授業科目名	情報理論
時間割番号	UCS251
担当教員名	岩沼　宏治
開講学期・曜日・時限	後期・金・III	単位数	2
＜対象学生＞
工学科２年次以上
＜授業の目的＞
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．
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部>工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   工-A 専門 ②専門的知識 専門分野の基礎的知識を体系的に理解して説明 ◎ 工-B ⑥自律的かつ継続的学修能力 時代変化に対応しつつ自律的継続的な学修で社会的課題解決に貢献 ○ 工-C ⑦理解力･判断力 自然現象や社会的事象を理解・分析 ○ 工-D ⑧論理的思考力 問題や課題を論理的思考で解決 ○ 工-E ⑨創造的思考力・デザイン 総合的な知見･専門知識･学科学的修経験による創造的思考で課題解決 ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 工学 1 情報理論に関する基礎的知識を体系的に説明できること 工-A 2 情報理論に関する基礎的な課題を論理的思考で解決できること 工-D 3 情報理論に関する応用的な課題を総合的な知識と思考で解決できること 工-E 4 情報理論に関係した工学的事象を理解・分析できること 工-C 5 情報理論に関して自律的かつ継続的な学習ができること 工-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 20% 中間・期末の複数回の試験により基礎的知識の理解度を評価する 2 35% 中間・期末の複数回の試験により基礎的問題のな論理的な解決能力を評価する 3 15% 中間・期末の複数回の試験により応用問題に対する総合的な解決能力を評価する 4 5% 中間・期末の複数回の試験により本講義内容に関連する工学事象の理解度を評価する 5 25% 毎回の小テストおよびレポートにより評価する 合計 100%
＜授業の方法＞
講義は面接授業を基本として，小テスト（オンライン型）を毎回行う．必要に応じてライブ型授業も実施する． ・Moodle上に講義資料と復習用動画資料を公開し，オンデマンド型授業の長所を取り入れる． ・試験対策その他のための演習問題もMoodle上で配布する． ・成績評価は複数回の試験と小テスト，およびレポートにより行う．
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
前提知識として，確率統計，離散数学，線形代数学，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），電気電子などに関する基本的な知識が必要です．
＜テキスト＞
小川英一著, マルチメディア時代の情報理論 改訂版, Array, ISBN:9784339028935, (2019年出版)
＜参考書＞
電子情報通信学会編 ; 今井秀樹著, 情報・符号・暗号の理論, Array, ISBN:9784339018356, (2004年出版 電子情報通信レクチャーシリーズ / 電子情報通信学会編, C-1) 白木善尚編 ; 村松純 [ほか] 共著, 情報理論, Array, ISBN:4274205959, (2008年出版 IT text / 情報処理学会編) 横尾英俊著, 情報理論の基礎, Array, ISBN:4320121066, (2004年出版) 橋本猛著, 情報理論, Array, ISBN:4563013986, (1997年出版)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル ガイダンスおよび序論：情報伝送の基礎知識と情報量の数量化 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義の小テスト 授業内容 講義ガイダンス，情報理論の基礎，ビット，自己情報量，平均情報量（エントロピー） 2 タイトル 情報源符号化その１ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 符号の木，クラフトの不等式，ハフマン符号化 3 タイトル 情報源符号化その２ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 （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 4 タイトル データの圧縮その１ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 ランレングス符号化，ＭＨ符号化 5 タイトル データの圧縮その２ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 ＬＺ符号化とその周辺 6 タイトル 前半のまとめと中間評価その１ 事前学習 事後学習 これまでの講義資料の復習 授業内容 これまでの授業のまとめと試験問題の出題意図の解説 7 タイトル 通信路符号化その１ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 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 8 タイトル 通信路符号化その２ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 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 9 タイトル 最尤復号法 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 尤度，最尤符号推定，情報源と通信路モデル上の確率計算 10 タイトル 基礎的な誤り検出・訂正符号 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 パリティ検査符号，ハミング符号，線形符号，検査行列，シンドローム 11 タイトル 中盤のまとめと中間評価その２ 事前学習 事後学習 これまでの講義資料の復習 授業内容 これまでの授業のまとめと試験問題の出題意図の解説 12 タイトル 実用的な誤り検出・訂正符号その１ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 ＣＲＣ符号とその周辺 13 タイトル 実用的な誤り検出・訂正符号その２ 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 畳み込み符号とビタビ復号 14 タイトル 伝送路符号化とアナログ信号の情報量 事前学習 事後学習 事前配布の講義資料の予習と講義後の小テスト 授業内容 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 15 タイトル 期末のまとめと総合評価 事前学習 事後学習 これまでの講義資料の復習 授業内容 これまでの授業のまとめと試験問題の出題意図の解説 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
アンケート結果確認中
＜備考＞
(未登録)