基于图像特征的信源信道联合编码设计与实验

论文摘要

随着计算机、通信以及网络等技术的迅速发展,人们对多媒体通信的需求也与日俱增,图像(视频)通信作为多媒体通信中的一个基本组成部分,得到了广泛的重视。在许多实际的通信系统中,信源/信道编码单独设计的方法往往在追求图像(视频)最佳重现的同时忽略了系统运算的复杂度,从而导致图像(视频)传输系统复杂,对终端硬件要求高,系统整体效率降低。信源信道联合编码则可以兼顾传输的效率和效果,依据对系统的特殊要求,选择不同组合方式,最终获得好的性能。信源信道联合编码方法将通信系统作为一个整体来分析,综合考虑信源和信道的特性,合理分配资源以提高系统的整体性能。因此信源信道联合编码的研究具有十分重要的现实意义。本文对信源信道联合编码技术在图像无线传输中的应用进行了设计与实验,主要内容包括:根据人眼视觉特性选用信源编码方案对图像信息进行划分;选择实际中常用的信道编码方法对划分后的图像数据进行编码,并对所选择的信道编码方法进行复杂度估算;对传输所得的结果,通过图像质量评价主客观方法和误码率评价传输结果;综合考虑系统复杂度以及图像传输效果,评测单独使用信道编码和几种联合编码方案的优劣。本文对图像的信源编码采用Hear小波和Canny算子,信道编码使用BCH码和卷积码。传输效果的评价方法采用主观和客观两类方法。其中,客观评价指标包含:峰值信噪比、均方误差和误码率。系统复杂度评估指标则是统计算法中加法与乘法的运算次数。本文的实验结果表明,综合考虑系统复杂度和传输效果两个因素,采用联合编码方法要优于独立编码方法。对于联合编码方法,针对不同的信道环境和对系统复杂度的要求,本文将给出不同的联合编码方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的背景、意义以及国内外研究的现状
• 1.1.1 本文研究的背景
• 1.1.2 本文研究意义
• 1.1.3 国内外研究现状
• 1.2 信源信道联合编码的应用范围
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本章小结及全文结构介绍
• 第二章 信源编码
• 2.1 图像信号的信源编码概述
• 2.2 人眼视觉特性
• 2.3 小波变换
• 2.3.1 小波变换的发展概况
• 2.3.2 小波变换的基本原理
• 2.3.4 本文对小波基的选择
• 2.4 本文对边缘检测算子的选择
• 2.4.1 边缘检测的Canny 准则
• 2.4.2 Canny 边缘检测算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 信道编码
• 3.1 信道编码理论的发展
• 3.2 信道介绍
• 3.3 信道编码的分类和性能分析
• 3.4 本文对信道编码的选择
• 3.5 BCH 编码
• 3.5.1 BCH 编码的基本概念
• 3.5.2 BCH 编译码
• 3.6 卷积编码
• 3.6.1 卷积码的基本概念
• 3.6.2 卷积码的描述
• 3.6.3 卷积码的距离特性
• 3.6.4 Viterbi 译码算法
• 3.7 本文对两种信道编码参数的选择
• 3.8 本章小结
• 第四章 信源信道联合编码及图像质量评价体系
• 4.1 信源信道联合编码
• 4.2 图像质量评价体系
• 4.2.1 图像质量评价的现状
• 4.2.2 本文对图像质量评价的客观标准选择
• 4.3 本章小结
• 第五章 实验过程及对实验结果的分析
• 5.1 实验过程
• 5.1.1 第一套联合编码方案
• 5.1.2 第二套联合编码方案
• 5.1.3 对灰度图像进行单独信道编码
• 5.2 三组标准图像实验结果
• 5.3 联合编译码方法复杂度分析
• 5.3.1 BCH 码编译码复杂度计算
• 5.3.2 卷积码编译码复杂度计算
• 5.3.3 信道编译码复杂度比较
• 5.4 实验结果的对比与分析
• 5.4.1 对实验结果的预计
• 5.4.2 实验结果的分析
• 5.4.3 综述评价结果
• 5.4.4 对实验结果与预计结果不符的分析
• 5.5 对信源信道联合编码方案的综合评价
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢
• 附录