基于小波变换的联合信源信道编码研究

admin · 发表于 2024-1-22 10:58:03

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无线多媒体通信的发展改变了人类的生活，下一代无线移动通信的目标是实现无所不在的，高速率、高质量的多媒体移动传输。然而多媒体信息数据量大，需要采用数据压缩技术进行高效率压缩，而随着压缩比的增高，编码复杂度以及信息的失真会随之增加。同时，无线信道中有限的带宽资源、恶劣的信道条件以及各种终端尤其是便携式移动设备对复杂度、能耗等资源的苛刻限制，使信道编码无法提供充足的保护，导致传输中的差错不可避免，也使传统依据Shnnaon分离定理将信源和信道编码作为两个独立模块分别设计的思想逐渐显露出其局限性。因此，突破传统分离编码设计方法，在信源编码和信道编码之间进行联合信源信道编码能够实现二者的联合优化设计，从而获得更高的传输效率和可靠性。本文主要分为三个部分：第一部分调研了当前几种热门的联合信源信道编码技术，分析了小波变换的原理及其系数矩阵的特点，简要介绍了几种基于小波变换的信源压缩算法。第二部分考虑信道编码的特点，针对经典小波SPIHT算法存在的几个题目，提出了一种基于系数块的改进SPIHT算法，并对其进行了性能仿真和分析，进一步在结合不等差错保护（UEP）技术的联合信源信道编码系统框架下，对改进算法的SPIHT码流进行了仿真和分析。第三部分基于SPIHT码流特点分析，提出了一种新的码流分配及码率优化方法，并给出了系统架构，对系统性能进行了分析和仿真。具体取得的成果如下：本论文分析了现有基于小波变换的SPIHT算法，根据小波SPIHT算法存在的缺点，提出了一种基于系数块的改进SPIHT算法，并通过与不等差错保护技术的结合对算法性能进行了仿真验证。仿真结果表明，提出的改进算法在PSNR性能上要优于经典SPIHT算法。分析了SPIHT码流的特点，提出了一种基于门限值的SPIHT码流传输方案和一种基于门限值的码率优化算法。仿真结果表明，无论从接收到的可用于解码的数据包数目，还是从恢复图像的PSNR值，所提技术方案的性能都要优于现有几种典型码流分配方法。因此，本方案对于未来无线多媒体通信系统的高效可靠传输更具潜力和实用性。

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