信源信道联合编码方法研究

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1、大连理工大学硕士学位论文信源信道联合编码方法研究姓名：张凯程申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：李建华20091201大连理工大学硕士学位论文摘要信源信道联合编码是依据输入视频序列的特点和传输信道的特性，将在传统分离编码方案中彼此独立进行的信源编码与信道编码结合在一起，进行联合编码，从而使系统在整体性能上达到最优。由于信源信道联合编码综合考虑了信源编码和信道编码，所以可以有效的减小整个通信系统的失真，获得更好的视频重建质量。首先，本文对信源编码和信道编码的理论知识进行了简单介绍。然后，本文对信源信道联合

2、编码方案的基本原理和常用方法进行了总结概括。接着，本文对基于不等差错保护的信源信道联合编码方案进行了深入的研究。因为信源编码后的码流不同部分对于视频重建质量重要性不同，所以可以采用不同信道保护方案对不同重要性的码流分别进行保护。本文给出了一种基于宏块重要性模型的不等差错保护方案。该方案首先利用给出的重要性模型对宏块的重要性进行分析，然后将不同重要性的宏块分别采用三种码率的Turbo码进行信道保护。实验表明采用该方案比采用均等差错保护方案和传统的基于帧重要性的不等差错保护方案能得到更好的视频重建质量。最后，本文对基于

3、率失真模型的信源信道联合编码方案进行了详细的研究。根据H．264编码器的率失真特性，本文在大量实验的基础上给出了一种编码器率失真模型。结合该率失真模型和Turbo码的信道抗误码特性，本文对视频传输系统的端到端失真进行了分析，并给出了一种基于H．264率失真模型的信源信道联合编码方案。该方案可以依据当前信道的具体情况合理分配信源编码和信道编码各自占用的带宽，使端到端失真最小。实验结果表明，与固定分配带宽的编码方案相比，该方案可以有效利用信道带宽，提高视频重建质量。关键词：信源信道联合编码；不等差错保护；率失真模型大连

4、理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：』室盟重筮重毽箜主；至至垄盔作者签名：丞坦丝日期：竺2年j上月—笪日大连理+r大学硕七学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有

5、关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：作者签名：导师签名：日期：型墨年—堕月兰L日日期：珥年卫月旦日大连理工大学硕十学位论文1绪论1．1研究背景与意义随着信息时代的到来，在现代电子技术、计算机技术、网络技术和信息处理技术飞速发展的条件下，今天的通信技术已经发展到了一

6、个较高的阶段。相关技术的研究也已经取得了许多骄人的成果，人们在通信领域的各个环节相继提出了许多的方法。但是，通信技术的研究，仍然是一个研究的重点和热点，这些研究将为多媒体无线通信【I】、多媒体电子邮件【列、远程电视电话会议[31、交互式多媒体‘引、远程医疗【51和电子商务【61等应用发挥巨大的作用。通信的最终目标就是将信息有效并且可靠地从信源传输到信宿。在这个过程中，编码器的作用就是把信源发出的信息进行处理或者变换，这种处理要求既能有效地表达信源发出的信息，又要能够较好地克服信道噪声的干扰。而译码则是编码的反变换，

7、译码器要从已经受到干扰的信号中最大限度地提出有关信源输出的信息，存信宿端最大程度的近似地重构信源发出的信息。但是长期以来，编码的有效性和可靠性作为一个矛盾统一体中的一对矛盾，形成了一种相互割据的局面，从而衍生出信息论的两大分支理论信源编码理论和信道编码理论。经典的无线通信系统是将信源编码和信道编码分别进行处理的。信源编码的目的主要在于提高系统的有效性。信源编码器的任务是根据一个给定的失真要求对信源信息实行划分，并给每一划分空间以不同的代码，即码字。信源译码器的作用在于根据收到的码字，确定出它在信源划分中所属的区域。

8、显然，精确度要求愈高，即失真愈小，对信源的划分就要愈细，因而为表示信源信息所需的码字就愈多，其相应的码长也就愈长。信道编码理论则主要是以提高系统的可靠性为核心，它是寻找一种合适的编码手段，在一定的码率条件下，将信息以尽可能小的错误概率从信源传递到信宿。在传统通信过程中，信源编码和信道编码是分开考虑分别处理的。分离编码的优点是设计简单、通用性好，可以分别形成各