适于全视觉图像感兴趣区域的信道编码研究

论文摘要

视觉图像作为一种非常重要的信息源,在军事、民用等领域被广泛应用。视觉图像的高质量、高效率传输及接收也一直是通信领域的热门研究课题之一。全视觉图像相对普通图像而言,信息量十分庞大,图像码流更长,并且,当对视觉环境有大概的先验知识的情况下,图像中信息的重要性不同。鉴于此,在考虑全视觉图像的通信传输时,可以对一帧图像中的不同区域区别对待。通常将其中的重要区域称为感兴趣区,非重要区域称为背景区域。本文重点研究带有感兴趣区域全视觉图像的信道编码方法。本文针对全视觉图像的特点,在分析了各种图像信道编码的基础上,确定用基于LDPC信道编译码方法对带有感兴趣区域的全视觉图像进行传输。首先对LDPC的构造进行了较全面探讨,确定了可以快速实现编码的算法;然后对LDPC的译码算法做了深入研究,改进了BP译码算法;最后,用不等错误保护思想对感兴趣区域进行重点保护,用改进后的BP译码算法对图像进行译码,完成传输。该传输方法具有较好的性能,特别适合带有感兴趣区域的图像传输。改进的BP译码算法性能超过了BP-Based算法,只要校正因子取值合适,可以加快译码收敛速度,获得超过BP算法的性能,而译码迭代次数并不增加。对感兴趣区域采用码长较长、码率较低的LDPC码,对非感兴趣区域采用码长较短、码率较高的LDPC码,在保证整幅图像质量前提下,使感兴趣区域的图像质量明显好于非感兴趣区域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 图像信道编码的研究现状
• 1.2.1 信道编码的发展概况
• 1.2.2 低密度奇偶校验码（LDPC）在图像传输中的应用现状
• 1.3 本文内容介绍
• 第2章 图像通信中的常用纠错码
• 2.1 常用纠错码
• 2.1.1 线性分组码
• 2.1.2 交织码
• 2.1.3 卷积码
• 2.1.4 网格编码TCM
• 2.1.5 级联码
• 2.2 低密度奇偶校验码的分类
• 2.2.1 规则低密度奇偶校验码
• 2.2.2 非规则低密度奇偶校验码
• 2.3 低密度奇偶校验码的构造
• 2.3.1 Gallager构造法
• 2.3.2 Mackay构造法
• 2.3.3 几何构造法
• 2.3.4 图论构造法
• 2.3.5 非规则码的构造
• 2.3.6 算法实现
• 2.4 低密度奇偶校验码编码
• 2.4.1 基于下三角形式校验矩阵的线形编码
• 2.4.2 两种可以实现快速编码的码类
• 2.5 低密度奇偶校验码的译码
• 2.5.1 消息传递（Message Passing）算法
• 2.5.2 置信传播（Belief Propagation）算法
• 2.6 本章小结
• 第3章 全视觉图像的感兴趣区域信道编码研究
• 3.1 低密度奇偶校验码译码算法的改进
• 3.1.1 算法思想
• 3.1.2 算法实现
• 3.2 改进的译码算法在图像传输中的仿真
• 3.2.1 图像传输系统模型
• 3.2.2 仿真分析
• 3.3 低密度奇偶校验码用于图像感兴趣区域传输的改进方案
• 3.3.1 图像传输中不等错误保护的基本思想
• 3.3.2 使用不同码率对图像感兴趣区域进行重点保护
• 3.3.3 用不同码长对图像感兴趣区域的重点保护
• 3.3.4 仿真结果分析
• 3.4 不同信道下低密度奇偶校验码在图像传输中的性能比较
• 3.4.1 AWGN信道下的低密度奇偶校验码仿真
• 3.4.2 Rayleigh信道下的低密度奇偶校验码仿真
• 3.4.3 仿真结果的比较分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 图像传输的质量分析
• 4.1 对图像和传输系统的质量要求
• 4.1.1 图像质量
• 4.1.2 可见误差
• 4.1.3 时延
• 4.2 传输速率对图像业务质量的影响
• 4.2.1 固定比特率传输
• 4.2.2 可变比特率传输（VBR，Variable Bit Rate）
• 4.3 图像传输差错与处理
• 4.3.1 简单传输模型的误码分析
• 4.3.2 抗误码措施
• 4.4 传输时延对图像业务质量的影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢