压缩图像无线传输的信源信道联合编码研究

摘要

近年来，随着计算机、通信以及网络等关键技术的迅速发展，人们对多媒体通信的需求也与日俱增，图像(视频)通信作为多媒体通信中的一个基本组成部分，得到了广泛的重视。在许多实际的通信系统中，基于香农分离原理的信源一信道编码分离设计方法往往导致图像(视频)传输应用的低效率，而信源信道联合编码则可以获得更好的性能。该方法将通信系统作为一个整体来分析，综合考虑信源和信道的特性，合理分配资源以提高系统的整体性能。因此信源信道联合编码的研究具有十分重要的现实意义。 本文对信源信道联合编码技术在图像无线传输中的应用进行了研究，提出了一种基于不等差错保护，并与码率的动态分配机制有机结合的信源信道联合编码方案。本文的主要内容包括： ①针对图像无线传输的背景，本文分析了无线衰落信道的特点，对几种主要的信道模型加以分析，并通过仿真得出了在不同参数值下的信道特性。 ②本文在仔细分析了 SPIHT 算法的基础上，针对联合编码的需要，通过对低频单独处理 (DPCM) 和子树独立编码 (采用Virtual-zerotree结构)对其进行局部改进，使其性能得到进一步优化， ③本文将码率分配技术和不等差错保护技术(UEP)进行很好地融合，实现了一种通用、有效的信源信道联合编码传输系统。在该系统中，本文针对改进的SPIHT信源编码码流重要性的不同而进行三重不等差错保护。同时，根据无线信道的时变特性自适应地调整信源和信道编码速率，从而在不增加额外带宽的前提下，系统获得了优异的性能和较高的可靠性。通过几种不同的图像传输方案在无线衰落信道上的仿真比较，实验表明本文所设计的方案在信道条件恶劣的情况下，能够明显提高图像传输的质量。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究意义

1.2信源信道联合编码的研究概况

1.2.1国内外研究现状

1.2.2信源信道联合编码的应用范围

1.3本文的主要工作内容

2信源信道联合编码理论及相关知识

2.1信源信道联合编码(JSCC)

2.1.1 JSCC基本原理

2.1.2 JSCC的系统框架

2.1.3目前主要的信源信道联合编码技术

2.2图像无线传输的信道模型

2.2.1几种主要的无线信道模型

2.2.2信道模型的仿真分析

2.3图像质量的评价测度

2.4本章小结

3图像信源编码

3.1图像信号的信源编码概述

3.2小波变换在图像编码领域中的应用

3.2.1小波变换编码基本原理

3.2.2图像小波变换后系数的分布特点

3.2.3图像编码小波基的选择

3.3本文所选用的信源编码

3.3.1 SPIHT编码原理

3.3.2 SPIHT编码算法

3.3.3改进的SPIHT算法(Improved-SPIHT)

3.3.4实验仿真结果分析

3.4本章小结

4图像无线传输中的信道编码

4.1信道编码概述

4.2图像无线传输中的差错控制

4.2.1图像无线传输中差错控制的必要性

4.2.2主要差错控制方式

4.3常用信道编码

4.4本文所选用的信道编码

4.4.1循环冗余校验码(CRC)

4.4.2码率兼容截短卷积码(RCPC)

4.5本章小结

5压缩图像无线传输的信源信道联合编码研究

5.1引言

5.2一种基于信源信道联合编码的图像无线传输方案

5.2.1基于I-SPIHT算法的图像编码设计

5.2.2基于不等错误保护的RCPC信道编码设计

5.2.3交织器的设计

5.2.4系统设计框图

5.2.5本文仿真所用信道模型

5.3图像无线传输的信源信道联合编码仿真研究

5.3.1图像数据的不同部分对图像质量的影响

5.3.2信源信道编码速率对图像质量的影响

5.3.3信源信道联合编码速率分配准则

5.3.4信源信道联合编码速率分配方案

5.3.5图像无线传输方案的仿真结果及分析

5.4本章小结

6结束语

6.1论文总结

6.2工作展望

致 谢

参考文献

附 录