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第1章 绪论1

1.1 编码理论的基本概念1

1.2 编码理论的发展2

1.3 编码理论研究的内容和目的6

习题9

第2章 无失真信源编码10

2.1 信息量、熵和互信息量11

2.2 信源编码定理15

2.2.1 信源编码的基本概念15

2.2.2 变长码18

2.2.3 克拉夫特(Kraft)不等式21

2.2.4 信源编码定理22

2.2.5 统计匹配码24

2.3 霍夫曼码及其他编码方法25

2.3.1 霍夫曼(Huffman)码25

2.3.2 m元霍夫曼码28

2.3.3 霍夫曼码的最佳性30

2.3.4 费诺(Fano)编码30

2.3.5 香农-费诺-埃利斯码32

2.4 算术编码36

2.4.1 积累概率的递推公式37

2.4.2 算术编码原理38

2.4.3 算术编码的码长41

2.4.4 递推公式的应用42

2.4.5 不做乘法的算术编码46

2.5 游程编码49

2.5.1 游程和游程序列49

2.5.2 游程编码49

2.6 改进的霍夫曼码51

2.6.1 文件传真基本特性51

2.6.2 文件传真的游程编码52

2.6.3 修正霍夫曼码52

2.7.1 分段编码56

2.7 通用编码56

2.7.2 段匹配码57

2.7.3 LZW算法59

习题61

第3章 相关信源编码65

3.1 预测编码65

3.1.1 预测编码的基本原理65

3.1.2 预测方法67

3.1.3 预测编码的基本类型68

3.1.4 DPCM编译码原理70

3.2 变换编码72

3.2.1 变换编码的基本原理73

3.2.2 卡胡南-列夫变换(KLT)74

3.2.3 离散余弦(DCT)变换76

3.2.4 变换编码方法的特性77

3.2.5 子带编码79

习题81

第4章 限失真信源编码83

4.1 连续信源的熵和互信息84

4.2 信息率失真理论85

4.2.1 失真函数85

4.2.2 平均失真87

4.2.3 信息率失真函数89

4.3 标量量化编码91

4.3.1 均匀量化91

4.3.2 最优量化92

4.4 矢量量化编码93

4.5 语音压缩编码94

4.5.1 波形编码基本原理94

4.5.2 参量编码95

4.5.3 混合编码96

4.6 图像压缩编码96

4.6.1 静止图像压缩编码98

4.6.2 活动图像压缩编码98

4.6.3 视频压缩编码100

4.6.4 H.261建议102

4.6.5 JPEG标准103

4.6.6 MPEG标准106

习题110

第5章 信道编码112

5.1 信道编码的基本概念112

5.2 信道编码的基本原理113

5.3 线性分组码114

5.3.1 线性分组码的基本概念114

5.3.2 线性码生成矩阵和一致监督矩阵115

5.3.3 线性码的检错、纠错能力119

5.3.4 汉明码122

5.3.5 线性分组码的编码126

5.3.6 线性分组码的译码127

5.4 循环码134

5.4.1 循环码的基本概念134

5.4.2 循环码的生成矩阵和监督矩阵136

5.4.3 循环码的编码142

5.4.4 循环码的译码142

5.4.5 循环码的捕错译码和大数逻辑译码146

5.4.6 BCH码和RS码150

5.4.7 Goppa码153

5.5 卷积码154

5.5.1 卷积码的基本概念和编码的基本原理155

5.5.2 卷积码的生成矩阵和监督矩阵157

5.5.3 卷积码的编码159

5.6 秩距离码164

5.6.1 秩距离的基本概念164

5.6.2 秩距离码的监督矩阵和生成矩阵165

5.6.3 秩循环码167

5.7 突发错误的纠正168

5.7.1 基本概念168

5.7.2 纠突发错误的码168

5.8 级连码、交织码及TCM码169

5.9 纠错码的应用173

5.9.1 自动请求重传方式(ARQ)174

5.9.2 前向纠错方式(FEC)174

5.9.3 纠错码在GSM中的应用174

习题175

第6章 通信系统的保密178

6.1 密码系统和密码体制179

6.1.1 明文、密文和密钥179

6.1.2 密码编码和密码分析180

6.1.3 古典密码体制183

6.1.4 保密性与随机性184

6.1.5 复杂性理论188

6.2 认证技术190

6.2.1 消息认证系统191

6.2.2 消息认证码和消息认证195

6.2.3 身份认证197

6.2.4 数字签名198

6.3 认证方案200

6.3.1 RSA签名方案200

6.3.2 不可否认签名201

6.3.3 身份认证方案202

6.3.4 基于离散对数和二次剩余的门限数字签名体制203

6.4.1 数据加密标准DES206

6.4 数据加密体制206

6.4.2 DES密码的演化设计208

6.4.3 公开密钥密码214

6.5 模拟信号加密216

6.5.1 模拟置乱加密体制217

6.5.2 数字化加密218

习题219

第7章 纠错码与通信系统的保密221

7.1 基于纠错码的公钥密码体制221

7.1.1 M公钥密码体制221

7.1.3 M公钥密码体制与N公钥密码体制的关系222

7.1.2 N公钥密码体制222

7.1.4 Ms公钥密码体制223

7.1.5 M公钥的安全性224

7.1.6 M公钥的变型226

7.1.7 增加M公钥的传信率227

7.2 基于纠错码的私钥密码体制227

7.2.1 Rao私钥密码体制228

7.2.2 Rao-Nam私钥密码体制228

7.2.3 L-W私钥密码体制229

7.2.4 MC分组加密纠错体制232

7.2.5 基于级连码的私钥密码体制232

7.3.1 方案的基本原理234

7.3 基于纠错码的身份认证234

7.3.2 方案的安全性分析235

7.3.3 方案的一个变型235

7.4 基于纠错码的数字签名236

7.4.1 基于纠错码的Xinmei数字签名方案236

7.4.2 Xinmei签名方案的安全性237

7.4.3 修正Xinmei方案239

7.4.4 对AW方案和Xinmei方案的通用伪造攻击241

7.4.5 签名、加密和纠错相结合的公钥体制242

习题245

8.1 传统信源编码的应用246

第8章 现代编码技术246

8.2 现代信源编码技术250

8.2.1 分形编码250

8.2.2 模型编码252

8.2.3 小波编码252

8.3 密码学研究现状及趋势254

8.3.1 公钥密码254

8.3.2 分组密码255

8.3.3 序列密码256

8.3.4 Hash函数257

8.3.7 量子密码258

8.3.6 PKI和VPN258

8.3.5 密钥管理258

8.4 多媒体信息伪装259

8.4.1 信息隐藏260

8.4.2 数字水印261

8.4.3 数字指纹263

8.4.4 叠像术263

8.4.5 潜信道264

8.5 人工神经网络265

习题266

参考文献267