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分布式信源编码的研究、应用与实现

作　者: 廖希睿
导　师: 周炯槃
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 无线传感器网络分布式信源编码分布式联合信源信道编码视差搜索多视角视频系统 PRISM
分类号: TN911.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 163次
引　用: 1次
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内容摘要

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。与其他的无线网络相比,无线传感器网络中传感器节点的能量有限而且不能够实时更新。因此传感节点的信息处理能力和无线通信的容量都受到了很大的影响。为了克服这些限制,需要设计能耗较低的通信协议和算法,其中，在编码时采用分布式信源编码(Distributed Source Coding, DSC)技术就是一种有效地解决方法。分布式信源编码利用多个信源之间的相关性,进行独立编码减少传送的信息速率,并通过联合译码提高信息传输的整体有效性。DSC技术的作为无线传感器数据传送中的关键技术,对于其的研究也越来越成熟,而对DSC的应用也扩展到了无线摄像机网络等领域,成为了一种具有高效压缩性和优秀译码性能的信源编码。本文对分布式信源编码技术从理论到实现再到应用进行了重点研究。本文从以下几个方面对DSC进行了研究：首先介绍了分布式信源编码的理论基础——Slepian-Wolf编码定理和Wyner-Ziv定理,从理论上说明了DSC的可行性；其次,分别说明了两种DSC的实现方式,即基于校验子(Syndrome)的实现方式和基于校验位(Parity)的实现方式,详细地举例阐述了两种方式的实现方法和仿真测试结果；最后,文章还重点从平行多视角视频系统出发,说明分布式信源编码在无线摄像机网络这一领域的应用,在此,本文还引入了视差补偿和平行视差搜索技术,对基于不同建模方式的平行视差搜索方式进行了研究,找出了搜索质量和计算复杂度最优折中的视差搜索方式,并将此搜索方式应用于基于DSC的分布式视频系统PRISM中去以实现平行多视角视频系统。文章最后还对这一系统进行了仿真对比,对比结果表明,引入了平行视差搜索的平行多视角视频系统能更好地重建视频序列,同时,分布式信源编码在无线摄像机网络的应用效果得到验证。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-16
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 课题研究基础  10-14
    1.2.1 无线传感器网络  10-11
    1.2.2 分布式信源编码  11-12
    1.2.3 H.264/MPEG4高级视频编码  12-13
    1.2.4 3-D视频系统和多视角视频系统  13-14
  1.3 论文的主要工作及研究成果  14-15
  1.4 论文的结构安排  15-16
第二章分布式信源编码常见编解码方式的实现  16-49
  2.1 分布式信源编码原理  16-20
    2.1.1 Slepian-Wolf编码定理  17-18
    2.1.2 连续信源的Wyner-Ziv编码理论  18-20
  2.2 分布式信源编码的主要方法  20-48
    2.2.1 利用校验子(Syndrome)的分布式信源编码方法(DISCUS:Distributed SourceCoding Using Syndrome)和实现  20-32
    2.2.2 使用校验位(Parity)的编码方法和举例  32-48
  2.3 本章小结  48-49
第三章分布式信源编码在图像和视频处理的应用  49-72
  3.1 平行多视角视频系统的关键技术——平行视差搜索的研究  49-63
    3.1.1 视差和视差搜索  50
    3.1.2 视差的概念  50-51
    3.1.3 平行视差搜索的约束条件  51-52
    3.1.4 基于不同建模方法的视差搜索  52-63
  3.2 一种多视角视频系统的实现方式  63-71
    3.2.1 PRISM视频系统概览  64-66
    3.2.2 利用PRISM实现平行多视角视频系统  66-71
  3.3 本章小结  71-72
第四章结束语  72-75
  4.1 论文工作总结  72-73
  4.2 下一步研究方向  73-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间研究成果  79

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