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授業科目名
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情報理論
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| 分類・系統 |   |
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時間割番号
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TCSK01
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担当教員名
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岩沼 宏治
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開講学期・曜日・時限
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前期・金・IV
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単位数
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2
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＜対象学生＞
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CS,K以外
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＜授業の目的＞
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大容量・高速のコンピュータ・ネットワーク時代を迎え、マルチメディア・データの処理と通信は、その重要性を益々増してきている。シャノンにより創始された情報理論は、マルチメディア処理の根幹を成す極めて重要な基礎理論・技術である。本講義では、このシャノンの情報理論とその周辺について講義を進める．具体的な講義内容としては，情報処理学会のJS97の内容に準拠する．
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| No | 重要度 | 目標 | 詳細 |
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| 1 | ◎ | 知識と視野 | 本講義では，大きく分けて以下の３つの項目を取り上げて，その基本的な理解を達成目標とする．
（１） 情報量のシャノン流の定式化
（２） 情報源符号化：情報源モデルと圧縮
（３） 通信路符号化：通信路モデルと誤り検出と訂正
より具体的な項目は，下記の授業計画の各項目を参照して頂きたい．ネットワーク通信やマルチメディア工学の基礎科目として十分な素養を持たせることを目標としている． |
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＜授業の方法＞
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全ての講義資料をPowerPointを利用して電子的に作成し，ホームページから配布する<BR>• 適宜，自主勉強用の演習問題プリントを配布する．<BR>• 中間試験の答案用紙の採点結果を返却する予定である．これにより自己の実力の確認を行なってもらいたい．
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＜成績評価の方法＞
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| No | 評価項目 | 割合 | 評価の観点 |
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| 1 | 試験：期末期 | 50 % | 主に目標３の通信路符号化に関する理解度と応用力を評価する． | | 2 | 試験：中間期 | 40 % | 主に目標１と２の情報量の基礎概念と情報源符号化に関する理解度と応用力を評価する． | | 3 | 小テスト／レポート | 10 % | 講義内容の理解力を評価する |
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＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
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前提知識として，離散数学，線形代数学，確率統計，アルゴリズムとデータ構造（初歩的なプログラミング技術も含む）などに関する基本的な知識が必要です．
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＜テキスト＞
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- マルチメディア時代の情報理論, コロナ社, ISBN:4339023728
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＜参考書＞
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- 今井秀樹, 情報理論, 昭晃堂, ISBN:4785611391
- 白木善尚編, ITテキスト 情報理論, オーム社, ISBN:4274205958
- 横尾 英俊, 情報理論の基礎, 共立出版, ISBN:4320121066
- 橋本猛, 情報理論, 培風館, ISBN:4563013986
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＜授業計画の概要＞
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１．序論： 情報伝送の基礎知識<BR>２．情報量の数量化： ビット，自己情報量，平均情報量（エントロピー）<BR>３．情報源符号化その１： 符号の木，クラフトの不等式，ハフマン符号化<BR>４．情報源符号化その２： （非等長）ハフマンブロック符号化，情報源符号化定理，記憶のある情報源：マルコフ情報源<BR>５．データの圧縮その１： ランレングス符号化，ＭＨ符号化，ＬＺ符号化<BR>６．前半のまとめ，および中間評価<BR>７．通信路符号化その１： 誤りの種類，誤り検出と訂正の原理，ハミング距離，符号空間，<BR>８．通信路符号化その２： 通信路の確率モデル，相互情報量，最尤符号推定法，通信路符号化定理<BR>９．基礎的な誤り検出・訂正符号その１： パリティ検査符号，ハミング符号<BR>１０．基礎的な誤り検出・訂正符号その２： 線形符号，検査行列，シンドローム<BR>１１．実用的な誤り検出・訂正符号その１：ＣＲＣ符号<BR>１２．実用的な誤り研修・訂正符号その２：畳み込み符号とビタビ復号<BR>１３．伝送路符号化とアナログ信号の情報量 ： ベースバンド信号，変調符号，記録符号化とＲＡＩＤ技術，標本化，量子化，周波数帯域<BR>１４．演習<BR>１５．まとめ，および総括評価
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| ＜JABEEプログラムの学習・教育目標との対応＞ |
| 《土木環境工学科》 | A.技術者の責務の自覚
土木環境技術が人間社会や自然環境の変化に及ぼす効果・影響を理解し、自然と調和した人類の持続的発展のために土木環境技術者が果たすべき責務を自覚する。 | ○ |
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