第一次作业

一、 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?

      我的理解是:我们需要压缩的是物理空间,如存储器、光盘等数据存储介质;时间空间,传输消息所给定的时间;电磁频段,传输给定消息集合所要求的频谱、贷款等。究竟要压缩什么,要根据实际需要与技术来决定。

1-2、数据压缩的另一个基本问题是“为什么进行压缩”,对此你有事怎样理解?

       数据压缩就是以紧凑的方式表示信息的技术或科学。这样可以节约存储空间,还可以提高传输速率。

1-6、数据压缩技术是如何分类的?

      根据重构要求可分为:无损压缩和有损压缩。

二、参考书《数据压缩导论(第四版)》Page 8  

 1.4 项目与习题

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:备注:压缩比=压缩文件大小/原文件大小

文件类型 压缩前 压缩后 压缩比
文本 13.2MB 848KB 0.624
图像 5.94MB 5.26MB 0.886
视频 50.0MB 46.6MB 0.932

结论:有上述可以看出,文本的压缩率小于图像的压缩率,而图像的压缩率小于视频的压缩率。所以不同的文件压缩率是不同的,有的文件类型压缩之后会比原文件类型小很多,而有的文件压缩前后没有多大变化。

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 thethatto之后,仍然能传递相同的意思。用被删除的单词数与原文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:我们不能对摘自不同来源的文字的冗余度做定量论述。

      理由:因为在处理文本时,除了冗余外,还有的单词经常重复出现,不同来源的文字,重复度是不一样。情况也不一样,处理方式也不同。

三、 参考书《数据压缩导论(第4版)》Page 30   3, 5, 7 

3、给定符号集A={a1,a2,a3,a4},求一下条件下的一阶熵:

aP(a1)=P(a2)=P(a3)=P(a4)=1/4

bP(a1)=1/2 ,   P(a2)=1/4 ,    P(a3)=P(a4)=1/8 

cP(a1)=0.505 ,    P(a2)=1/4 ,   P(a3)=1/4 ,   P(a4)=0.12 

答:

a)一阶熵:

 -4*1/4*log(1/4)=2

b)一阶熵:

 -1/2*1*log(1/2)+(-)1*1/4*log(1/4)+(-)2*1/8*log(1/8)=7/4

c)一阶熵: 

 -1*0.505*log(0.505)+(-)2*1/4*log(1/4)+(-)1*0.12*log(0.12)=1.375

 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。

b)根据这些熵,能否推断此序列具有什么样的结构?

 

答:(a)首先总的字母有84个,其中字母A出现21次,字母T出现23次,字母G出现16次,字母C出现24次。

各字母的概率值如下:

P(A)=21/84=1/4=0.25;

P(T)=23/84=0.27;

P(G)=16/84=4/21=0.19;

P(C)=24/84=2/7=0.29.

一阶熵为:

  (-log2(0.25))*(0.25)+(-log2(0.27))*(0.27)+(-log2(0.19))*(0.19)+(-log2(0.29))*(0.29)

= 0.50 + 0.51+  0.47+  0.51

=1.99 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?

 

 

原文地址:https://www.cnblogs.com/yaocuiyin/p/4766125.html