Re: [問題] 以bit為單位的無失真compressor...
※ 引述《CWP (ccc)》之銘言:
: <後文恕刪>
: 我想Shannon的問題不是他太早死了,
: 而是這東西本來就不是他所原創的.
: 這個式子老早就出現在早一個世紀的物理學家Boltzmann的墓碑上了. :p
簡單地說,消息理論其實是承襲自熱力學 (統計力學)
而 entropy 一字更是直接沿用自統計力學
以消息理論第一定律,直接套用上 Stirling formula 計算狀態量
其實,馬上就可以發現消息理論第一定律與熱力學之間的直接關聯
(這一點,也可以說明為何消息理論的 entropy 要定義為 -p log p
一般人剛開始學消息理論時,對於 entropy 為何如此定義很難理解其緣由)
消息理論比較重要的突破其實是在第二定律與第三定律
第二定律給出一個帶雜訊的通道,它的資訊承載量的上限為何 (Shannon limit)
這一點,在通訊領域有極為廣泛應用
在 1940 年代第二定律出爐後,這幾十年間
通訊上所使用的 encoding/decoding algorithm,雖然有時會有突破性的進展
(例如魏立芳 -- 一位 NTUEE 的學長,他發明的 Trellis code
比傳統演算法好至少 3dB 以上,這個突破性的發展
使 Trellis code 廣泛應用於 14400bps up modem
此一事蹟也讓他創下只發表六篇 paper 就拿到 IEEE fellow 的記錄
這裡頭還有一段學術界抄襲論文的小插曲,不過暫時先打住)
但都離 Shannon limit 有一大段距離 (至少都差了 3dB 以上).......
直到 1993 年,幾位法國人發明了 Turbo code
這世界才有第一個真正如此接近 Shannon limit 的 encoding/decoding algorithm
(只相差約 0.7dB 而已),更好玩的是這幾位法國人原本並不是搞 coding 出身的
由於 Turbo code 有專利,直到 1997 年
發明了 LDPC code,也很接近 Shannon limit
到今日為止,全世界就只有 Turbo code 與 LDPC code 能趨近於 Shannon limit
而且出爐到現在,也才十多年而已
而消息理論第二定律則是已經超過五十年的歷史
第三定律則是給定在一定的失真率下,一個類比資訊最少可以使用多少位元儲存
這一點,廣泛應用於壓縮演算法之中,尤其是影像壓縮與聲音壓縮
其實,消息理論第二定律與第三定律,算是與原本的統計力學分道揚鑣
: 和Newton或Einstein不一樣的是,
: 這個工作如果不是他的話,相信很快也會有別人做出來.
: 因為該有的物理理論都有了,而資訊科學也在那時蓬勃發展,
: 就像Einstein的狹義相對論一樣,其實Lorentz teansformation早就出來了,
: 他不過是站在一個承先啟後的位置,看出其中的物理意義,
: 就算他沒做出來,也很快地會被別人做出來的.
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