信息工程概論

1、信息的定義：維納對信息的定義：信息時人么在適應(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：信息時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從哲學(xué)觀點看：信息始終存在于物質(zhì)和意識的相互作用中，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)識路角度看，信息不是意識本身，而是把外界事物的特征轉(zhuǎn)化為意識的過程，是外界事物向意識事實的過渡環(huán)節(jié)，為意識活動提供根據(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)實驗提供了可能。⑦信息技術(shù)方便地實現(xiàn)了數(shù)學(xué)對象的多重表示。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：調(diào)頻信號： 頻率偏移：， 對于FM： 調(diào)制指數(shù)：m=9、時頻分析的意義：①克服了傅里葉分析時域和頻域完全分離的缺陷，將時域和頻域聯(lián)合起來對信號進(jìn)行分析，能同時考慮到兩方面的性能。②彌補了信號的時間能量密度和頻譜能量密度不能充分描述信號的物理特性的缺陷。③在時頻相平面熵可以精確定位在哪一時刻出現(xiàn)哪些頻率分量，以及某一分量出現(xiàn)在哪些時刻。④對不同情況的信號通過對核函數(shù)施加一些約束條件就可以設(shè)計出符合期望性能的時頻分布來滿足信號處理的要求。⑤為非平穩(wěn)信號分析提供了有效的工具，為信號的分析開辟了新的途徑。10、極大似然估計11、利用調(diào)頻的方法間接地實現(xiàn)調(diào)相，利用調(diào)相的方法間接地實現(xiàn)調(diào)頻對調(diào)制信號f(t)進(jìn)行積分，產(chǎn)生g(t)=,然后把g(t)是為基帶信號，對g(t)進(jìn)行調(diào)相，完成對f(t)的調(diào)頻，同樣的，對調(diào)制信號f(t)進(jìn)行微分，產(chǎn)生h(t)=,然后把h(t)視為基帶信號，對h(t)進(jìn)行調(diào)頻，完成對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)前一個序列后有偶數(shù)個1時候，用100v來代替，否則用000v來代替（第一個特殊序列任意選擇）。②1和v交替。數(shù)字信息中的1與特殊序列中的1當(dāng)做一個整體。③第一個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個量化級 1 2 34 5 6 7 8 9 10 11 1213141516 000000010010001101000101011001111000110110101011110011011110111114. 求信號的短時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)：時移性、頻移性、短時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)：實值性、時間邊緣特性與頻率邊緣特性、時移不變性和頻移不變性、瞬時頻率保持特性、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)為圖像實際編碼的平均碼長，H(x)為熵，則編碼效率,冗余度r=,壓縮比c，為壓縮后的總比特數(shù)。最大壓縮比。當(dāng)符號等概率出現(xiàn)時，熵H(x)取最大值，此時用等長編碼可達(dá)到最高效率，當(dāng)符號不等概論出現(xiàn)時，若仍用等長編碼會降低編碼效率，此時改用不等長編碼可減少平均碼長，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)測編碼線性預(yù)測編碼；矢量量化；模型編碼。19、框架的一般結(jié)論：設(shè),是它的對偶框架，對，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，有，這時.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：(優(yōu)點)數(shù)字圖像易于存儲處理和遠(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）數(shù)字圖像需要更多的比特數(shù)去存儲或傳輸，從而造成從存儲或傳輸?shù)母叱杀尽?2、統(tǒng)計模式識別系統(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）23、常見的模式識別方法：基于決策理論的統(tǒng)計模式識別；基于形式語言理論的結(jié)構(gòu)模式識別；基于模糊數(shù)學(xué)的模糊模式識別，基于人工智能的智能模式識別。24、模糊等價關(guān)系：模糊關(guān)系R滿足自反性、對稱性和傳遞，則稱R為模糊等價關(guān)系。25、模糊集的運算性質(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 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，就能得出使錯誤率最小的分類規(guī)則，稱之為基于最小錯誤率的Bayes決策Bayes估計：設(shè)有一個樣本集X，要找一個估計量以估計X所屬總體分布的某個真實參數(shù)，使由此帶來的Bayes風(fēng)險最小27、編程1、利用matlab命令實現(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、求短時傅立葉變換f(t)=e>>symstf=e