1/4*log2(1/4)-23/84*log2(23/84)-4/21*log2(4/21)-2/7*log2(2/7)
=0.5+0.512+0.457+0.514
=1.983(bit)
(7)做一个实验,看看一个模型能够多么准确地描述一个信源。
(a)编写一段程序,从包括26个字母的符号集{a,b,...,z}中随机选择字母,组成100个四字母单词,这些单词中有多少是有意义的?
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<time.h> int main() { int s,i,j; char w[100][100]; srand(time(NULL)); for(i=0;i<100;i++) { for(j=0;j<4;j++) { s=rand()%26; w[i][j]=s+'a'; } w[i][4]='