基于压缩感知与LDPC码的联合信源信道编码

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bfhx1314
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无线通信的两大评价指标包括有效性和可靠性,由此衍生出信源编码与信道编码理论。传统的信源信道编码独立设计方案虽然易于设计,但会有明显的门限效应。因此,将信源编码与信道编码进行联合设计会取得更好的整体性能。本文针对通信资源稀缺的图像传输场景,以重构图像的峰值信噪比为提升目标,对信源编码与信道编码进行了深入研究。主要包括两个方面,一是针对具体场景选择适合的信源、信道编码方式并进行优化;二是在此基础上,通过联合信源信道编码的方式设计出信源信道码率自适应调整的方案,具体的研究工作如下:首先根据图像传输场景的特点选择压缩感知为信源编码、LDPC(Low Density Parity Check Code)码为信道编码,在系统介绍压缩感知与LDPC码理论的基础上,对压缩感知与LDPC码的性能影响参数结合仿真进行分析。传统的图像压缩感知存在很多不足:观测矩阵的随机性、计算复杂度过高、重构质量差等等。为了解决这些不足,在分块压缩感知的基础上,将图像块根据图像块方差进行分类,对于不同类别的图像块按比例分配采样率,达到根据图像纹理特征自适应分块压缩感知的效果,以此提升图像压缩感知的重构质量。传统的信源信道独立编码方式码率固定,无法随信道条件的变化进行调整。本文从联合信源信道编码的思想入手,结合曲线拟合设计出了一个码率自适应调整的传输方式,其能根据反馈回的信道条件参数动态调整至传输后图像的重构质量最优。在此基础上,引入不等差错保护技术(Unequal Error Protection)以提升重构图像质量。在仿真过程中,以图像作为传输对象,分别对信源信道独立编码方案、信源信道码率自适应方案以及不等差错保护码率自适应方案进行仿真以及对比。仿真结果表明,码率自适应以及不等差错保护能够显著提升图像传输质量,表现在PSNR上有平均4d B的性能提升。
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