Grundlagen der Informationstheorie und Kodierung

Welche Aussage über den Zusammenhang zwischen verlustfreier Kompression und der Entropie einer Quelle ist richtig?

  1. AMit einem hervorragenden verlustfreien Kompressionsalgorithmus lässt sich jede Datei, gleich welchen Inhalts, immer kleiner als das Original machen
  2. BAuch bei einer Quelle, die Symbole unabhängig ausgibt, kann ein geschickt konstruierter verlustfreier Code die mittlere Codewortlänge unter die Entropie drücken
  3. CDie mittlere Codewortlänge eines verlustfreien Codes kann die Entropie nicht unterschreiten, man kann sich ihr aber durch gemeinsames Kodieren mehrerer Symbole nähern
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Antwort: C. Die mittlere Codewortlänge eines verlustfreien Codes kann die Entropie nicht unterschreiten, man kann sich ihr aber durch gemeinsames Kodieren mehrerer Symbole nähern

Bei einer Quelle, die Symbole unabhängig ausgibt, ist die mittlere Codewortlänge pro Symbol jedes verlustfreien Codes mindestens so groß wie die Entropie, und durch gemeinsames Kodieren mehrerer Symbole kommt man der Entropie beliebig nahe (Quellenkodierungstheorem). Außerdem gibt es 2ⁿ Dateien mit n Bit, aber insgesamt nur 2ⁿ − 1 kürzere Bitfolgen, daher gibt es keine verlustfreie Kompression, die alle Dateien verkürzt. Verlustfreie Kompression verkürzt Daten mit ungleich verteilten Symbolen oder Wiederholungen und verlängert dafür andere Daten ein wenig.

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