信息论与编码用于哪些发展

① 信息论与编码学的是啥

信息论与编码主要分两部分,前几章主要讲信息方面的,后几章讲编码方面的.由信源,信道到信宿,讲信息符号的传播.为了传播的安全性,对其进行编码加密等.我们刚学完这门课,不是很难.祝你天天好成绩.

② 求助：信息论与编码理论的最新发展动态及其成果

你的提问很有创意！！
有一个比知识更天然和更基础的概念，这个概念便是信息。但信息如若没有定义，则是个贫乏的概念，其他概念也不能据此得到表达和关联。而信息流的运作层面，要比知识的获取和传播更为基本。因此，信息尽管也通过语言传递，但也只在由知觉传递，由记忆储存。
量子理论与相对论是二十世纪物理学两大支柱，也是二十世纪物理学所取得的最辉煌的成果。到1982年，Wotters和Zurek在《Nature》杂志上发表一篇短文，提出所谓的量子不可克隆定理：即一个未知的量子态不可能被完全精确复制。这个定理，虽然有人认为已经蕴涵在量子态叠加原理的最基本的量子力学原理之中，其实质是量子态叠加原理的一个重要推论，但笔者不完全同意这个结论；量子不可克隆定理给量子信息的提取设置的不可逾越的界限，以及“量子态不可克隆原理”指明环境的不可避免地破坏量子的相干性，就已经能说明，克隆与不可克隆，其本质是介入传统问题的新视角。而且量子不可克隆定理已经开始能应对来自信息世界和信息社会新的智力挑战。
然而早在17世纪的科学革命，使哲学家将其注意力从可知客体的本质转移到客体与认知主体之间的知识关系，随后而来的信息社会的发展以及现在管理信息圈的工具、组织、信息圈数百万人打发他们时间的语义环境的出现，信息已上升为一个基本概念，并突出了信息与计算科学的概念、方法和理论基础。这是自人工智能早期工作以来就很清楚的事。特别是1948年，申农(Shannon)指出通信的极限而奠定的信息论基础；这个基础最初出发点似乎非常简单，但却不简单。申农定义的“信息”概念是，信息的最基本形式是某一事物的对与错。
这个“对与错”，和“克隆与不可克隆” ，介入信息的视角是完全不同的，其本质是电脑（电子计算机）信息论。因为“对与错”可以用一个二进制单位，或者说一个“比特”，以“1”或“0”的形式来表达。在这一过程中，申农有一个惊人的发现，通过信息编码来对付各种形式的干扰，能将信息从一个地点传送到另一个地点。目前， 关于电脑与信息研究，已经结出累累硕果，影响也日益广泛，可以说，现在信息论研究的三个范畴：A. 狭义信息论；B. 一般信息论；C. 广义信息论，其本质都属于电脑信息论，即是可克隆的内容。
同时申农的定义，使信息成为人们对事物了解的不确定性的消除或减少。这也是从“对与错”的角度下的定义，例如信源发出了某种情况的不了解的“对”的状态，即消除了不定性；并且能用概率统计的数学方法，来度量为定性被消除的量的大小：如以H（x）为信息熵，是信源整体的平均不定度；而信息I（p）是从信宿角度代表收到信息后消除不定性的程度，所以它只不在信源发出的信息熵被信宿收到后才有意义。在排除干扰的理想情况下，信源发出的信号与信宿接收的信号一一对应，H（x）与I（p）二者相等。所以信息熵的公式也就是信息量的分式。当对数以2为底时，单位称比特（bit）,信息熵是l0g2=1比特。然而在热力学中，熵是物质系统状态的一个函数，它表示微观粒子之间无规则的排列程度，即表示系统的紊乱度。这正如一个系统中的信息量是它的组织化程度的度量，一个系统的熵就是它的无组织程度的度量；即这一个正好是那一个的负数。这也说明信息与熵是一个相反的量，信息是负熵，它表示系统获得后无序状态的减少或消除，即消除不定性的大小。
然而，不管是语法信息、语义信息、语用信息；离散信息、连续信息；二元信息、多元信息；自然信息，社会信息，科技信息，文艺信息，经济信息；前馈信息、反馈信息；真实信息、虚假信息；有用信息、无用信息；概率信息，突发信息，确定信息、模糊信息等，从应用、来源、载体分类来说多么复杂，但它们具有的，1、可识别；2、可转换；3、可传递；4、可加工处理；5、可多次利用（无损耗性）；6、在流通中扩充；7、主客体二重性；8、可度量性；9．可存储性；10．时效性；11．排序性等，都与“可克隆”的性质类似。特别是关于信息传输的有效性、可靠性、保密性和认证性研究中，例如信源熵的定义、量化，信源编码、信道编码、加密编码、解密编码，以及关于信息的计量、发送、传递、交换、接收和储存等问题，更是属于的电脑信息论的内容。
1956年，法国物理学家布里渊出版《科学与信息论》专着，从热力学和生命等许多方面探讨信息论，把热力学熵与信息熵直接联系起来，使热力学中“麦克斯韦尔妖”的佯谬得以解释。1964年，英国神经生理学家W.B.Ashby发表的《系统与信息》等文章，还把信息论推广应用到生物学和神经生理学领域。这些研究，以及后来从经济、管理和社会的各个部门对信息论的研究，使信息论远远地超越了申农原通信技术的领域。目前的哲学家、经济学家、计算机和情报工作者以及普通老百姓，可以完全不理会电脑信息论中隐藏的“克隆”概念的认同，而且类似天气预报信息，股价预测信息，谎报军情信息、经济信息等和信息价值的度量及优化，好似与电脑信息论的研究范围和数学工具无关，比如有效市场理论中“股票价格反映公司所有公开的信息”的“信息”的用法，一些反对电脑信息论的专家认为，这是把公开的资料(文字数据)本身当作信息，实际上各人对资料理解的不同，信息(量)是不同的。因此，他们希望扩大信息的研究范围和数学工具，但此追求其本质仍然是一个提高“克隆”或“对”质量的问题。

二、量子计算机信息论

量子计算机（量脑）和三旋理论的出现，也许能更从多方面揭开“信息”与“克隆”关系的谜底，为“信息”的本质提供更为清晰的图象。因为量子计算机和电脑的原理是不相同的 。这个中的道理是，量子理论虽然把任何事物包括光、物质、能量甚至时间都看成是以大量的量子形式显现的，并且这些量子是粒子和波的多种组合，以多种方式运动，但量子的拓扑几何形状抽象却长期没有统一。一种认为量子是质点，如类粒子模型；一种认为量子是能量环，如类圈体模型。电子计算机属类粒子模型，因为它的微处理器是以大规模和超大规模半导体集成电路芯片为部件，这是以晶体能带p-n结法则决定的电子集群粒子性为基础得以开发的。而量子计算机则属于类圈体模型，因为一台桌式量子计算机的基本元件如核磁共振分光计，它操纵的是量子的自旋，而类圈体模型最具有自旋操作的特色。类圈体的三旋即面旋、体旋、线旋不仅可以用作夸克的色动力学编码，而且也可以用作量子计算逻辑门的建造。因为类圈体的三旋根据排列组合和不相容原理，可构成三代62种自旋状态，并且为量子的波粒二相性能作更直观的说明：在类圈体上任意作一个标记（类似密度波），由于存在三种自旋，那么在类圈体的质心不作任何运动的情况下，观察标记在时空中出现的次数是呈几率波的，更不用说它的质心有平动和转动的情况。这与量子行为同时处于多种状态且能同时处理它的所有不同状态是相通的。而这正是量子计算机开发的理论基础，并且能提高计算速度。即由信息与电子计算科学（电脑）、信息与通信技术，引起的实践与概念的转换，正在导致一场大变革，然而电脑的信息革命却误导了人们，以为仅仅是电子计算机正面临晶体管的尺寸缩小到常规微芯片的极限，显示的量子行为的限制，才要求功能强大的量子计算机的。
并且，这也不是有的人认为的，量子计算机的研究范围和数学工具，与电脑信息论并没有本质的不同。例如，量子计算机利用量子行为能同时处于多种状态且能同时处理它的所有不同状态，类似打开一把有两位的号码锁，在电子计算机中，一位的状态由0或1规定，两位就构成4种不同，即0与0，0与1，1与0，1与1。随着计算过程的进行，数据位就能很有秩序地在众多的逻辑门间移动，因此在电子计算机中可能需要进行4次尝试才能打开的计算，在类似的一台由极少量的氯仿构成的两位量子计算机中，一个量子位可同时以0和1的状态存在，两个量子位也构成类似的4种不同状态，而量子位却不需移动，要执行的程序被汇编成一系列的射频脉冲，通过各种各样的核磁共振操作把逻辑门带到量子位那里，该锁只用一步就被打开。
当然，也有更多的人认为，不应低估接受“克隆与不可克隆” 范式，所要遇到的不可逾越的困难。然而，正是量子不可克隆的不可逾越，才能理解爱因斯坦关于“我不相信上帝在掷骰子”的话。因为笔者认为，爱因斯坦是从宏观物质的清楚、精确的信息非常多，而不可克隆，说的对物质实体、实在、结构最为本质的看法。在这一点上，爱因斯坦和玻尔并没有本质的分歧。不信，就看下面以“克隆与不可克隆” 范式，对微观物质和宏观物质作的对比分析研究。
1、由于事物能“一分为二”或有“双重解”结构，例如物质可分为微观物质和宏观物质，我们也把信息“一分为二”，类似“实体”的信息，设叫“结构信息”；类似“关系”的信息，设叫“交换信息”，这仅是和“克隆与不可克隆”作的近似对应，即假设“交换信息”是“可克隆”的，而“结构信息”是“不可克隆”的。现以 “人”代表宏观物质，以“量子”代表微观物质，作对比分析研究。
2、从时序上来说，宏观物质“结构信息”的“人”，只能从“活”到“死”，不能从“死”到“活”。这是非常清楚、精确的信息；因一个“人”的清楚、精确的信息非常多，这是不能作假的，所以这个真“人”“不可克隆”，即真品克隆就成了赝品。但宏观物质“结构信息”的“人”的这种清楚、精确的信息虽然非常多，而类似发生从“活”到“死”的概率少，且类似相同信息发生的间隔大，所以是一种弱“不可克隆”。因此对“交换信息”的“人”，是可以克隆的，例如戏剧、电影，拌演真人的演员这种克隆“人”，就可以从“活”到“死”，也可以从“死”到“活”。其原因不光是改变了时序问题，而且还存在“速度”问题。从速度上来说，宏观物质一般远离“光速”，“结构信息”的“人”也远离“光速”，因此“交换信息”的“人”容易“克隆”，而且这是一种强“克隆”。
3、再说微观物质，由于存在不确定性原理，量子存在涨落，因此好似不清楚、精确的信息非常多，容易克隆，即如俗话说的：“画鬼易，画人难”，因为人，大家清楚，而鬼大家不清楚，可随便画。但事实上，从时序上来说，“结构信息”的“量子”不但能从“存在”到“消失”，而且也能从“消失”转到“存在”，这些清楚、精确的信息非常多，因此“量子”克隆既难又不容易。其次，从速度上来说，微观物质一般接近“光速”，“结构信息”的“量子”也接近“光速”，量子涨落的速度也接近“光速”，而且这种类似相同信息发生的间隔小，概率又多，因此“量子”是“不可克隆”的；而且这是一种强“不可克隆”。是否“交换信息”的“量子”也不可克隆的呢？这要取决于具体情况。否定随机性的学者认为，随机性并非无序性；在真正的无序系统中，小误差会以几何级数迅速发展，所以类似掷骰子的随机或概率是由两个原因引起的，一是像掷骰子一样，人们不知道它的初始状态；二是它的无序运动。
量子不可克隆为量子编码的绝对安全性提供了基础，但也存在概率误差迅速发展的环节。这让我国以郭光灿、段路明教授为首的科学家独辟蹊径，避开量子不可克隆的研究方向，提出了“量子概率克隆机”，这一理论随后被国际许多着名的实验室所证明，被誉为“段-郭概率克隆机”，他们推导出的最大概率克隆效率公式，被国际上称为“段-郭界限”。其原理是，量子态在超辐射的条件下会发生集体效应，能在消相干的环境下保持其相干性，这一研究成果被国际学术界称为“无消相干子空间理论”。他们运用“无消相干子空间理论”，在国际上首创了“量子避错编码原理”，从根本上解决了量子计算中的编码错误造成的系统计算误差问题。即这里“交换信息”的“量子”的克隆，是一种弱“克隆”。
4、综合上述“信息”的“双重解”结构，不管是强“不可克隆”，还是弱“不可克隆”，“结构信息”一般是“不可克隆”的。而不管是强“克隆”，还是弱“克隆” ，“交换信息”一般是“克隆”的。而所谓的观察、测量，其本质也是一个“克隆”问题。但量子计算机的计算本质，则不类似电脑是一个提高“克隆”质量的问题，而是一个把“不可克隆”的问题，转化为一个可观察、测量的“克隆”问题。

三、信息范型、结构信息、交换信息的定义

人类需要随时获取、传递、加工、利用信息，否则就不能生存。人类早期只是用语言和手势直接进行通讯，交流信息。人们获得信息的方式也是两种；一种是直接的，即通过自己的感觉器官，耳闻、目睹、鼻嗅、口尝、体触等直接了解外界情况；一种是间接的，即通过语言、文字、信号……等等传递消息而获得信息。人类的社会生活是不能离开信息的。人类不仅时刻需要从自然界获得信息，而且人与人之间也需要进行通讯，交流信息。长期以来，人们对结构信息、交换信息和信息范型的认识都比较模糊，也众说纷纭。现在通过对电脑信息论到量子计算机信息论的研究，已能对它们作出定义。
结构信息：观察、测量的事物不管是强“不可克隆”，还是弱“不可克隆”，一般是指“不可克隆”的结构交换。
交换信息：观察、测量的事物不管是能强“克隆”，还是弱“克隆” ，一般是指能“克隆”的交换结构。
信息范型：指对信息作的“克隆与不可克隆”的“双重解”分类，一般仅指结构信息和交换信息这两类范式。
人们对于信息的了解，比对于物质和能量的了解晚，至今信息是什么？尚未形成一个公认的、确切的定义。 英文信息一词（Information）的含义是情报、资料、消息、报导、知识的意思。所以长期以来人们就把信息看作是消息的同义语，简单地把信息定义为能够带来新内容、新知识的消息。但是后来发现信息的含义要比消息、情报的含义广泛得多，不仅消息、情报是信息，指令、代码、符号语言、文字等，一切含有内容的信号都是信息。有人还把消息、情报、信号、语言等等，都认为是信息的载体，而信息则是它们荷载着的内容。现何能定义信息范型、结构信息、交换信息等概念呢？其实，通过对电脑信息论到量子计算机信息论的研究，也提高了人们对信息是宇宙中除物质和能量外的第三个“要素”的认识，而且已经能给“信息”作出一个完整、全面的定义。
信息：是除物质和能量外包含时序与概率的第三个“要素”，既能包容“对与错”，又能包容“克隆与不可克隆”的结构与交换。
这里，包容“对与错”，就有“熵”的存在，也有不确定性的消除或减少。这里，包容“克隆与不可克隆”，就有“构成论”与“生成论”，或“物质实体”与“关系实在”，或“自在实体”与“现象实体”的存在，也有“显析序”与“隐缠序”，或“现实世界”与“可能世界”的分辩。本文不准备对此作更的解释，这里再以爱因斯坦针对玻尔的量子论的关于“我不相信上帝在掷骰子”的说法作些分析。这个跨世纪影响的争论，让半个多世纪以来的许多理论物理学家和哲学家，竞相误导和夸大爱因斯坦与玻尔之间的分歧。其实，从信息范型的“双重解”看，爱因斯坦与玻尔之间没有矛盾，他们俩人研究的都是“结构信息”，得出的研究成果也都是“交换信息”，只不过爱因斯坦的相对论研究的是宏观物质，玻尔的量子论研究的是微观物质，其研究成果“交换信息”，宏观物质与微观物质在“克隆与不可克隆”方面有强和弱的差异，而20世纪只有电脑信息论而没有量子计算机信息论，因此让他们俩人讨论了半天无结果。
1923年，M·玻恩向哥廷根科学院提交一封信，提名玻尔和爱因斯坦为该院外籍院士；他在玻尔的推荐中说：“他对我们这个时代的理论和实验研究的影响，比任何其他物理学的影响都大”。过了40年，1963年，H·海森伯在一篇玻尔悼文中写道：“玻尔对本世纪物理学家们的影响，比任何其他人的影响都更大，甚至比阿尔伯特·爱因斯坦的影响也更大。”又过了40年，现在本文想说明的是，盖尔曼在《夸克与美洲豹》一书的“量子力学的当代观”这一章结语中说:“我们正在努力建构量子力学的现代诠释的目的，是想终止尼尔斯·玻尔所说的时代。”这是从实数+虚数的“结构信息”角度来理解空间“描述长度”，是一种偏重实数的“交换信息”；从历史求和的角度来理解，又是对“结构信息”虚数的依赖。但这都能用观控相对界的眼孔三旋理论统一起来，从而有可能站在超越玻尔和爱因斯坦的高度作出量子力学新解释，即不停留在爱因斯坦的“结构信息”的“不可克隆”范围，强调要从玻尔的“不可克隆”高度进入历史求和的“交换信息”层次。就这个意义上说，爱因斯坦的光速界面是立本，玻尔的二重互补是立标，爱因斯坦和玻尔的超前思想难道还有多大的矛盾吗？

四、量子计算机信息论与三旋

有学者认为，由于量子力学向信息学科的渗透和拓展而重新热闹起来的有关“量子力学诠释”的讨论和研究，目前如果尚有100道物理难题的困扰，那么比起其他99道物理难题来说，爱因斯坦的相对论和以玻尔为代表的量子力学之间的协调在20世纪留给21世纪物理学的第一朵‘乌云’，就具体表现在“EPR实验”和“薛定锷猫佯谬”两个问题上。如果中国人发明的环量子三旋理论，能够在解释微观粒子的波粒二象性以及“EPR实验”方面有所建树，使量子力学摆脱EPR佯谬的折磨;但是它能否解除“薛定锷猫佯谬”的折磨，也还要有所期待，因为三旋理论还没有在解决“薛猫”佯谬方面做文章。即使类似《潘建伟教授的多粒子纠缠态隐形传输与三旋理论》一文，也不外乎是说明量子多粒子纠缠能“超光速”的传输并非是“超光速”。 而与“EPR实验”问题相比，“薛定锷猫佯谬”是量子信息论中的关键问题，也是研制“量子计算机”的理论基础之一，三旋理论避开信息论，其意图是否在为自己找突破口？因为三旋理论曾声称，解决相对论与量子力学之间不协调的矛盾，出路是把信息看成宇宙的组成部分；全息理论是否真能革量子场论的命，还不得而知，但环量子及其三旋能部分革量子场论的命，其本质是拓扑学和微分几何的环面与球面不同伦。
是的，如果在三旋理论不讨论“薛定锷猫佯谬”，这是不负责任的表现。现在可以看到这个突破口，是信息论应分为电脑信息论和量子计算机信息论双重解。三旋理论对波粒二象性和EPR佯谬的解释，用的是电脑信息论，即用环量子的三旋就能解释波粒二象性和EPR佯谬，这里涉及的结构信息、交换信息，只需“对与错”的判断；而对“薛定锷猫佯谬”的解释，却要用到量子计算机信息论，即用环量子的三旋还不能直接解释“薛定锷猫佯谬”，这里涉及的结构信息、交换信息，还需要用“克隆与不可克隆”对环量子三旋作出的解释。
众所周知，球面和环面在拓扑上不一样。也就是说：把球面拉拉扯扯，只要不破不粘上其它东西，它可以变大、变小、变长、变扁，但还是个球面，总也变不成环面；反过来，环面经过弹性变形之后也变不成球面。象球面和环面这两种在拓扑上不同的曲面区别，深化了微观物质“结构信息”的整体性观念，通过三旋及转座子方法，可以找到了一种基于对称原理的严格数理性证明：①自旋：有转点，能同时组织旋转面，并能找到同时对称的动点的旋转。②自转：有转点，但不能同时组织旋转面，也不能找到轨迹同时重复的旋转。③转动：可以没有转点，不能同时组织旋转面，也不存在同时对称的动点的旋转。按以上定义，类似圈态的客体（简称类圈体）存在三种自旋：A、面旋：类圈体绕垂直于圈面的轴的旋转；B、 体旋：类圈体绕圈面内的轴的旋转；C、 线旋：类圈体绕圈体内中心圈线的旋转。以上三种旋简称三旋。正是从严格的语义学出发，才证明类圈体整体的三旋是属于自旋，而类圈体的部分（即转座子）不是在作自旋，而仅是作自转或转动，即整体与部分是不同伦的。在类圈体表面用经线和纬线画出网块，即把类圈体分成环段，再把环段分成格，做成一种象魔方那样能转动的魔环器，这种网块就是转座子（即子系统）。任取一网块都能在类圈体面上沿体内中心圈线作面旋；绕体内中心圈线作线旋；或随同圈体整体作体旋。并且这三旋还可两者、三者交叉组合运动。另外，转座子还可在圈面局部地区作圆圈运动，即局部旋。与有26个转座子54格面的魔方相比，同样转座子数和着色的魔环器旋转，由于线旋时表面积还可变，就比魔方的4325亿亿余种图案变化还要多得多。在这里，转座子可以看成魔环器系统的子系统；反之，魔环器系统的子系统就是转座子。在物质演变的各种层次，三旋现象都存在。微观层次，环量子三旋“不可克隆”是显然的。在宏观层次，由于魔环器线旋时转座子在内外的表面积要变化，也能证明类似的魔环器难制造，而“不可克隆”。
所以微观层次环量子的三旋，本质上是一种量子计算机；三旋理论其本质也类似量子计算机是一个把“不可克隆”的问题，转化为一个可观察、测量的“克隆”问题。其结果支持以下两个结论：第一，电脑人工智能信息论，还不是成熟的范式。第二，量子计算机信息论的创新，与正统的物质和能量哲学达到了一种新的辨证。而由信息与量子计算科学和信息与电脑、通信技术引起的实践与概念的转换，正导致一场大变革，这便是所谓的“量子计算机革命”或“信息论转向”。其中“克隆与不可克隆”的作用，就像特洛伊木马，是把一种更具包容性的量子计算机的与信息的范式引入哲学的城堡。因此，像丘奇(Church)、申农、司马贺(Simon)、图灵、冯·诺依曼(Von Neumann)或维纳(Wiener)这样的思想家，基本上只被传统的电脑信息论“对与错”所承认。信息和量子计算机资源的利用，信息与量子计算科学和信息与量子通信技术，将是最发达的后工业社会使之不断增氧的机器，信息社会因此还会迎来历史上最快的技术增长，且成为新千年的一种象征。。
量子计算机信息论为哲学提供的一套简单而又令人难以置信的丰富观念——新颖而又演变着的环量子三旋准备的主题、方法和模式，将为传统的哲学活动带来新的机遇和挑战；在这个意义上，克隆作为基础性的信息设计，可以解释和指导知识环境有目的的建构，并可以为当代社会的概念基础提供系统性处理。它可以使人类理解世界并负责任地建构这个世界。显而易见，从克隆的角度出发，可以对信息做出规定和立法，以及信息应如何适当地生成、处理、管理和利用，它将影响到我们处理新老人文科学的整个方式，引起人文科学体系涌入自然科学的结构信息、交换信息中去作实质性的创新。

③ 信息论与编码的介绍

《信息论与编码》注重概念，采用通俗的文字，联系目前实际通信系统，用较多的例题和图来阐述基本概念、基本理论及实现原理，尽量减少繁杂的公式定理证明。

④ 关于信息论，你知道它涉及到哪些领域吗

1.信息的定义：信息论的鼻祖申农给信息下的界定是：不确定性的排除其实，信息的定义下不来200种

2.信息论：信息论是研究信息的本质，并用数学原理研究信息的计量传送转换和存储的一门科学

信息论在各行各业的应用和营销推广，因而，它的规律性也更一般化，适用于各行各业，因此它是一门横断学科。广义信息论，大家也称它为信息科学。

信息和操纵是信息科学的基本和关键。70时代以来，电视机、数据通讯、遥感和生物医学工程项目的发展，向信息科学明确提出大量的研究课题研究，如信息的缩小、提高、修复等图像处理和无线通信技术，信息特点的提取、归类和鉴别的模式、鉴别基础理论和方式，出现了实用的图像处理和计算机视觉系统软件。

⑤ 求 信息论与编码 学习心得

学习信息论与编码感想
多媒体信息是未来人类获取信息最主要的载体，因此它已成为目前世界上技术开发和研究的热点。视频信息作为多媒体信息中最被关注、数据量最大的一员，现在也正面临着一场其意义不亚于从模拟到数字的技术进步革新：从传统的矩形DCT变换编码到根据视频内容、划分对象、分别变换编码的新的编码方法。

一、传统的编码方式

传统的视频编码是以视频信号的数字量为编码对象的，与视频信息的内容无关，无论是M-JPEG、MPEG-1还是MPEG-2，都是以DCT矩形变换块为变换编码单元，对DCT块内图像的亮度和色度进行特征取样，提取像素；采用帧间编码、运动估测技术，在参考帧帧内DCT编码的基础上，对DCT块内图像的像素特征进行差值预测编码。基于矩形DCT编码的视频编码在设计思想上只考虑到对信号数据进行处理的需要（比如小的比特率以利于传输、高的比特率以保证质量），但未考虑视频信息--图像内容本身的含义和重要性，以及视频信息应用者的主观需求（比如部分内容的提取功能）。另外，这种基?quot;块"的压缩算法在低码率时容易产生"方块效应"和"抽帧"，大大缩小了视频信息的应用领域。

小波变换是一种新的变换编码方法，它与DCT变换相比，考虑到了视频信号对不同应用环境的自适应性（不同的清晰度与比特率），可以将基础图像层与增强图像层分离编码传输，用户可根据实际情况选择是否打开增强图像层。但无论用户选择是或否，被传送的视频信息却都是一样的。

二、 基于内容对象的编码

1、 VO与VOP概念的引入

传统的视频编码方式是将整个视频信号作为一个内容单体来处理，其本身不可再分割，而这与人类对视觉信息的判别法则，也就是大脑对视神经导入的视觉信号的处理方法是完全不同的。这就决定了我们不可能将一个视频信息完整的从视频信号中提取出来，比如：将加有台标和字幕的视频恢复成无台标、字幕的视频。解决问题的惟一途径就是在编码时就将不同的视频信息载体--视频对象VO（Video Objects）区分开，独立编码传送，将图像序列中的每一帧，看成是由不同的VO加上活动的背景所组成。VO可以是人或物，也可以是计算机生成的2D或3D图形。VO具有音频属性，其属性赋值可能?quot;有"或者是"无"。但音频的具体内容数据是独立于视频编码、传输的。VO概念的引入，更加符合人脑对视觉信息的处理方式，并使视频信号的处理方式从数字化进展到智能化。提高了视频信号的交互性和灵活性，使得更广泛的视频应用和更多的内容交互功能成为可能。

现代图像编码理论指出，人眼捕获图像信息的本质是"轮廓－纹理"，即人眼感兴趣的是VO的一些表面特性，如形状、运动、纹理等。VO的表面往往是不规则的、千变万化的，但可将其视为一定视角下，n个形状规则的、具有一定纹理的剖面的组合的连续运动，这些剖面的组合称为视频对象面VOP(Video Object Profile)。VOP描述了VO在一定视角条件下的表面特性。VOP的编码主要由两部分组成：一个是形状编码，另一个是纹理和运动信息编码。VOP纹理编码和运动的预测、补偿在原理上同MPEG-2基本一致，而形状编码技术则是首次应用在图像编码领域。

2、新的编码技术

合成VO的独立编码 在以前，2D或3D动画被看作是视频的一部分，并一概以视频的方法来处理。实际上，根据合成VO的合成机理和特性，大部分合成VO都可以用通用的有关图形文本的多种表达方式来描述。非复杂性合成VO将被视为一种独立于视频的数据类型来编码，并定义了其描述框架、通用的数据流结构和灵活的接口。而复杂性合成VO和自然VO的编码方法，将采用以下的编码方法。

基于矩形窗口的VOP分割 考虑到与现有标准的兼容，目前已得到应用的VO编码技术，比如MPEG4，仍采用了基于矩形窗口的内容分割法。编码时，首先利用像素特征统计，将每一个VOP都限定在一个矩形窗口内，称之为VOP窗口(VOP Window),取窗的原则为：长、宽均为16像素的整数倍（便于对现有标准的兼容和将来的扩展），同时保证VOP窗口中非VOP的宏块数目最少。目前标准中的视频帧可认为是一个无VOP的特例，在编码过程中将形状编码模块屏蔽掉就可以了。在一个VOP窗口内，VOP剖面的形状也是采用8×8像素的矩形形状。针对不同的VOP，可以根据不同的应用场合和运动、变化的特点，采用固定的或可变的VOP帧频（即VOP刷新频率）。

矩形窗口分割法并不能体现VOP的具体形状信息。为了确认采用矩形窗口分割法的VOP的形状信息，就引入了形状编码技术。形状编码其实并不是什么新技术，它在计算机图形学、计算机视觉领域早有应用。而目前的视频编码标准中的位图技术其实就是形状编码的简单特例。位图采用矩阵的形式来表示二值（0或1）的形状信息，具有较高的编码效率和较低的运算复杂度。VOP的形状信息有两类：边缘信息和灰度信息。边缘信息用0、1来表示VOP的形状，0表示非VOP区域，1表示VOP区域。对于包含一定透明度的VOP区域，可以用灰度信息（取值0～255之间）来表示透明程度，其中0表示完全透明，255表示完全不透明。对于模糊边缘部分，可将其视为灰度信息从周围已知VOP区域的灰度值向0值的过渡区域，采用内插法确定其形状信息。

基于小波变换的VOP分割 基于矩形窗口的VOP分割依旧存在"块效应"问题，而基于小波变换的VOP分割则可以很好的解决这个问题，而且由于这种分割方法的本身就包含了VOP的形状信息，所以无需另对形状信息进行判别与编码。基于小波变换的VOP分割方法是目前最为活跃的视频编码课题研究领域，各种算法不断的被发表，但基本上可以划分为两类方法：

1、利用图像灰度特征分割：不同的图像具有不同的灰度分布，利用小波变换，将图像变换到小波域，产生各层、各子带图像。小波变换后，大部分的能量是集中在低频子带图像上，即大面积的平均灰度区域信息主要在低频子带图像中体现。根据信息论的原理，确定多个灰度阈值，可以将具有不同灰度的VOP从低频子带图像中分离。同时再利用高频子带图像以及模糊数学模型，确定每一个VOP的边缘信息。利用图像灰度特征分割的小波变换，是沿扫描方向的单方向变换。

2、利用图像纹理特征分割：纹理是一种局部特征反复出现的结果，它体现了图像的局部频域信息。对于一幅数字图像，进行多方向的小波变换是可行的，比如对一帧画面进行垂直方向或对角线方向的小波变换。经过多种小波变换后可得到不同方向的各子带图像，它们各自蕴涵着不同纹理的局部频谱信息和纹理走向等信息。对具有相同频谱特征的图像局部进行聚类分析，并根据纹理频谱和纹理走向确定该聚类的纹理边缘。根据信息论原理和运动估测，将运动矢量具有相关性的聚类二次归类于不同的对象（即VOP），并影射成不同灰度显示。多级小波变换的结果最多可线性的影射成0～255灰度级显示。进行小波变换的方向越多，各方向的夹角越小，图像分割也就越准确，但计算量也随之迅速膨胀。根据局域纹理中心频率的变化自适应地选择小波变换的级数（几个方向的变换）和方向，有助于在图像分割的准确性和计算量之间达到平衡。正如本文前面所述，人眼捕获图像信息的本质?quot;轮廓－纹理"，故基于多方向小波变换的提取图像特征、分割纹理图像的方法符合人眼视觉生理的特点，是纹理图像分析的重要发展方向。

无论是哪一种方法，当得到不同VOP的不同灰度表示之后，通过类似于键技术的多通道处理，即可得到多个原始的彩色VOP。目前实验表明，基于小波变换的图像分割在边界上仍有些模糊，但总体效果还是相当满意的，达到了分割纹理图像的目的。

VOP运动信息编码和运动补偿 人眼在观看图像时，会自动跟踪人所感兴趣的VOP。即人看的不是时间轴上的信息，而是VOP的运动轨迹---光流轴上的信息。光流轴是VOP上的一点在活动图像上的运动轨迹，它在不同的帧中位于不同的空间位置，其意义在于：VOP自身的各种变化都将映射于光流轴上的一点。光流轴信息的独立编码将带来诸多好处：（1）在编码时，对于刚性VOP，由于它在运动中不会发生形状和纹理上的变化，故该VOP只需要完成一次采样、编码，而后就只需发出几个运动矢量指明它的光流轴即可；对于非刚性VOP，只需在发生变化时才需要重新采样、编码，这就使得不同的VOP采用不同的VOP帧频成为可能，将编码的数据率最低限度的降低。（2）VOP在运动中的各种变化都将"留迹"于光流轴，当在进行运动补偿时，比如不同制式之间的转换或者慢动作的制作，就可以根据光流轴映射信息，采用内插法得出时间轴上某一确定点的VOP状态，达到无损转换的目的。（3）在时间轴上，简单的将一个图像序列的两路信号叠加，随即噪波和图像的活动部分都得不到增强；若在光流轴上进行信号叠加，活动图像的降噪问题就得到了简单解决。

VOP的运动估测是指：分析两个或更多帧上的VOP，确定光流轴，以判断下一帧中VOP可能出现的位置。VOP的运动补偿是指：根据VOP光流轴的取向和光流轴上VOP自身变化得映射信息，矫正VOP在时间轴上的运动矢量。运动预测和运动补偿技术可以去除图像信息中的时间冗余成分，VOP的运动信息编码可视为从像素向任意形状的VOP的延伸。

纹理编码 在已得到实际应用的MPEG-4中，VOP的纹理编码基本上仍采用基于8×8像素块的DCT方法，有3种模式：帧内编码模式(I-VOP)、帧间预测编码模式(P-VOP)和帧间双向预测编码模式(B-VOP)。编码时，对于完全位于VOP内的像素块，则采用经典的DCT方法；对于完全位于VOP之外的像素块则不进行编码；对于部分在VOP内，部分在VOP外的像素块则首先采用图像填充技术来获取VOP之外的像素值，之后再进行DCT编码。

依据视觉特性的纹理编码目前仍处于理论研究阶段，其目标是：建立常见纹理局部特征符号集，定义描述纹理分布、走向的多媒体语言。以人脸为例：人脸定义参数（FDP）描述了特定人脸纹理形状模型与通用人脸模型之间的差别，通过接收到的各种FDP，能把通用的人脸模型变换成由其形状和纹理确定的特定人脸。人脸动画参数（FAP）描述了特定的人脸表情与中性表情的变化关系，通过接收到的各种FAP能生成人脸的各种表情以及与声音同步的嘴唇活动等。这样的合成编码不仅可极大地提高编码效率（可获得1kbps的超低码率），而且为制作新的人脸等对象提供了方便。

分级编码 多媒体的应用场合具有不同的信道带宽、处理能力、显示能力及用户需求，要求在解码端支持时域、空间及质量的上伸缩性，即分级编码。分级编码可以通过视频对象层VOL(Video Object Layer)的数据结构来实现。每一种分级编码都至少有2层VOL，低层称为基本层，高层称为增强层。空间伸缩性可通过增强层强化基本层的空间分辨率来实现，因此在对增强层中的VOP进行解码之前，必须先对基本层中相应的VOP进行解码。同样对于时域伸缩性，可通过增强层来增加视频序列中某个VO(特别是运动的VO)的帧率，使其与其余区域相比更为平滑。

三、 新的技术标准--MPEG 4

首次采用VO编码技术的视频编码标准是由MPEG 4。MPEG 4于1999年年初正式成为国际标准(标准号为ISO/IEC 14496)，在1999年12月的后继版本中增加了可变形、半透明视频对象及其工具的先进功能，它进一步提高了编码效率，并与第一版反向兼容。

1、MPEG 4标准的构成

1） DMIF（The Dellivery Multimedia Integration Framework）：多媒体传送整体框架协议。MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内，旨在为多媒体通信及应用环境提供灵活的算法及工具，用于实现音视频数据的有效编码及更为灵活的存取。它解决了多领域中多媒体应用个性化交互操作的问题。

2） 解码器：定义了MPEG-4系统特殊的解码模式（SDM），要求特殊的缓冲区和实时模式。

3） 音频编码：支持自然声音和合成声音，支持音频的对象特征。

4） 视频编码：支持自然和合成的视觉对象，合成的视觉对象包括2D、3D动画和人面部表情动画等。

5） 场景描述BIFS（Binary Format for Scene description）：关于一组VO的时空结构关系的参数信息，主要描述了各VO在一具体背景下的相互关系与同步等问题，以及VO及其背景的知识产权保护等问题。BIFS与VO对象特征信息的编码、传输是相对独立的。场景描述信息编码及其的独立传输是实现用户端编辑操作的关键：在解码之后和场景合成之前，用户可以通过对BIFS参数的重新设置来对VO 进行多种编辑操作，如增减、缩放、平移，甚至一些特技效果。

下面的表格反映了MPEG体系的部分技术指标。MPEG-4是高比率有损压缩（比如将一个9 GB的DVD视频压缩拷贝到只有700MB空间的CD-ROM上），其图像质量始终无法与MPEG-2相比。当MPEG-4与MPEG-2的码率输出相同时，其质量仍稍逊于MPEG-2。同时，MPEG 4对硬件的要求也较高。事实上，我们注意到MPEG-4在保证令人满意的图像质量的情况下，更注重较低的数据率和灵活的交互功能。

2、MPEG 4编码器

MPEG 4编码简化原理图如图一。

对于输入视频序列，通过分析确认n个视觉目的对象为编码对象，将其认定为n个VO（n=1,2,3…），对每一个VO编码后形成这个VO的VOP数据流。VOP的编码包括对运动(采用运动预测方法)及形状、纹理(采用变换编码方法)的编码。由于VOP具有任意形状，因此要求编码方案可以处理形状(Shape)和透明(Transparency)信息，这就是与只能处理矩形帧序列的现有视频编码标准的根本区别。在MPEG-4中，矩形帧被认为是VOP的一个特例，这时编码系统不用处理形状信息，退化为类似于MPEG-1、MPEG-2的传统编码系统，同时也实现了与现有标准的兼容。除去VO的其余图像部分--背景，仍采用传统的矩形DCT变换编码；VO场景描述信息（VO自身信息，如VO对象的知识产权、和VO间的位置、逻辑关系等）也要进行编码，最后和VOP流、背景一起送入MPEG 4帧复合器，生成MPEG 4流输出。

需指出的是：在VO分割后，每一个VO都需要一个VOP编码通道，在图一中只画出了一个。多个VOP帧发生器的输出在MPEG 4帧复合器中可实现灵活地多路复用编码或同步并行传输编码，以适应各种传输环境和要求。MPEG 4解码是以上编码过程的逆过程。可以看出，独立于背景的VO编码可以实现接收端的用户对VO对象进行选择性地操作。

3、MPEG 4视频编码功能与特点

MPEG 4标准的制定有两个目标：低比特率的多媒体通信和多工业的多媒体通信的综合。即MPEG-4遵循灵活的编码工具框架体系，设计了一个开放的编码系统，对于不同的应用采用不同的编码算法，以达到低比特率通信的目标。MPEG-4解码器是可编程的，相应的解码信息可与内容本身一起传输下载。与现有的MPEG-1和MPEG-2视频压缩相比，MPEG-4视频有一些重要的改进：

1）基于内容的交互功能: MPEG-4提供了全新的交互方式，根据制作者的具体自由度设计，在有限的时间内可实现对多媒体VO的时域随机存取（从不同的源获取内容或向不同的源发送内容）、快速搜索、改变场景的视角、改变场景中物体的位置、大小和形状，或对该对象进行置换甚至清除。

2）支持自然及合成信息的混合编码（NHC：Synthetic and Natural Hybrid Coding）：MPEG-4支持合成信息的编码，可对合成的VO及其活动信息进行参数化描述。对于频繁出现的视觉对象则分别定义了它们的纹理形状和动画参数。

3）高效编码：包括视频VO数据的高效编码和多个并发数据的有效同步编码。

4）基于内容的伸缩性：是指分级编码后，纹理、图像和视频基于内容的伸缩性，视频序列中时域、空间及质量的伸缩性，表现为时域实时或非实时、数据率大小及重建的图像质量上。

5）可变的最终输出：不同的码率意味着支持不同的功能集。功能集的底层是VLBV核心(VLBV：Very Low Bit Rate Video)，它为最低达5-64kbits/s视频操作与应用提供算法与工具，支持较低的空间分辨率(低于352×288像素)和较低的帧频(低于15Hz)。VLBV核心功能包括：矩形图像序列的有效编码、多媒体数据库的搜索和随机存取。MPEG-4的HBV(HBV: High Bit Rate Video,范围在64kbits/s-4Mbits/s之间)同样支持上述功能，但它同时还支持较高的空间与时间分辨率。其输入可以是ITU-R 601的标准信号，因此其典型应用为数字电视广播与交互式检索。

与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特点是其更适于交互式AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个允许用户端操作的的视频编码标准。MPEG 4的特点非常适合于互联网上的交互式影视服务：可适应各种应用终端的物理网络环境，可实现对视音频内容的交互操作，具有下载解码能力（在一定的硬件基础上，可下载解码工具，对不同编码方式的内容进行解码处理）。MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性：因特网多媒体应用、交互式视频游戏、实时可视通信、交互式存储媒体应用、广播电视、演播室技术及电视后期制作、多媒体内容存储和检索、采用面部动画技术的虚拟会议、多媒体邮件、移动通信条件下的多媒体应用、可视化合作实验室场景应用、远程视频监控、通过ATM网络等进行的远程数据库业务等等。

从矩形帧到VOP，MPEG-4顺应了现代图像压缩编码的发展潮流，即从基于DCT的传统编码向基于对象和内容的现代编码的转变。从这个意义上讲，MPEG-4视频编码技术翻开了图像编码史上崭新的一页。

四、 MPEG 4视频产品

在2001 NAB会展上，多家公司推出了他们的MPEG 4产品。Amnis公司推出了基于IP平台的MPEG4视频流技术，展示了可以重放MPEG1, MPEG2和MPEG4的桌面软件。Envivo 公司陈列了他们的应用于IP网络或MPEG2节目数据广播的MPEG4端到端解决方案。该方案是纯软件的，支持视频、音频和合成的2D动画的MPEG4方式编码，以及对MPEG 4文件的版权保护。Optibase公司推出的MGW系列是一个插件式的多通道流服务器系列，可插入不同的编码模块以适应不同的需求，其中MGW 4000是支持MPEG4（兼容MPEG1和MPEG2）的流服务器。Optibase还推出了支持多媒体和交互MPEG4流的IP实时编码、分配平台。最后，Optibase展示了从MPEG 1到MPEG 4的实时转码技术。Philips 提供了一个从制作到重放的、端到端的网上MPEG-4解决方案：包括互动内容编辑器（支持网上MPEG-4视频流的搜索、剪辑和编辑）、实时软件MPEG-4编码器（甚至支持简单视频和AAC音频的无线编码）、通用多点分配IP平台和解码软件（WebCine' player支持Win95,Win2000和NT操作系统；WinCE用于手提电脑；Trimedia是一个网上广播机顶盒）。SUN 公司也推出了他们的通用MPEG-4流服务器。

微软在它现在的WIN98和WIN2000操作系统中也已加入了一个MPEG-4的播放器，叫做Divx。它可以回放仍是以.AVI为后缀的MPEG 4文件。Divx可以附加到MPEG-4的数据流中，并可以进行设置以适应不同的使用要求。Divx视频编码技术是由 Microsoft MPEG4 V3 修改而来，使用MPEG 4压缩算法，打破了ASF的种种协定。但MPEG4毕竟是一种高比率有损压缩，其图象质量始终无法和 DVD 的 MPEG2 相比，即便是在MPEG4码率和DVD码率差不多时，总体效果还是有距离（在杂乱的细节上稍有模糊）。所以目前的MPEG4 只能面向于娱乐和欣赏方面的市场。
市场上的第一张DIVX-MPEG4格式的影碟《活火熔城》，长98分钟，采用512×288 16:9格式，帧频24帧/秒，64KB立体声音频。影片由720×480 16:9 30帧/秒的MPEG2制式转刻，刻在单张CD盘片上。

六、结 尾

在最后结束本文的时候，作者还想说一些与本文有关的阐述文字。由于工程实现与商机、市场的原因，我们所获得的工程技术成果经常是落后于科学家已经得心应手、并能信手拈来的实际的最前沿科技成果。MPEG-4标准即是多因素集合作用的结果，如果不考虑对已有产品的兼容，它还可以做得更好。

VOP编码方式是视频信号处理技术从数字化进入智能化得初探。另外，已VOP技术为依托，也使得模式识别技术从对符号的识别进入到对图形识别的更新的领域。资料表明，此类研究已经更进一步的逼近人脑对视觉信息的处理方式。人类永远不停的在揭示自然界无穷奥妙的同时，也更深入的探索人类自身。

⑥ 信息论与编码的内容简介

《信息论与编码(第2版)》重点介绍由香农理论发展而来的信息论的基本理论以及编码的理论和实现原理。全书分7章，在介绍了有关信息度量的基础上，重点讨论了信道容量、率失真函数，以及无失真信源编码、限失真信源编码、信道编码和密码学中的理论知识及其实现原理在各章的最后还附有内容小结和大量习题，书后附有部分习题答案，便于读者学习，加深对概念和原理的理解。此外，《信息论与编码(第2版)》有配套电子教案。

⑦ 信息论的应用有哪些

信息论是研究信息的产生、获取、变换、传输、存贮、处理识别及利用的学科。信息论还研究信道的容量、消息的编码与调制的问题以及噪声与滤波的理论等方面的内容。信息论还研究语义信息、有效信息和模糊信息等方面的问题。信息论有狭义和广义之分。狭义信息论即申农早期的研究成果，它以编码理论为中心，主要研究信息系统模型、信息的度量、信息容量、编码理论及噪声理论等。广义信息论又称信息科学，主要研究以计算机处理为中心的信息处理的基本理论，包括评议、文字的处理、图像识别、学习理论及其各种应用。广义信息论则把信息定义为物质在相互作用中表征外部情况的一种普遍属性，它是一种物质系统的特性以一定形式在另一种物质系统中的再现。广义信息论包括了狭义信息论的内容，但其研究范围却比通讯领域广泛得多，是狭义
信息论在各个领域的应用和推广，因此，它的规律也更一般化，适用于各个领域，所以它是一门横断学科。广义信息论，人们也称它为信息科学。
信息和控制是信息科学的基础和核心。70年代以来，电视、数据通信、遥感和生物医学工程的发展，向信息科学提出大量的研究课题，如信息的压缩、增强、恢复等图像处理和传输技术，信息特征的抽取、分类和识别的模式、识别理论和方法，出现了实用的图像处理和模式识别系统。

⑧ 信息论编码在通信处理领域的应用

我两年前学这本书，确实难，但我觉得这本书学好了，对进入通信领域绝对有大大的帮助

⑨ 信息论的应用

编码学
密码学与密码分析学
数据传输
数据压缩
检测理论
估计理论
政治学（政治沟通） 信息论的研究范围极为广阔。一般把信息论分成三种不同类型：
(1)狭义信息论是一门应用数理统计方法来研究信息处理和信息传递的科学。它研究存在于通讯和控制系统中普遍存在着的信息传递的共同规律，以及如何提高各信息传输系统的有效性和可靠性的一门通讯理论。
(2)一般信息论主要是研究通讯问题，但还包括噪声理论、信号滤波与预测、调制与信息处理等问题。
(3)广义信息论不仅包括狭义信息论和一般信息论的问题，而且还包括所有与信息有关的领域，如心理学、语言学、神经心理学、语义学等。 信息是确定性的增加----逆Shannon信息定义；
信息是物质、能量、信息的标示----Wiener信息定义的逆;
信息是事物及其属性标识的集合。 物质、能量与信息是组成世界的三大要素。人们已经很深入地了解了物质与能量，而对信息的认识才刚起步。那么，信息是什么？它又是以何种方式存在的？它有着怎样的作用？以下是我的猜想，希望对人类进一步认识世界有一定帮助。
一、信息的定义
非世界三要素的信息定义:信息是事物及其属性标识的集合。不含世界三要素的的信息定义.
含三要素的信息定义：
1．信息是确定性的增加----逆Shannon信息定义；
2．信息就是信息，信息是物质、能量、信息及其属性的标示----Wiener信息定义的逆.
信息（information）是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，客观世界中大量地存在、产生和传递着以这些方式表示出来的各种各样的信息。然而，这只是对于我们所生活的三维空间而言的，信息还有更深藏的本质。那么，难道信息还存在于四维空间（这里所说的四维空间不包括时间，而是空间的四维状态）中吗？是的，但要明确一点，信息只存在于四维空间，三维空间中的信息只是四维空间中真实信息的影子。信息大量存在于四维空间中，其本质是在四维空间中存在的一种信息子（informer，假想的存在于四维空间的组成信息的基本单位）的规则排布。
信息是事件（corritor）发生的根本原因，这将在第三节中细作分析。
二、信息的性质
信息有以下性质：客观性、广泛性、完整性、专一性。首先，信息是客观存在的，它不是由意志所决定的，但它与人类思想有着必然联系（第四节将具体分析）。同时，信息又是广泛存在的，四维空间被大量信息子所充斥。信息的一个重要性质是完整性，每个信息子不能决定任何事件，须有两个或两个以上的信息子规则排布为完整的信息，其释放的能量才足以使确定事件发生。信息还有专一性，每个信息决定一个确定事件，但相似事件的信息也有相似之处，其原因的解释需要信息子种类与排布密码理论的进一步发现。
三、信息论机制
在平常状态下，信息子杂乱无章地分布于四维空间中。当三维空间中的分子摩擦碰撞时，其中的能量逃逸到四维空间中，启动了信息子的规则排布，排布好的信息子又将能量释放出来，进入三维空间，引起其他分子的摩擦碰撞，如此循环下去。如果被引起摩擦碰撞的分子恰好是决子（decider，决定事件的因子，如引起神经冲动的钠钾离子、引起雷电的电荷），并且有一定物质的量的决子被引起摩擦碰撞时，事件发生。当然，不同分子摩擦碰撞产生的能量不同，其引起的信息子的排布形式的种类也不同，因而决定的事件也不同。
然而，在宇宙爆炸前只有信息存在，一个决定因素（现在还不了解这个因素是什么）导致了信息子的偶然规则排布，一部分信息子转化为能量（信息子转化为能量是有一定条件的，这只有在宇宙爆炸前或初期才能实现），能量再在一定条件下转化为物质，并继续转移转化，最终形成了我们现在的宇宙。因此，信息子的有序排布是事件发生的根本原因，物质摩擦碰撞是事件发生的直接原因，而能量的传递是事件发生的必要条件。
四、信息论假说的实例
1．思想与记忆：思想是我们一直捉摸不透的东西，而按照信息论假说来讲，思想其实就是一种信息。大脑中的某些特定分子摩擦碰撞，引起了某些信息子的规则排布，在三维空间中的表现就是产生电流，引起脑细胞的活动，这便是思想的本质，当然，不同信息表现出不同思想。然而，这不等于我们的思想是早已限定好了的吗？其实就是这样。只不过我们脑中分子数量是庞大的，其能引起信息子的排布形式的种类是极其多的，我们的思想不过也只开发了很少一部分。现实中我们所谓的思想还要有另一个因素，那就是需要通过一个完整复杂的调节机制将其表达出来，这个调节机制对于人类来说便是神经系统，因此只有我们能将复杂的思想表达出来。记忆是思想的特化，是信息引起摩擦碰撞的分子恰好是以前产生思想的分子（记忆的决子）时，以前的思想便会再次通过特定信息子的规则排布表达出来。这样看来，我们的思想是连续的，前一刻的思想直接决定了后一刻的思想，只是我们并没发觉也没有手段去发现罢了。
2．生命现象：人的生老病死也可以通过信息论假说来解释。人生病其实是不融合分子（细菌或病毒）与体内分子摩擦引起的信息。成长其实是各种各样的外界分子（如钙离子）进入人体内与体内分子摩擦引起的信息。衰老与死亡是细胞内分子摩擦引起的信息，其宏观表现为细胞的衰老与凋亡，进而影响人。
3．预感与巧合：预感是思想的一种极特殊的形式，当脑中某些分子摩擦引起信息子排布后，信息并未释放全部能量，而是只将其中一部分能量先释放出来，引起预感决子的摩擦，剩下的能量则在另外的时刻释放出来，并由于与前一部分能量同源，恰好引起事件决子的摩擦，从而印证了预感。巧合也是一种极特殊的现象，其本质是信息释放的能量分为两半进入到三维空间中的不同地点，引发相同分子的摩擦，从而引起不同地点相同事情的发生，这一般出现在同卵双胞胎身上，因为其基因的相似性决定了其相同分子摩擦的几率较大。
4．梦与不实印象（untrue impressions）：梦是在无意识情况下产生的思想，其本质也是信息。我们平时会产生不实印象，看到某情景感觉以前似乎发生过，可是以前却并没有发生，其实这是因为脑内分子摩擦引起信息，而信息并没有将能量马上释放出来，而是暂时储存起来，当另一时刻又有同样的分子摩擦时，其能量被激活，双倍能量释放出来，其中一半能量使我们思想，另一半能量使我们产生印象，这便是不实印象的本质。
5．化学反应：一切化学反应的本质都是信息。几种分子摩擦引起特定信息，又引起其他分子摩擦，在摩擦中化学键断裂与形成，完成化学反应。
6．命运与灵魂：古人相信命运，可能是冥冥之中感到在另一空间中我们是早已被安排好的个体，于是出现了人类对灵魂、神的遐想。
五、信息论假说的意义
信息论假说将物质与思想相统一，它是唯物主义发展所必经的一步，它用唯物的观点解释了人类一直无法弄清的问题。它自身只是一个假说，需要人类长时间去探索与证明，它自身也存在缺陷，需要人类的不断发现。也许它本来就是个错误，但它是人类成长的见证，是人类伟大的精神财富。
用信息论假说的观点看问题，可以使人类认识到一个全新的世界，并有助于探索世界更深的本质。它给人类提供了一个丰富的经验，是人类跳出固有思想看问题的典范。总之，不管它是否正确，它都是人类的不朽之作。

⑩ 信息论与编码

第一问见图片。

第二问：

二元对称信道的信道容量为C=1-H(p)=1-(-0.98log0.98-0.02log0.02)=0.8586bit/symbol。

信源（消息序列）的信息量为14000symbol*H(1/2)=14000bit；若10秒内传输这个消息序列，则每秒需要传输的符号数为14000bit/10s=1400bit/s；则输入信道的数据速率为R=1400bit/s/1500symbol/s=0.9333bit/symbol，则R>C，根据信道编码定理（香农第二定理），消息不能无失真的传输。