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基于纠错算术编码的码率分配算法研究

作　者: 于迎新
导　师: 王钢
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 码率分配算法纠错算术编码堆栈序列译码质量层
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 56次
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内容摘要

随着无线通信和多媒体技术的快速发展,下一代无线通信的主要目标是提供高速率,高质量的多媒体业务。然而无线信道有限的带宽,恶劣的信道条件使得目前基于Shannon分离定理的信源信道编码系统的设计显露出局限性。信道编码很难去除所有的错误,而一个有效的数据压缩编码系统,在尽可能去除信源冗余度的同时,对存储容量、信道噪声的敏感性也大大增加了。因此,尽管从信息论的观点看信源编码提高了数据有效性,但如果不对编码过程或输出做相应的适当处理,则编码后的系统性能将会在实际应用中由于这一敏感性而严重退化。而通过对信源和信道编码的联合考虑,有可能减少传输错误对重建信号质量的影响。本文通过对一种新型的联合信源信道编码-纠错算术编码的研究,对算术编码加入禁用符号,在实现信源压缩的同时,使编码码字具有纠错能力,从而达到了联合信源信道编码的目的。本文对现有的纠错算术编码的堆栈序列译码算法增加了6个限制条件,从而显著删除了无效译码路径,减少了译码时间和堆栈容量。文中进一步对联合信源信道编码中的信源信道码率分配问题进行了深入研究,通过分析渐进图像各位平面对图像失真的影响,对码率分配问题建立了数学模型,利用拉格朗日乘数法,实现了码率的最优分配。通过对JPEG2000压缩图像的分辨率可伸缩性以及质量可伸缩性等特点的分析,进而提出了基于图像质量层的码率分配算法。该算法首先将渐进图像的各位平面分成质量层,然后利用为不同质量层分配码率实现图像不等差错保护,仿真结果显示,该算法在编码复杂度略有增加的情况下显著降低了数据包丢包率,同时提高了重建图像的峰值信噪比。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景  8-12
    1.1.1 研究背景  8-11
    1.1.2 联合信源信道编码的基本方法  11-12
  1.2 课题的研究目的和意义  12
  1.3 国内外研究现状与分析  12-14
  1.4 本文主要研究内容与结构  14-15
第2章联合信源信道编码理论  15-24
  2.1 联合信源信道编码的基本理论  15-16
  2.2 联合信源信道编码的适用条件  16-21
    2.2.1 无线信道  17
    2.2.2 对于通信资源约束苛刻的应用环境  17-18
    2.2.3 共享信道的多用户系统  18
    2.2.4 不同类型环境中的通信  18-20
    2.2.5 未知或变化的信源、信道和网络  20-21
  2.3 基于EBCOT算法的信源编码设计  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章纠错算术编码的改进译码算法  24-41
  3.1 纠错算术码的基本原理  24-28
    3.1.1 算术编码  24-25
    3.1.2 纠错算术编码  25-28
  3.2 纠错算术码的联合编码方法  28-30
  3.3 基于最大后验概率的联合解码  30-35
    3.3.1 加性高斯白噪声信道  30-32
    3.3.2 一阶马尔科夫信道  32-35
  3.4 改进的堆栈序列译码算法  35-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章基于纠错算术码的信源信道码率分配算法  41-52
  4.1 信源信道码率对图像质量的影响  41-43
  4.2 联合信源信道码率分配算法  43-45
  4.3 基于质量层的码率分配算法  45-47
    4.3.1 渐进图像的质量层  45-46
    4.3.2 基于质量层的码率分配算法  46-47
  4.4 联合信源信道码率分配方案的仿真及性能分析  47-51
  4.5 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-59
致谢  59

基于纠错算术编码的码率分配算法研究

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