基于小波压缩的自适应联合信源信道编码

摘要

随着通信技术的发展,尤其是互联网和无线多媒体通信的快速发展,网络环境越来越复杂,在这种情况下,Shannon编码原理的限制越来越明显,因而近年来,对联合信源信道编码(JSCC,Joint Source-Channel Coding)的研究逐渐受到了人们的广泛重视,使之成为编码研究中的重要课题。
　　本文主要介绍了在JSCC方面所做的一些研究工作,结合低密度奇偶校验码(LDPC,Low Density Parity Check)和不等误差保护(UEP,Unequal Error Protection)技术以及图像的小波压缩方法,提出了一种基于UEP的自适应JSCC图像无线传输方案。
　　作为JSCC的背景知识,本文首先介绍了具有渐进性码流结构的分层树集划分(SPIHT,Set Partitioning in Hierarchical Trees)图像信源压缩算法,以及所用到的信道编码——LDPC码。
　　然后,本文将渐进边增长(PEG,Progressive Edge-Growth)算法与具有UEP性能的非规则LDPC码相结合,用于构造一种列度递增的奇偶校验矩阵H,实现了消息序列中的重要比特与校验矩阵中高列度的列之间的映射,对消息序列提供不等误差保护。实验表明,该方法能够有效降低数据传输的误码率。
　　最后,针对SPIHT图像信源压缩后的渐进性码流结构特点,提出了一种采用SPIHT信源编码器和LDPC码信道编码器联合实现对信源数据的不等误差保护的联合编码方案。瑞利(Rayleigh)信道下的仿真结果表明,在信噪比等于1.0dB时,自适应方法比不采用自适应方法有近1.2dB的性能改善,UEP方案比等误差保护(EEP,Equal Error Protection)方案的PSNR提高了约2.0dB。因此利用信源重要性信息(SSI,Source Significant Information)、信道状态信息(CSI,Channel State Information)和UEP技术对图像进行联合信源信道编码,可以在不可靠的无线信道上有效地提高图像传输性能。

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缩略语说明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究的目的和意义

1.3国内外研究现状

1.4本文主要内容和章节安排

第二章联合信源信道编码概述

2.1信息论基础知识

2.2信源信道联合编码

第三章基于小波变换的SPIHT算法

3.1图像信号的信源编码概述

3.2小波变换及其在图像编码领域中的应用

3.3 SPIHT算法

第四章LDPC码及其不等误差保护性能

4.1 LDPC码的相关知识

4.2 LDPC码的编译码

4.3 LDPC码的不等误差保护性能

4.4本章小结

第五章联合信源信道编码

5.1基于UEP的自适应JSCC方案的可行性分析

5.2基于UEP的图像无线传输系统模型

5.3基于UEP的自适应JSCC

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2今后的工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文