1、 信息论基础 课程设计报告书 设计题目: 课程设计软件 设计时间: 2012.7.4 至 2012.7.8 指导教师: 评 语: _ _ _ _ 评阅成绩: 评阅教师: -II- 目 录 设计总说明 1 前 言 2 第 1章 总体设计方案 . 3 1.1 软件结构设计 . 3 第 2章 算法思想及设计 . 5 2.1香农编码 5 2.1.1 香农编码思想: . 5 2.1.2 香农编码算法设计: . 6 2.2费诺编码 6 2.2.1 费诺编码思想 6 2.2.2 费诺编码算法设计 7 第 3章 软件详细设计 . 8 3.1主界面设计 8 3.2功能设计 8 3.2.1 香农编码的实现 8 3
2、.2.2 费诺编码的实现 15 3.2.3 有关文档的链接 21 3.2.4 皮肤切换的设计 22 第 4章 软件测试 . 24 4.1香农编码的测试 24 4.1.1 软件运行及结果测试 24 4.2费诺编码的测试 25 4.2.1 软件运行及结果测试 25 4.3测试结果 27 第 5章 总结. 27 参 考 文 献 . 28 附 录 29 -1- 设计总说明设计总说明 早期的数据压缩起源于人们对概率的认识。当对文字信息进行编码时，如果为出现概率较 高的字母赋予较短的编码，为出现概率较低的字母赋予较长的编码，平均编码长度就能缩短不 少。印象中的著名的Morse 电码就是一个范例。信息论之父
3、 C.E.Shannon曾指出，任何信息都存 在冗余，冗余大小与信息中每个符号的出现概率（不确定性）有关。他所提出的无失真信源编 码定理奠定了数据压缩的理论基础。数据压缩的目的就是要消除信息中的冗余，而信息熵及相 关的定理恰恰用数学手段精确地描述了信息冗余的程度。 本文主要采用香农编码和费诺编码方法来描述信源的编码过程。香农编码采用信源符号与概 率由用户输入。通过一定的校验代码确保离散信源的正确性。例如单个符号的概率不能大于1， 概率和不能大于1，信源概率和不为1 时无法编码等校验。由于香农编码是将信源概率由大到小 排序的，所以，本软件也实现了这一点，输入时不必考虑信源概率顺序问题，软件会自动
4、按概 率排序编码。最后将结果显示在 MFC 列表控件上。用户可以将最终结果保存成文件。费诺编码 通过输入字符串来自动计算单个信源符号的概率。当然，为了方便起见，本软件对费诺编码还 提供了打开文件完成信源输入，从而可以更快的输入字符串。进行编码时同样按概率从大到小 排序，同样可以将结果保存到文件中。 本软件界面友好，方便可靠，用户可根据自己的爱好选择不同的界面风格。在首页加入了 好看的 Flash，使软件更为美观。同样反映除了本软件的功能特性。 根据实验要求和日常压缩数据的习惯，本软件最终完成了以下目标： 1、 界面设计友好，美观，数据存储安全，可靠。 2、 操作简便、适用，无冗余操作。 3、
5、编码效率较高，编码时间短。 关键词: 离散信源；香农编码；费诺编码；信源熵 -2- 前前 言言 本课程设计是在学习了信息论与编码和相关开发的软件课程后，让学生通过实际的操 作来熟悉信源编码微机实现，培养学生能够独立的完成对相关课题或者项目的分析能力、设计 能力和调试能力。本课程设计是衔接在大一时 C课程设计之后的，同样是运用MFC程序来设 计，联系本学期所学内容，要求有独立的操作界面。由于在以前有过类似的练习，故在这次的 课程设计相对以前来说不是太难。在这次的课程设计中，着重培养的是学生的自学能力，以及 独立分析互联网上和图书馆里的各种资料，来丰富自己的知识并且提高对数学公式的计算机实 现、VC+等软件的实际操作能力。通过这次的课程设计，能够使学生对已经学习过的信息论与 编码课程的进一步的掌握，能够对知识进行最大程度的消化融汇。因此这次的课程设计对我们 有着非常重要的意义。 本课程设计中用VC+编写出基于MFC 界面的简单软件以实现压缩信源的目的。软件应用香 农编码的相关理论，经过比较系统合理的编程操作，实现可视化的窗口以方便用户使用。通过 简单校验确保信源正确性，保证软件的可靠性。最终将结果保存为文档方便记录编码结果。 通过让完成具体编码算法的程序设计和调试工作，达到提高编程能力和深刻理解编码理论 的目的。培养我们使用计算机和查阅
