基于Turbo码不等差错保护的信源信道联合编码的研究

摘要

数字图像通信系统对信息的存储、传输和处理的要求非常高，一方面图像的数据信息量非常大，另一方面恶劣的无线信道环境使得信息在传输过程中产生大量的误码，因此在保证传输质量的前提下，图像数据的压缩和差错控制技术成为数字图像通信的两个关键问题。压缩后的图像数据由于去除了大部分的冗余信息，对信道的传输错误非常敏感，有时少数的几个错误都有可能破坏整个图像的信息码流，从而对重建图像的质量造成了影响。如何综合利用信源码流和信道的特性，寻求信源与信道编码的联合设计以提高通信系统的整体性能，越来越引起人们的广泛重视，不等差错保护技术(UEP)则是一种有效的途径。针对信源图像压缩码流中的数据对信道误码的敏感程度不同，国内外诸多学者对基于信源数据重要性不同的不等差错保护方法进行了研究。
　　 本论文针对图像数据对信道误码的敏感程度各不相同，对图像码流中的数据进行分等级编码传输，提出了一种基于Turbo码不等差错保护的联合信源信道编码方案，可以减少信道传输错误对重建图像质量的影响，提高图像通信系统的可靠性，降低系统的时延。主要研究内容如下：
　　 （1）针对Turbo码中常用的分组交织器和随机交织器存在着去除序列相关性和重置短帧低重码字效果不明显的缺陷，提出了一种新型的行列不等交叉循环交织器。实验表明，将新型交织器用于Turbo码的设计，可以获得比常用的交织器更好的性能，有效地提高了Turbo码的纠错性能。
　　 （2）针对图像像素不同信息比特对重建图像质量的影响不同，给出了一种基于Turbo码的不等差错保护的图像传输方法。将信息按其重要性的不同进行分组，采用不同的编码策略、不同的交织器、不同的译码算法和迭代次数对其进行不等差错保护。实验表明，采用提出的不等差错保护方案可以获得比平等差错保护（EEP）方案更好的重建图像质量。
　　 （3）针对经过SPIHT压缩编码后的图像数据码流中的比特信息重要性及差错敏感度的不同，给出了一种基于Turbo码不等差错保护的联合信源信道编码方案。将SPIHT编码后的数据码流按照重要性不同进行分组，采用具有不同交织器的Turbo码和不同编码码率对其进行不同程度地保护，并能根据信道状况的好坏自适应地动态调整编码的码率。实验表明，提出的不等差错保护联合编码方案可以获得更好的重建图像质量，在不增加额外带宽的条件下，提高了系统的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1 章 绪 论

第2 章 新型Turbo 码交织器的设计与仿真实现

第3 章 基于UEP 的无线图像传输技术的研究

第4 章 基于UEP 的联合信源信道编码的研究

第5 章 总结与展望

参考文献

致 谢

附 录（攻读学位期间所发表的学术论文目录）