信息工程概論

1、信息的定義：維納對(duì)信息的定義：信息時(shí)人么在適應(yīng)外部世界并且使這種適應(yīng)反作用于世界的過程中，同外部世界進(jìn)行交換的內(nèi)容和名稱。本書觀點(diǎn)：信息時(shí)客觀世界中各種食物的變化和特征的最新反映以及經(jīng)過傳遞后的再現(xiàn)。2、信息的本質(zhì)①?gòu)恼軐W(xué)觀點(diǎn)看：信息始終存在于物質(zhì)和意識(shí)的相互作用中，并在這種相互作用中起中介作用。②從本體論角度看，信息既不是事物本身，也不是事物發(fā)出的聲光電熱，而是食物發(fā)出聲光電熱的表征③從認(rèn)識(shí)路角度看，信息不是意識(shí)本身，而是把外界事物的特征轉(zhuǎn)化為意識(shí)的過程，是外界事物向意識(shí)事實(shí)的過渡環(huán)節(jié)，為意識(shí)活動(dòng)提供根據(jù)和內(nèi)容。3、信息技術(shù)的層次關(guān)系主體技術(shù)（四基元：感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù)），應(yīng)用技術(shù)層次，支撐技術(shù)層次和基礎(chǔ)技術(shù)層次4、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)的關(guān)系①數(shù)學(xué)提供信息的表示原理與方法。②數(shù)學(xué)提供信息處理與分析的基礎(chǔ)。③數(shù)學(xué)提供細(xì)細(xì)加密/解密的基礎(chǔ)。④數(shù)學(xué)提供信息處理的算法基礎(chǔ)。⑤數(shù)學(xué)提供信息技術(shù)應(yīng)用的模型化基礎(chǔ)。⑥信息技術(shù)的應(yīng)用綜合數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了可能。⑦信息技術(shù)方便地實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)對(duì)象的多重表示。⑧信息技術(shù)融入數(shù)學(xué)教學(xué)，為學(xué)生進(jìn)一步展示數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過程。⑨信息技術(shù)使數(shù)學(xué)思維可視。⑩信息技術(shù)幫助教師實(shí)現(xiàn)特色教學(xué)。5、通信系統(tǒng)組成6、調(diào)幅指數(shù)信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿m=↑噪聲源7、邊帶功率：平均功率,,其中稱為載波功率,稱為邊帶功率，稱為調(diào)制效率。8、調(diào)相信號(hào)：調(diào)頻信號(hào)： 頻率偏移：， 對(duì)于FM： 調(diào)制指數(shù)：m=9、時(shí)頻分析的意義：①克服了傅里葉分析時(shí)域和頻域完全分離的缺陷，將時(shí)域和頻域聯(lián)合起來對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，能同時(shí)考慮到兩方面的性能。②彌補(bǔ)了信號(hào)的時(shí)間能量密度和頻譜能量密度不能充分描述信號(hào)的物理特性的缺陷。③在時(shí)頻相平面熵可以精確定位在哪一時(shí)刻出現(xiàn)哪些頻率分量，以及某一分量出現(xiàn)在哪些時(shí)刻。④對(duì)不同情況的信號(hào)通過對(duì)核函數(shù)施加一些約束條件就可以設(shè)計(jì)出符合期望性能的時(shí)頻分布來滿足信號(hào)處理的要求。⑤為非平穩(wěn)信號(hào)分析提供了有效的工具，為信號(hào)的分析開辟了新的途徑。10、極大似然估計(jì)11、利用調(diào)頻的方法間接地實(shí)現(xiàn)調(diào)相，利用調(diào)相的方法間接地實(shí)現(xiàn)調(diào)頻對(duì)調(diào)制信號(hào)f(t)進(jìn)行積分，產(chǎn)生g(t)=,然后把g(t)是為基帶信號(hào)，對(duì)g(t)進(jìn)行調(diào)相，完成對(duì)f(t)的調(diào)頻，同樣的，對(duì)調(diào)制信號(hào)f(t)進(jìn)行微分，產(chǎn)生h(t)=,然后把h(t)視為基帶信號(hào)，對(duì)h(t)進(jìn)行調(diào)頻，完成對(duì)f(t)的調(diào)相。12、碼，AM交替反轉(zhuǎn)碼HDB3使用序列000v、100v來代替0000，選擇原則：①當(dāng)前一個(gè)序列后有偶數(shù)個(gè)1時(shí)候，用100v來代替，否則用000v來代替（第一個(gè)特殊序列任意選擇）。②1和v交替。數(shù)字信息中的1與特殊序列中的1當(dāng)做一個(gè)整體。③第一個(gè)v的極性與他前面的1的極性相同。 AMI碼以零電平表示0，二進(jìn)制的1則用交替地交換+E和-E表示的歸零碼13、折線編碼：①x1表示量化電平的極性，正用1表示，負(fù)用0表示。②x2、x3、x4表示量化電平絕對(duì)值所落在的段落 1 2 3 4 5 6 7 8000 001 010 011 100 101 110 111③x5、x6、x7、x8表示段內(nèi)16個(gè)量化級(jí) 1 2 34 5 6 7 8 9 10 11 1213141516 000000010010001101000101011001111000110110101011110011011110111114. 求信號(hào)的短時(shí)傅里葉變換及其性質(zhì)①定義：STFTf(t,w)=②譜圖定義：Pf(t,w)=|STFTf(t,w)|2=||③性質(zhì)：時(shí)移性、頻移性、短時(shí)傅里葉變換具有頻移不變性15. WVD的定義與性質(zhì)①定義：Wf(t,w)=②性質(zhì)：實(shí)值性、時(shí)間邊緣特性與頻率邊緣特性、時(shí)移不變性和頻移不變性、瞬時(shí)頻率保持特性、有限制成特性、反演性16. 小波變換的定義及性質(zhì)①定義：WTf(U,S)=<f,>=②性質(zhì)：、||||=117、無失真編碼的一般理論：I(x)為圖像實(shí)際編碼的平均碼長(zhǎng)，H(x)為熵，則編碼效率,冗余度r=,壓縮比c，為壓縮后的總比特?cái)?shù)。最大壓縮比。當(dāng)符號(hào)等概率出現(xiàn)時(shí)，熵H(x)取最大值，此時(shí)用等長(zhǎng)編碼可達(dá)到最高效率，當(dāng)符號(hào)不等概論出現(xiàn)時(shí)，若仍用等長(zhǎng)編碼會(huì)降低編碼效率，此時(shí)改用不等長(zhǎng)編碼可減少平均碼長(zhǎng)，提高編碼效率。18、常見的限失真編碼：變換編碼K-L變換編碼、離散余弦變換（DCT）和小波變換，最廣泛應(yīng)用的是變換編碼；預(yù)測(cè)編碼線性預(yù)測(cè)編碼；矢量量化；模型編碼。19、框架的一般結(jié)論：設(shè),是它的對(duì)偶框架，對(duì)，則f可由以下公式進(jìn)行重構(gòu)，,特別地，當(dāng)為緊湊框架時(shí)，有，這時(shí).20、圖像壓縮編碼分為：無失真編碼、限失真編碼。21、數(shù)字圖像的優(yōu)缺點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))數(shù)字圖像易于存儲(chǔ)處理和遠(yuǎn)距離傳輸，并可多次中繼而不引起噪聲的嚴(yán)重累積，從而可獲得比模擬傳輸更高的通信質(zhì)量。（缺點(diǎn)）數(shù)字圖像需要更多的比特?cái)?shù)去存儲(chǔ)或傳輸，從而造成從存儲(chǔ)或傳輸?shù)母叱杀尽?2、統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別系統(tǒng)的組成：數(shù)據(jù)獲取預(yù)處理特征提取和選擇（分類決策、分類器設(shè)計(jì)）23、常見的模式識(shí)別方法：基于決策理論的統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別；基于形式語言理論的結(jié)構(gòu)模式識(shí)別；基于模糊數(shù)學(xué)的模糊模式識(shí)別，基于人工智能的智能模式識(shí)別。24、模糊等價(jià)關(guān)系：模糊關(guān)系R滿足自反性、對(duì)稱性和傳遞，則稱R為模糊等價(jià)關(guān)系。25、模糊集的運(yùn)算性質(zhì)：①交換律：AUB=BUA,A②結(jié)合律，③分配律：，④吸收律：，⑤德摩根律：，⑥雙重否定律：⑦冪等律：⑧兩極律：，，26、Bayes決策Bayes估計(jì) Bayes決策：在模式分類問題中，人們往往希望盡量減少分類的錯(cuò)誤，從這樣的要求出發(fā)，利用概率論中的Bayes公式，就能得出使錯(cuò)誤率最小的分類規(guī)則，稱之為基于最小錯(cuò)誤率的Bayes決策Bayes估計(jì)：設(shè)有一個(gè)樣本集X，要找一個(gè)估計(jì)量以估計(jì)X所屬總體分布的某個(gè)真實(shí)參數(shù)，使由此帶來的Bayes風(fēng)險(xiǎn)最小27、編程1、利用matlab命令實(shí)現(xiàn)，傅里葉變換例：求解：symt; fourier(exp(-5*abs(t))) ans= 10/(25+)2、利用matlab命令實(shí)現(xiàn)傅里葉逆變換例：求的傅里葉逆變換f(t)解：symstwIfourier(4/(4+),t) ans= ……3、求短時(shí)傅立葉變換f(t)=e>>symstf=e