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書籍詳細

マルチメディア時代の   情報理論

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小川英一 摂南大名誉教授 工博 著

発行年月日:2000/04/21 , 判 型: A5,  ページ数:208頁

ISBN:978-4-339-02372-5,  定 価:2,592円 (本体2,400円+税)

ジャンル:

マルチメディア情報機器では,情報伝送や記録の高能率・高信頼化のためデータ圧縮や誤り訂正技術が用いられる。本書は,これらの技術の基礎となる情報理論について,基本的事項から身近な機器への応用例までを平易に解説している。

【目次】

1. 情報伝送の基礎知識 
1.1 情報理論とその役割…1
1.1.1 情報理論とは…1
1.1.2 身近になった情報理論…2
1.2 情報通信のしくみ…3
1. 情報伝送の基礎知識 
1.1 情報理論とその役割…1
1.1.1 情報理論とは…1
1.1.2 身近になった情報理論…2
1.2 情報通信のしくみ…3
1.2.1 情報伝送の流れ…3
1.2.2 アナログ情報とディジタル情報…4
1.3 2元符号…6
1.3.1 ビット…6
1.3.2 記号の種類と符号の長さ…6
1.3.3 固定長符号と可変長符号…7
1.4 符号化の役割…8
1.4.1 情報源符号化…9
1.4.2 通信路符号化…9
1.4.3 伝送路符号化…10
1.4.4 良い符号とは…10
1.5 情報伝送の制限要因…11
1.5.1 符号誤りの原因…11
1.5.2 情報の伝送速度…12
1.5.3 周波数帯域幅…12
1.5.4 通信路の容量…13

2. 情報量の数量化 
2.1 情報量と確率との対応…15
2.1.1 情報量の大きさ…15
2.1.2 情報量の加法性…17
2.2 自己情報量…18
2.3 平均情報量(エントロピー)…21
2.3.1 情報源のもつ情報量…21
2.3.2 完全事象と平均値…22
2.3.3 エントロピー…23
2.4 エントロピーの性質…24
2.4.1 エントロピー関数…24
2.4.2 最大エントロピーと冗長度…26
2.4.3 記号間の相関…27

3. 情報源符号化 
3.1 符号の条件と性質…29
3.1.1 符号としての条件…30
3.1.2 符号の木…31
3.1.3 クラフトの不等式…33
3.2 符号の長さ…35
3.2.1 平均符号長…35
3.2.2 符号長の短縮限界…37
3.3 ハフマン符号化…39
3.3.1 ハフマンの符号化法…39
3.3.2 拡大情報源…41
3.3.3 ハフマンブロック符号化…42
3.4 情報源符号化定理…45

4. データの圧縮 
4.1 可逆圧縮と非可逆圧縮…47
4.1.1 可逆圧縮…48
4.1.2 非可逆圧縮…49
4.2 ファクスのデータ圧縮…49
4.2.1 ランレングス符号化…49
4.2.2 MH符号化…50
4.3 テキストのデータの圧縮…51
4.3.1 スライド辞書法…52
4.3.2 動的辞書法…53

5. 通信路符号化 
5.1 誤りの発生と制御…56
5.1.1 誤りの種類…56
5.1.2 誤りの制御・・ARQとFEC…57
5.2 誤り検出・訂正の原理…59
5.2.1 符号語と非符号語…59
5.2.2 冗長度と誤り検出・訂正能力…60
5.2.3 符号化の利得…63
5.3 ハミング距離…64
5.3.1 2元符号の演算…64
5.3.2 符号間のハミング距離…65
5.3.3 符号誤りの表現…66
5.3.4 符号空間…67
5.4 誤り検出・訂正能力…69
5.4.1 符号空間と符号語の領域…70
5.4.2 誤りの検出…70
5.4.3 誤りの訂正…71
5.4.4 ハミング距離と誤り検出・訂正…72
5.5 伝送できる情報量…73
5.5.1 通信路の確率モデル…73
5.5.2 相互情報量…77
5.5.3 通信路容量…81
5.6 通信路符号化定理…82
5.6.1 伝送速度と通信路容量…82
5.6.2 通信路符号化定理…83

6. 基礎的な誤り検出・訂正符号 
6.1 パリティ検査符号…85
6.1.1 単一パリティ検査符号…86
6.1.2 水平・垂直パリティ検査符号…87
6.1.3 誤り検出・訂正能力…88
6.2 ハミング符号…90
6.2.1 ハミング(7,4)符号…90
6.2.2 パリティ検査方程式…91
6.2.3 シンドローム…93
6.2.4 符号化・復号化の論理回路…96
6.3 符号の性質…98
6.3.1 線形符号…98
6.3.2 線形符号のハミング距離…99
6.3.3 巡回符号…100
6.4 行列による表現…101
6.4.1 符号ベクトル…101
6.4.2 パリティ検査行列…101
6.4.3 シンドロームの計算…103

7. 実用的な誤り検出・訂正符号 
7.1 巡回検査(CRC)符号…105
7.1.1 巡回符号と符号多項式…106
7.1.2 CRC符号の計算手順…108
7.1.3 CRC符号の誤り検出…111
7.1.4 符号化・復号化の論理回路…114
7.2 誤り訂正符号…116
7.2.1 BCH符号,RS符号…117
7.2.2 組合せ符号…119
7.2.3 インタリーブ…120
7.2.4 CIRC…121
7.3 畳込み符号…122
7.3.1 畳込み符号化…123
7.3.2 ビタビ復号…127

8. 伝送路符号化 
8.1 伝送路符号…131
8.1.1 波形の制限要因…132
8.1.2 ベースバンド信号波形…132
8.1.3 ディジタル記録用信号…134
8.2 変調方式…135
8.2.1 ディジタル変調…136
8.2.2 多値変調と伝送速度…137
8.2.3 信号空間…139
8.3 変調方式と誤り…141
8.3.1 雑音と誤り率…141
8.3.2 符号化変調…143

9. アナログ信号の情報量 
9.1 アナログ信号のディジタル化…146
9.1.1 標本化…147
9.1.2 量子化(PCM化)…151
9.1.3 多重化…153
9.2 伝送速度と周波数帯域幅…154
9.2.1 伝送速度…154
9.2.2 周波数帯域幅…155
9.3 通信路容量定理…156
9.3.1 伝送速度の最大値…156
9.3.2 符号化定理との関係…158

10. 音声・映像の圧縮 
10.1 音声圧縮の概要…160
10.1.1 オーディオ信号のビットレート…161
10.1.2 音声信号の特徴と圧縮技術…162
10.2 電話音声の圧縮…163
0.2.1 ADPCM…164
10.2.2 音声分析による圧縮…165
10.3 オーディオ信号の圧縮…166
10.3.1 MPEGオーディオ…167
10.3.2 MDの音声圧縮…168
10.4 映像圧縮の概要…169
10.4.1 動画像の圧縮…169
10.4.2 静止画の圧縮…170
10.5 基本的な映像圧縮技術…170
10.5.1 動き補償予測…171
10.5.2 離散コサイン変換(DCT)…171
10.5.3 可変長符号化…173
10.5.4 量子化ステップ制御…174
10.6 MPEGの構成…174
10.6.1 MPEG-1とMPEG-2…174
10.6.2 画面系列…175

付  録
 付録1 情報交換用8ビット符号(JIS標準符号)…177
 付録2 モールス符号…178
 付録3 符号長短縮限界の証明…178
 付録4 ファクスで使われるMH符号…181
参考文献…183
演習問題解答…184
索  引…191

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