信源信道联合编码研究
无线信道中的联合信源信道编码研究
无线信道中的联合信源信道编码研究无线信道中的联合信源信道编码研究摘要：在无线通信系统中，信源和信道的耦合关系对系统性能有重要影响。
针对联合信源信道编码技术，本文对其基本概念、发展历程、关键问题以及最新进展进行研究和探讨。
研究结果表明，联合信源信道编码技术可以充分利用信道编码和信源编码之间的相互关系，提高系统的可靠性和效率。
关键词：无线通信；信道编码；信源编码；联合编码一、引言无线通信是现代社会不可或缺的重要基础设施之一，广泛应用于移动通信、物联网、卫星通信等领域。
在无线通信系统中，信道的不稳定性和信号的传输损耗对信息传输质量造成了挑战。
因此，研究和应用高效的信源信道编码技术对于提升无线通信系统的可靠性和效率具有重要意义。
二、联合信源信道编码的基本概念和发展历程1. 联合信源信道编码的基本概念联合信源信道编码是指在无线通信系统中，将信源编码和信道编码相结合的一种编码技术。
相较于传统的分开编码、传输的方式，联合信源信道编码技术可以充分利用信源编码和信道编码之间的相互关系，提高系统的可靠性和效率。
2. 联合信源信道编码的发展历程联合信源信道编码的研究起源于20世纪50年代，经过几十年的发展，取得了重要的理论成果和应用成果。
最早的联合信源信道编码技术采用串行连接方式，即信道编码器和信源编码器串行连接。
随后，出现了并行连接方式和更为高效的迭代连接方式。
近年来，随着信息理论的发展和计算机技术的进步，联合信源信道编码技术得到了广泛应用和深入研究。
三、联合信源信道编码的关键问题和研究进展1. 联合信源信道编码的性能分析与优化联合信源信道编码的性能分析是研究的重要内容之一。
通过对信噪比、误码率等性能指标的分析，可以评估和优化编码方案。
其中，最大似然译码、软信息传输等技术对性能分析和优化起到重要作用。
2. 联合信源信道编码的设计与调制技术联合信源信道编码的设计与调制技术是研究的核心问题之一。
通过设计合适的编码方案和调制方法，可以提高系统的传输效率和抗干扰能力。
关于信源信道联合编码的研究
文献综述题目关于信源信道联合编码的研究学生姓名 gyp专业班级通信工程07-1班学号 2007*******院（系）计算机与通信工程学院指导教师(职称) **（讲师）完成时间 2009年 3 月 12 日1 前言“信息论”又称“通信中的数学理论”，是研究信息的传输、存储和处理的科学。
通信的根本目的是将消息有效而可靠地从信源传到信宿。
信源编码的目的在于提高系统的有效性（传信率越高失真越小）。
中心问题是：对一给定的信源，在失真度确定的条件下，使得失真满足要求所需的最低传信率；在传信率确定的情况下，系统所能达到的最小失真。
信道编码理论核心是提高系统的可靠性。
中心问题：寻求一种适当的编码手段，在一定的传信率条件下，通过有规律地增加冗余度保证消息以尽可能小的差错概率从信源传到信宿[1]。
长期以来，在香农的信源信道分离理论的指导下，信源编码理论和信道编码理论都取得可喜成果。
但是当前的分离理论仅适用与点对点通信系统，并假定系统可容忍无限长的传输时延和预先掌握信道统计特性。
在当前，图像/视频实时业务，无线和IP网络信道的时变性，原分离的信源信道理论已经无法满足实际的通信需求。
而建立在香农的全局率失真理论之上的信源-信道联合编码理论应运而生。
如图1信源信道联合编码框图[2]。
1979年——提出信源信道联合编码[3]。
近年来——K.Sayood等人，研究利用压缩编码后信息的先验后验信息向译码器传递信息。
F.R.K schischang和B.J.Frey等人，提出因子图形并提出一种针对全局函数边界计算的一般性算法。
I.Kozintsev等人，提出一种基于因子图形框架，同时包含信源与信道编码的全局图形模型（还用到冗余信息存在准则和和积准则）。
J.Hagenauer等人，提出一种基于变长译码的变长软译码算法。
Banister等人，提出针对JPEG2000信源编码和Turbo信道编码的联合方法。
Hamzaoui等人，提出互联网和无线信道下传输内嵌图像的联合编码方法；且采用局部搜索算法对信源信道进行最优化不等差错保护。
基于分布式深度学习的信源信道联合动态编码算法研究
基于分布式深度学习的信源信道联合动态编码算法研究随着人工智能技术在不断发展和完善，深度学习已经成为了人工智能领域中最受关注的技术之一。
随着物联网技术的不断普及，大量的传感器设备和终端设备已经连接在Internet上，这些设备饱含着海量的数据，如何快速有效的处理和分析这些数据已经成为了一个紧迫的问题。
而分布式深度学习技术的出现为解决这个问题提供了新的思路。
本文将介绍一种基于分布式深度学习的信源信道联合动态编码算法，此算法可以帮助我们更好地处理数据。
1. 引言在分布式系统中，如何将分散在不同机器上的数据进行处理和分析已经成为了一个热门的问题。
在传统的数据处理方式中，我们通常采取集中式的方式对数据进行处理，但是这种方法存在着一定的缺陷，例如数据传输延迟、网络拥塞等问题。
而基于分布式深度学习技术的解决方案可以将数据和算法分散在不同的机器上，在保证数据安全的同时提高了数据处理的效率。
本文将介绍一种基于分布式深度学习的信源信道联合动态编码算法。
2. 分布式深度学习技术的应用分布式深度学习技术的出现为处理海量数据提供了新的思路。
在数据处理和机器学习领域中，分布式深度学习被广泛应用。
例如，我们可以对分散在不同机器上的数据进行分布式训练，交换不同机器的计算结果，最后得到最终的训练结果。
这种处理方式不仅可以提高数据处理效率，还可以大大降低数据处理的成本。
3. 信源信道联合动态编码信源信道联合动态编码是一种将源编码（压缩数据）和通道编码（纠正数据传输时可能发生的错误）结合起来的编码方式。
在这种编码方式中，源编码和通道编码是相互依赖的，源编码是为通道编码服务的。
传统的信源信道编码中，我们通常使用非系统化编码和循环冗余校验码。
但是这种编码方式并不能充分利用源信号的结构信息和通道的特性，因此并不适用于现代通信系统。
而基于深度学习技术的信源信道联合动态编码可以很好地克服传统编码方法的局限性。
利用深度神经网络来对源信号进行编码，可以大幅提高编码效率和通信质量，并且可以实现自适应编码和解码，提高整个系统的适应性和稳定性。
联合信源信道编码的原理及其在无线通信中的应用
联合信源信道编码的原理及其在无线通信中的应用文章标题：深度解析联合信源信道编码的原理及其在无线通信中的应用在无线通信中，联合信源信道编码是一个重要的概念，它涉及到信源编码和信道编码的结合，能够有效提高通信系统的可靠性和效率。
本文将从信源编码和信道编码的原理入手，深入探讨联合信源信道编码在无线通信中的应用，并对其进行全面评估和分析。
一、信源编码的原理及应用1. 信源编码简介信源编码是将来自信源的信息进行编码压缩，以便在传输过程中占用更少的带宽或传输资源。
常见的信源编码算法包括霍夫曼编码、算术编码等。
2. 信源编码在无线通信中的应用信源编码可以大大减少数据传输的冗余度，提高数据传输的效率，尤其在无线通信中，由于带宽和传输资源的有限性，信源编码显得尤为重要。
二、信道编码的原理及应用1. 信道编码简介信道编码是为了提高数据传输的可靠性，通过在数据中添加冗余信息，增加数据的容错性。
常见的信道编码技术包括海明码、卷积码等。
2. 信道编码在无线通信中的应用在无线通信中，信道往往会受到多径衰落、多径干扰等影响，信道编码可以减小误码率，提高通信的可靠性。
三、联合信源信道编码的原理及应用1. 联合信源信道编码的概念联合信源信道编码是信源编码和信道编码的结合，通过联合设计信源和信道编码方案，提高信号的压缩率和传输可靠性。
其核心是在保证压缩率的增强信道编码的纠错能力。
2. 联合信源信道编码在无线通信中的应用在无线通信中，联合信源信道编码可以有效降低误码率，提高信号的传输质量，尤其在高速移动通信或弱信号覆盖的情况下具有明显的优势。
四、个人观点和结论根据对联合信源信道编码原理及应用的深入研究和分析，我认为在无线通信中采用联合信源信道编码能够有效提高通信系统的可靠性和效率，特别是在面对复杂的通信环境时能够更好地应对各种干扰和噪音。
但同时也需要考虑编解码复杂度和性能损耗，需要根据具体的通信场景进行灵活选择。
通过本文的全面介绍和分析，相信读者对联合信源信道编码的原理和应用有了更深入的了解，能够在实际的无线通信系统设计和优化中发挥重要作用。
基于LDPC码的联合信源信道编码研究
摘要： 为弥补 Ｕ ＰＢ —ａ ｄ Ｍ ＰＢｓ 译码算法相对于 ＬＲ Ｂ 译码算法的性能缺陷 ， ｅ Ｌ Ｐ 提出一种改进型 Ｕ ＰＢ －ａ ｄ Ｍ ＰＢ ｅ ｓ
译码算法．该算法中的参数是在最小均方误差准则下确定的， 对所有的 Ｌ Ｐ Ｄ Ｃ码的译码具有通用性．最后将该算法
１ ０ ０ １ ０ １ １ ０ ０ １ １ ０ ０ １ ０ １ ０ ０ Ｈ ＝
１ １ Ｏ ０ １ Ｏ ０ １ ０ ０ １ １ １ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ １ １ ０ １ ０ ０ ｌ ０ ０ １ ０ １ ｌ Ｏ Ｏ １
关 键 词 ：Ｄ Ｃ码； ＬＰ 最小均方误差准则 ； 改进型 Ｕ ＰＢ—ａ ｄ Ｍ ＰＢ ｅ 译码算法 ； ｓ 联合信源信道编码； 不等差错保护
中图分类 号 ：Ｎ １．２ Ｔ ９１２
文献 标识 码 ： 文章 编号 ： ０－ ３（０００ － ８－ Ａ １ １ ３７ ２１）４ ０ １ ６ ０ ５ ０ ０
收 稿 日期 ：０ ００ －９ ２ １－２０
基金项 目： 无锡市广播 电视大学校级课题基金资助．
作者简介 ： 张天瑜， １ ０ ， 男， ￣－ ９ 硕士， 讲师； 研究方向： 无线通信技术 、 通信系统仿真、 信道编解码 ； ｍ ｉ ｚ ｎｔｎ １ ＠ｔ ． ｍ ｚ ｎｔ ｘ ｕｃ． Ｅ ａ ： ａｇａ ｕ６ ｏ ｔ ， ｈ ｇ ＠ｗｔ ．ｎ ｌｈ ｉｙ ３ ｍ ｏ ａ ｙ ｖ
Ｂｏｄａｔ ｇＳｔｌｅＳｃｎ ｅｅａｏ ， Ｖ —２ 以及 下一代移 动通 信 Ｌ Ｅ中得 到 了广 泛 的应 用．在 国 内中 国 ｒａｃｓｎ—ａｅｉ ｅｏｄＧ ｎｒｉｎＤ Ｂｓ ） ｉ ｌｔ ｔ Ｔ 移 动多媒体广播 （ ｈｎ ｏｉ ｌｍ ｄａＢｏｄａｔ ｇＣ Ｃ ｉ Ｍ ｂｌ Ｍｕｉｅｉ ｒａｃｓｎ ，ＭＭＢ） ａ ｅ ｔ ｉ 的信 道编 码技 术 的一 个亮 点就 是采 用 了 Ｌ Ｐ ＤＣ 编码方 案 ． Ｄ Ｃ码 的译 码过程通 常是利用 Ｕ ＰＢ ｓｄ译码算 法来实现 的． ＬＰ ＭＰＢ ．ａｅ 针对 Ｕ ＰＢ ．ａｅ Ｍ ＰＢｓｄ译码算 法在 Ｌ Ｐ Ｄ Ｃ译 码过程 中的缺陷 ， 在最小 均方误差 准则 下 ， 出一种改 进型 Ｕ ＰＢ ．ａｅ 码算法 ， 提 Ｍ ＰＢ ｓｄ译 并将该 算法
信源-信道联合编码的FGS增强层视频传输研究
Ｋ ｙ ｏｄ Ｖｉｅ ｒｎ ｍｉ ｉ ，Ｍｕ ｔ ｐ ｏ ｕ ｔ ｏ ｉｇ ｆ ｒ ｒ ｒ ｒｃ ｒｅ ｔ ｎ ＧＳ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ａ ｅ ｉｅ ，Ｊ ｉ ｔ ｅ ｗ ｒｓ ｄ ｏｔ ｓ ｓ ｏ ａ ｓｎ ｌ － ｒ ｄ ｃ ｄｎ ｏ ｗａｄ ｅｒ ｏ ｒｃｉ ，Ｆ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔｌ ｒ ｖ ｏ ｏｎ ｉ ｃ ｏ ｏ ｙ ｄ
每一个比特平面（ Ｐ ， Ｂ ） 在传输层 ， 用里德—— 索 罗蒙码（ ） 采 ＲＳ 提供 比特平 面 间的保 护； 而在 链路 层 ， 则运 用循 环 冗余
校验码（ Ｒ ） 联 率兼容穿孔卷 积码 （ Ｃ Ｃ 提 供数 据 包 内保护 。还提 出 了一个 率失真优化 的信 源——信 道联合 编 ＣＣ串 Ｒ Ｐ） 码的码率配置方案 ， 仿真 结果显示 出该 方案在提 高接 收端视频质量方 面的优 势。
摘 要 研 究 了基于 Ｉ Ｐ无线 网络 中精细粒度可伸缩性 （Ｇ ） Ｆ Ｓ视频的侍输 基 于包交换的 Ｉ 线 网络 通常 由两段链 Ｐ无
路组成： 有线链路和无线链路。为了处理这种混合网络中不同类型数据包的丢失情况， Ｆ Ｓ 对 Ｇ 视频增强层数据运用 了一个具有比特平面 间不平等差错保护 （Ｐ Ｅ ） 多乘积 码前 向纠错 （ Ｆ Ｃ 方案进行信道 编码 。对 Ｆ Ｓ Ｂ Ｕ Ｐ的 ＭＰ Ｅ ） Ｇ 增强层
维普资讯
计算 机科 学 ２ ０ Ｖ １３ Ｎ ． ０ ７ ｏ． ４ ｏ １
信 源一 道
王 锋 朱光喜 张珍明‘ 何业军‘ 。 （ 华中科技大学电子与信息工程系 武汉 ４０ ７ ） （ 冈师范学院教育技术系 黄 冈４ ８０ ） ３０ ４ 黄 ３００
ｐ ｃｅ ｒｔｃｉ ．Ｏｐｉ ｌ ｉａｌｃｔ ｎｉ ｐ ｒ ｒ ｄｉ ａｒｔ－ｉ ｏｔ ｎｏ ｔ ｚｄｊｉｔ ｏ ｒｅｃａ ｎ ｌ ｏ ｉｇｆ ｉｅ ａｋｔ ｏｅｔ ｎ ｐ ｏ ｔ ｔ ｌ ａｉ ｅｆ ｍｅ ａｅｄｓ ｒｉ ｐｉ ｅ ｎ ｕｃ－ｈｎ ｅ ｃｄｎ ｒ Ｄ － ｍａ ｂ ｏ ｏ ｓ ｏ ｎ ｔ ｏ ｍｉ ｏ ｓ ａ＿
基于整数小波的信源信道联合编码技术研究
ｃｎ ａ ｇｅ ｈｉ ＰＳＮＲ ｎｄ ｏ ｐｒｓ ｉ ｒ ｅ ｖ ｒ ｔ ｇｈ ａ ｃ ｍ ｅｓｏｎ ａｔ ｏ ｅ ｎｏｓ ｃ ｎ ｌ ａ ｃ ｎ ｒ ｎｓ ｉ ｔ ｓ ｕｒ ｅ ｉｙ ｈａ ｎｅｓ， ｎｄ ａ ｔａ ｍ ｔ ｈｅ ｏ ｃ ｍ ｏ ｅ ｅｉ ｂｌ ａ ｒ ｕｓｌ ｗ ｉｈ ｏ ｒ ｒ ｌａ ｙ ｎｄ ｏｂ ｔｙ ｔ ｌｗ
（． ｃ ｏ ｌｏ Ｉｆ ｒ ｔｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， Ｗ ｕ ａ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ； １Ｓ ｈ ｏ ｆ ｎｏ ｍａｉｎ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｈ ｎ ｎ ｖ ｒｉ ｏ ｃｅ ｃ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｙ ｈ ｎ ４ ０８ １
ｃ ｄ ｓ ｒ ａ ｏ ｅ ｔ ｅ ｍ ｒ ｓ ｌ ｅ ｆ ｏ ｅ ｕ ｔ ｄ ｒ ｍ ｔ ｓ ｈｉ ｐｒ ｃ ｄ ｅ ａ ｂ ｔ ａ ｓ ｔ ｅ ｌ ｓ ｌ ｓ ｌ ａ ｏ ｅ ｕｒ ｃ ｎ ｅ ｒ ｎ ｍｉ ｔ ｄ ｏ ｓ ｅ ｓ ｙ ｎｄ ｐｒ ｇｒ ｓ ｉ ｅ ｙ ｏ ｅ ｓ ｖ ｌ ｏｖ ｒ ｅ ｎｏｉｅ ｅ ｓ ｈａ ｅ ｓ， ｏ ｅ ｂｅ ｅ ｓ ｌ ｓ ｃ ｎｎ ｌ ｒ ｍ ｄｄ ｄ
信源编码与信道编码课件
常见的熵编码算法包括哈夫曼编码和算术编码等。
算术编码原理
算术编码是一种基于概率的压缩方法，它将输入数据映射到一个实数范 围内，通过降低该实数范围来达到压缩数据的目的。
信道编码
广泛应用于通信和数据传输领域，如移动通信、卫星通信、光纤通信等。
性能指标的对比
信源编码
压缩比、解码时间、重建数据的失真程度等是其主要性能指标。
信道编码
误码率、抗干扰能力、频谱效率等是其主要性能指标。
06
信源与信道编码的未来发展
信编码的未来发展
视频编码
随着超高清视频和虚拟现实技术的普及，信源编码将更加注重视 频压缩效率，以适应更高的分辨率和帧率。
目的
提高信息传输效率和存储 空间利用率。
方法
通过去除冗余信息、减少 表示信息的比特数等方式 实现。
信源编码的分类
无损压缩
能够完全恢复原始数据的压缩方 法。
有损压缩
无法完全恢复原始数据的压缩方 法，一般用于图像、音频和视频 等多媒体数据的压缩。
信源编码的应用场景
文件压缩
用于减小文件大小，便 于存储和传输。
视频会议
对视频和音频信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
数字电视
对图像和声音信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
无线通信
对语音和数据信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
02
信源编码原理
熵编码原理
熵编码是一种无损数据压缩方法，它利用了数据中存在的冗余和概率分布特性，通 过编码技术去除冗余，达到压缩数据的目的。
基于深度学习的信源信道联合编码方法综述
A survey on deep learning based joint source-
channel coding
作者： 穆天杰[1];陈晓辉[1];汪逸云[1];马陆鹏[1];刘东[1];周晶[1];张文逸[1]
作者机构： [1]中国科学技术大学,安徽合肥230026
出版物刊名： 电信科学
页码： 56-66页
年卷期： 2020年 第10期
主题词： 深度学习;图像/视频压缩;端到端收发信机;信源信道联合编码
摘要：信息论的经典结果表明,信源信道分离编码是渐进最优的。
但现代通信系统对时延、带宽等愈发敏感,分离设计对解码具有无限计算能力这一假设难以成立。
带宽有限时,相对于信源信道联合编码,分离编码已被证明是次优的。
传统的联合信源信道编码需要复杂的编码方案,相较之下,数据驱动的深度学习技术则带来了新的设计思路。
适时地对相关研究成果进行总结,有助于进一步明确深度学习方法解决信源信道联合编码问题的方式,为研究新的研究方向提供依据。
首先介绍了基于深度学习的信源压缩方案和端对端收发信机模型,随后分析不同信源类型下的两种联合编码设计思路,最后探讨了基于深度学习的信源信道联合编码的潜在问题和未来的工作方向。
信源—信道联合编码技术在移动通信中的应用
在 实际 问题 中 ， 述两 类 编码 的 目标往 往是 相 上 互 矛盾 的． 高有 效性 必须 去掉 信 源 符号 中的冗余 提 部分 ， 时 信道误 码 会 使接 收端 不 能 恢复 原 来的 信 此 息， 也就是 必须相应 提 高传送 的可靠 性 ， 否则会使通 信 质量 下 降 ； 之 ， 反 为提 高 可靠 性 而 采取 信道 编 码 ， 往 往需 提高 码率 ， 降 低 了有 效性 ．从理 论 方面 来 但
文章编号 ：２ ３９ ８ （ ０ ２０ —０ ９０ ０ ５— ８８ ２０ ）１０ ８— ５
信源一 道联合编码技术在移动通信中 的应用 信
肖东 亮 ， 孙 洪 ，江 森 ，苏祥 芳 ，茹 国 宝
（ 武汉大 学 电子信 息 学学院 ， 北 武汉 ４ ０ ７ ） 湖 ３ ０ ２
摘
要： 针 移动信 道的特 ， 分析丁移动通信 中信源与信道独立编码的局限性和联合编码研 究的必要性 ． 列
中围分类号 ： ０ ； Ｎ １ ．２ ＴＮ ４ ２ Ｔ ９１ ２
当前 和未来 图像通 信的 主要发展 方 向．
０
引
言
与话音等其它信息相 比， 图像信息由于信息量 很大 ， 其所需 的传输 频带 比较宽 ， 一方 面使通 信的成
本大 大增 加 ， 另一 方 面在 有些 情 况 下使 得 通 信根 本 无法 实 现． 因此 ， 在保 证 一 定 的通 信质 量 的前 提 下 ， 设法 压 缩 数字 图像 的数 据 量 ， 从而 压 缩 数据所 需 传 输 信道 的频 带宽 度将是 实现 数字 图像通 信的一个 关
举 了几 种 常用 的联 台 编 码 技 术 ， 联 合 编码 技 术研 究现 状 和发 展 进 行 了 详 细 的 评 述 ． 合 Ｔ ｒｏ码 技 术 指 出 了 联 对 结 ｕｂ
基于H.264率失真模型的无线信源信道联合编码方案
ｔ ｅ ｏ ｃ ｏ ｉ ｇ ａ ｄｃ ａ ｎ ｌ ｏ ｉ ｇａ ａ ｔ ｅ ｙ ａ ｃ ｒ ｎ ｅ ａ ｔ ａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｕ ｒ ｎ ｒ ｌｓ ｈ ｎ ｅ ， Ｏ ａ ｗｅ ｎ ｓ ｕ ｅｃ ｄ ｎ ｎ ｈ ｎ ｅ ｄ ｎ ｄ ｐ ｖ ｌ ｃ ｏ ｄ ｇ ｔ ｔ ｃｕ ｌ ｎ ｉ ｆｃ ｒｅ ｔ ｒ ｃ ｉ ｉ ｏｈ ｃ ｉ ｏ ｗｉｅｅ ｓｃ ａ ｎ ｌ Ｓ ｓｔ ｏ
于该 ＲＤ模型和 Ｔ ｒｏ — ｕ 码的抗 差错特性 ， ｂ 对无线环境下的端到端视频传输失真进行了深入的分析， 出了一种无 提
线信道下的 自适应视频信源信道联合编码（ Ｃ ，ｏｎ ｕｃ ｈｎ ｅｃ ｄｎ 方案，该方案可 以自适应地根据当前 Ｊ Ｃ ｊｉｔｏ ｒｅｃ ａｎｌ ｏｉｇ） 的无线信源信道联合 编码 方案
高雪娟 ，卓 力 ，沈 兰荪
（ 北京 工业 大学 信 号与信 息 处理研 究 室 ，北京 １０ ２ ） ００ ２
摘
要：针 对 Ｈ． ４编码器的率失真特性 ，建立 了一种新 的 Ｈ．６ ２ ６ ２ ４编码率 失真（ ． ｒｔ—ｉ ｏｔ ｎ模 型；然后基 Ｒ Ｄ， ａ ｄｓ ｒｏ ） ｅ ｔ ｉ
ｉ ｒ ｖ ｅ ｒ ｂ ｓ ｅ ｓｏ ｈ ｉ ｅ ｒ ｎ ｍ ｓ ｉｎ １ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｕ￣ ｉ ｄ ｃ ｔ ａ．ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｘ ｃ ｏ ｃ ｆ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｏ ｕ ｔ ｓ ｆ ｔ ｅ ｖ ｄ ｏ Ｉ ｓ ｓｏ ．１ １ ｘ ｅ ｍｅ ｔｒ ｓ ｌ ｎ ａ ｅ ｔ ｔ ｏ ａ ｅ ｔ ｆ ｈ ｉｅ ｏ ｈ ｎ ａ ｉ ｉ ｉ ｈ ｈ ｉ
ｏ ｅ ｒ ｌ ｓ ｈ ｎ ｅ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ，ｗｈ ｃ ｏ ｌ ｐ ｍｉ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ｌ ｃ ｔ ｎ ｏ ｅ ａ ａ ｌｂ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｄ ｄ ｅ ｖ ｒｗｉｅｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｌｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｈ ｃ ｕ ｄ ｏ ｔ ｚ ａｅ ａ ｏ ａ ｏ ｆ ｔ ｖ ｉａ ｌ ｅ ｗｏ ｋ ｂ ｎ ｗｉ ｔ ｂ － ｉ ｈ ｌ ｉ ｈ ｈ
第5章_信源—信道编码定理
这种编码方法，可以看成是一种特殊的试验信道
1 P (v j / ui ) 0
d (C )
v j C , v j f (ui ) v j f (ui )
1 N
P (U ) d [ u , f ( u )]
U
1 1 1 [0 1 1 1 0 1 1 1] 3 8 4
要使信源在此二元信道中传输，必须对X进行二元编码：
x1 C1 C2 000 0000
x2 001 0001
x3 010 0010
H (X ) 3
H (X ) 4
x4 011 0011
x5 100 0100
x6 101 0101
对于码 对于码
C1
R1
0 .6 4 6
(比特／信道符号) (比特／信道符号)
第5章
信道—信源编码定理
通用通信系统
其中：编码器包括信源编码和信道编码两个部分； 译码器包括信道译码和信源译码两个部分； 信道为有噪信道。
•信道编码 •给定信道输入符号集AX； •给定信道输出符号集AY； •对每个输入符号x，存在一个非负实数b(x)，为传输x的 代价。 定义n阶容量—代价函数：
信息率为1/3，而平均失真为1/4，根据香农第三定理， 若允许失真D=1/4时，总可以找到一种编码，使信息输出 率达到极限R(1/4)
1 1 R ( ) 1 H ( ) 0 .1 8 9 4 4
信源—信道匹配
• 当信源与信道相连接时，其信息传输率并未 达到最大. • 希望能使信息传输率越大越好，能达到或尽 可能接近于信道容量, 信息传输率接近于信道 容量只有在信源取最佳分布时才能实现。 • 由此可见，当信道确定后，信道的信息传输 率与信源分布是密切相关的。当达到信道容 量时，我们称信源与信道达到匹配，否则认 为信道有剩余。
基于ROI图像传输的联合信源信道编码的研究
近年 来 ， 学 技 术 的发 展 使 得 监 测 设备 获取 信 科
息 的视场 范 围越来 越 大 ， 方 位 视 觉 就 是一 种 新 兴 全
移法 （ ｅ ｅｉ— ａ ｎ ＿ａｅ ） ２种 方 法 的 优 缺 点 ｇｎ ｒ ｓ ｌ ｇｈｓｄ 这 ｃｃｉ 后 ， 出了一 种感 兴趣 区域 图像 编码 的新 方法 ， 提 并结 合 Ｓ Ｉ Ｔ算 法 实 现 了信 源 编码 ． 信 道 编 码 方 面 ， ＰＨ 在 利用 Ｔ ｒｏ码 适 于 不 同码 率 的 特性 ， ｕｌ １ 根据 信 源 编 码 后 的数 据 在重 建时 的重 要程 度进 行 了非等 差错 保护
感兴趣 域图像压缩编码 的新方法 ， 且充分考虑 了 ｓ Ｉ Ｔ算法 和 Ｔ ｒｏ码的特性 ， ＰＨ ｕＩ ］ 根据 信源编码后 数据存莆
建时的重要程度 ， 利用 Ｔ ｒｏ 进行 了等差错和非等差错保 护信 道编码． ｕｈ 码 仿真结 果表 明， 在传输 全视觉 图像时 ， 采用非等差错保护信道编码可 以使感 兴趣 区域 的峰值信 噪比得到 明显提高 ， 并且使 感兴 趣 区域 的图像 质量远
基于 Ｒ Ｉ Ｏ 图像 传 输 的 联 合 信 源 信 道 编 码 的 研 究
席志红 ， 肖春 丽 ， 晓 慧 刘
（ 尔滨 工 程 大 学 信 息 与通 信 工程 学 院 ， 哈 黑龙 江 哈 尔 滨 １Ｏ ０ ） ５ Ｏ １
摘
要： 根据 Ｊ Ｅ ２ ｏ Ｐ Ｇ ０ ０中的一般位移法 和最 火位移法在 处理感兴趣 域 时的优点 ， ｍ了基 于 ｓ Ｉ Ｔ算法 的 捉 ＰＨ
ｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ０ ｏ ｅ ｔ ｎ ｒ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ． Ａ ｅ ｉｓ ０ ｉ ｌ ｔ ｎ ｒ ａ ． ｍｐ ｒａ ｃ ｆｃ ｄ ｄ ｄａａ ｉ ｅ ０ ｓｍ ｔ０ ｓ ｒｅ ｆｓｍｕ ａ ｉ ｓ ｗｅ ｅ ｍ ｄｅ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ０ ｄ ｔ ａ ｈ ０ ｉ ｇ ｏ ｅ ｒ ｓ １ｓｓ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｃ ｄ ｎ
一种多参数优化的联合信源信道编码方法
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信息理论与编码
信息理论与编码信息理论与编码是通信领域中的两个非常重要的学科，它们的发展对于现代通信技术的发展起到了至关重要的作用。
本文将从信息的概念入手，分别介绍信息理论和编码理论的基本概念、发展历程、主要应用以及未来发展的前景和挑战。
一、信息的概念信息可以理解为一种可传递的事实或知识，它是任何通信活动的基础。
信息可以是文字、图像、音频、视频等形式，其载体可以是书本、报纸、电视、广告、手机等媒介。
信息重要性的意义在于它不仅可以改变人的思想观念、决策行为，还可以推动时代的发展。
二、信息理论信息理论是由香农在1948年提出的，目的是研究在通信过程中如何尽可能地利用所传输的信息，以便提高通信的效率和容错性。
信息理论的核心是信息量的度量，即用信息熵来度量信息的多少。
信息熵越大，信息量越多，反之就越少。
比如一篇内容丰富的文章的信息熵就比较大，而一张黑白的图片的信息熵就比较小。
同时，信息熵还可以用来计算信息的编码冗余量，从而更好地有效利用信道带宽。
信息理论具有广泛的应用，特别是在数字通信系统中，例如压缩编码、纠错编码、调制识别等。
通过利用信息理论的相关技术，我们可以在有限的带宽、时间和功率条件下，实现更高效的数据传输。
三、编码理论编码理论是在通信领域中与信息理论密切相关的一门学科。
其核心在于如何将所传输的信息有效地编码，以便提高信息的可靠性和传输效率。
编码技术主要分为三类：信源编码、信道编码和联合编码。
信源编码，也称数据压缩，是通过无损压缩或有损压缩的方式将数据压缩到最小，以便更加高效地传输和存储。
常见的信源编码算法有赫夫曼编码、算术编码、LZW编码等。
信道编码则是为了提高错误率而采用的一种编码方法。
通过添加冗余信息，例如校验和、海明码等技术，可以实现更高的错误检测和纠正能力。
联合编码则是信源编码和信道编码的组合。
它的核心思想是将信源编码和信道编码结合起来，以得到更加高效的编码效果。
编码理论在现代通信系统中具有广泛的应用，包括数字电视、移动通信、卫星通信、互联网数据传输等。
无线视频传输中的信源信道联合编码的研究
术 的发 展 ，以图像 和视 频作 为 主要 传输 对 象 的多媒
体 通 信 越 来 越 成 为 当 今 通 信 领 域 的研 究 重 点 和 热 点 。 而它 的实 现势 必要 解 决两 大 问题 ， 然 即信 源 编码 和 信道 编码 问题 。 由于信 源编 码压 缩率 的 提高将 导
码 码 流 的 自身特 点 ， 出了一 种 以 图 片组 为单 位 的码 流 重要 性 模 型 ， 给 并根 据 此 模 型使 用
不 同码 率的Ｔ ｒ ｏ 对Ｈ．６ 编码 码 流进 行 不等 差错 保 护 。 ｕｂ 码 ２４ 关键 词 信 源信 道联 合 编码 ；不平 等差错 保 护 ；Ｈ． ４；Ｔ ｒｏ ２ ６ ｕｂ
互矛 盾 的。提高有 效性 必须 去掉信 源符 号 中的冗 余
部分 ，此 时信道误 码会 使接 收端不 能恢 复原来 的信 息， 也就是必 须相 应提 高传送 的可靠性 ， 则会使 通 否 信 质量 下 降 ； 反之 ， 为提 高 可靠 性 而采 取 信道 编 码 ． 往 往需提 高码 率 ，但 降低 了有效性 。从 理论方 面来 说， 若能将 两种码 合二 为一 ， 同时考虑有 效性 和可 即 靠性 ， 可使 编译码 器更 理想化 ， 在经 济上 可能也 更优 越。 联合信 源信道 编码 就是根 据信道 的状 态 。 衡信 权 源 编码速 率 和信 道 编码 速率 对 整体 失 真 的影 响 ． 在
中加 入一 些冗 余码 元 ， 以保 证传 输 过程 的可 靠性 ， 信 道编 码 的 目标 就 是构 造 出 以最 小 的冗余 度代 价换 取
最大 的抗 干扰 能力 的“ 好码 ” 。信 源和信 道 编码最 终
无线信道中的联合信源信道编码
量 ，而 且 编 译 码 速 度 快 ，同 时 具 有 内嵌 编 码
ＨＬｌ
ｌ ＼
ＬＨ２
的特征 ， 能够 终 止 于所 需 的 码 率 或 图 像 质 量
处 ，适 合 于 逐 渐 浮 现 式 的 图 像 传 输 。 Ｓ ＨＴ 继 承 了如 图 １所 示 的 小 波 系数 ＰＩ
２ ０ — ５ １ 收到 ， ２ ０１ １ － ０ 定 稿 ０ １０ － ８ ０ —０１ 国家 自然科学 基金 （Ｎｏ６ ０ ２ ０ ）资助 ．０ ０ ０ ７
维普资讯
１３ ８６ 电 子 与 信 息 学 报 ２ ４卷
Ｌ ＨＬ２
Ｃ ｄ ｓ 信道 编码方法 。由于小波 Ｓ Ｉ ｏ ｅ） Ｐ ＨＴ算法 的内嵌编码特性 （ 渐进传输和码率 可调），我们根
据 无 线 信 道 的 时 变 特 性 自适 应 地 改 变 信 源 编 码 的 速 率 ，同 时 改变 ＲＣ Ｃ 信 道 编 码速 率 ，以达 到 Ｐ 既 保 证 图 像 的 传 输 质 量 ， 又 不 增 加 额 外 的 带 宽 的 目 的 。即 当 信道 环 境 恶 劣 时 ， 我 们 通 过 少 传 甚 至 不 传 非重 要 部 分 （ 像 的 高 频分 量 ） 降 低信 源 编 码 的 编 码速 率 ，同 时 增 强 对 信 源 编 码 后 重 要 图 来
中 图 号 ＴＮ９ｌ ．２ １２
１引 言
随着 多媒体 技术的发展 ，在无线信道 中 （ 包括个人通信 系统及卫星通 信系统）如何 传输视 频
和 图像 已成 为 人 们 关 注 的 一 大 焦 点 。无 线 信 道 给 人 们 带 来 的 巨 大 挑 战 ，就 是 其 传 输 的 不 可 靠 性
无线信道 中的联 合信源信道编码
小波编码图像联合信源信道解码算法的研究
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信源信道联合编码研究
摘要本文研究了信源信道联合编码，讨论现代数据压缩、语音和视频编码体制抗信道误码所采用的典型方法。
掌握目前典型的抗信道误码方法，对进一步构造具有高恶劣信道适应性的数据压缩、语音和视频编码体制，具有重要意义。
关键词信源信道联合编码数据压缩语音编码视频编码抗信道误码
一、引言
目前，数据压缩、语音和视频编码研究在实用领域中，已取得长足进步。
实用的数据压缩、语音和视频编码体制的抗信道误码能力非常重要，其能力的强弱可以决定编码体制的适用环境。
虽然以光纤为代表的现代通信信道的质量已得到极大的提高，但随着移动通信、卫星通信、军事通信等具有特殊通信信道的通信的发展，数据压缩、语音和视频编码体制的抗信道误码能力越来越受到人们的重视。
信号经压缩后，信息“浓度”大，传输中若产生误码，给解码器带来的影响将比未压缩系统严重的多，因而，对于具有实用价值的压缩系统，除了编/解码器的设计以外，压缩后信号的抗信道误码能力也是需要认真考虑的一个问题。
二、增强信源编码系统抗信道误码鲁棒性的方法
为了实现强抗误码能力，人们已经做了许多深入的研究，主要集中在两个方面：提高体制内在的抗信道误码能力和对所传输比特流加以保护的前向纠错。
（一）提高信源编码系统内在的抗信道误码能力
提高信源编码系统自身对信道误码的抵抗力，其根本在于降低信源编码系统对参数正确传输的依赖性，减小传输错误可能的进一步扩散。
1.数据压缩
huffman编码和算术编码在图像、视频压缩中得到广泛应用。
当前主流的图像、视频压缩体制，核心是dpcm、变换与熵编码，这里的熵编码，通常就是指huffman编码或算术编码。
huffman编码是异字头码，其正确传输的码流仅可以以唯一的方式被分割。
当误码发生时，被污染的码段及其后的若干码字会出现译码错误，甚至不能依规则分割，但是，若干位之后，码字会重新由于其唯一可译的性质而被正确分割，从而正确译码。
可见，huffman码会扩散传输错误，但存在该被扩散的误码影响被自动克服的可能。
算术编码可以认为是将整个信源流作为一个整体考虑，编码、译码中，其码字是相互耦合的。
因此，当某码字传输出错时，会影响由此以后的所有码字的译码，其错误的扩散是严重的。
这是目前图像编码中huffman编码仍比算术编码应用广的一个主要原因。
除了减小作为一个整体的信源流的规模，以限制误码影响的范围，用编码效率的降低换取信道误码的鲁棒性的提高之外，采用前向纠错时，也可以将算法编码的特性综合考虑，利用算法的先验知识设计信道编码。
2.语音编码
低速语音编码体制的编码参数一般有：谱参数、基音参数、能量参数、u/v判别参数、激励码本参数等。
其中，前三类参数通常为各编码体制共有，u/v判别参数为mbe类体制采用，激励码本参数为celp类体制使用。
上述参数对信道误码的敏感程度各不相同。
参数对信道误码敏感，它受误码攻击后，对恢复语音质量造成的负面影响很大。
因此，有必要仔细研究语音参数对信道误码的敏感程度，以便采取如下可能的两种手段：（1）尽量传输敏感性弱的参数；（2）对敏感性强的参数加以较强的抗误码保护。
3.视频编码
前已提及，目前的视频编码，其核心算法一般是基于dpcm、变化和熵编码的。
其中，帧间的dpcm通常指运动补偿。
运动补偿采用预测方法，由于极大地消除了视频信号中相邻帧之间的冗余而给编码器带来了很高的压缩率。
然而，在差错控制中，它却是一个很大的不利因素，因为参考帧的数据不仅用于自身图像重建，而且还要作为后续预测帧解码的参照，因此，一旦发生数据丢失，差错将“传染”给随后的图像序列。
为了防止预测编码可能造成的差错传递，一个简单的办法是当解码器检测到参考帧的数据出错后，立即发信息给编码器，要求将下一帧图像做参考帧编码，这样就将出错帧与后续帧隔离开，防止了“传染病”的扩散，这种做法的好处是差错仅出现于一帧图像中，而一帧由于持续时间很短，人眼很难感觉到
它的错误。
（二）信源编码系统使用前向纠错
前向纠错是在信源编码完成之后，往传输比特流中加入冗余比特进行信道编码。
应用于语音、视频编码体制的前向纠错必须充分考虑语音、视频编码的特性，以充分发挥前向纠错的功效。
虽然随机误码是抗信道误码措施考虑的重点，但现实信道中却往往出现突发错。
突发错可以用交织技术分裂为随机错。
交织技术以两种方式提供比特位置分散化，即帧内和帧间交织。
帧内交织在一个处理帧内将不同参数的比特交织起来，并不增加时延，因而得到了广泛应用。
帧间交织则进一步将不同处理帧的参数比特交织，由于有更多的比特参加交织，因而可以提供更有效的交织结果。
但是，帧间交织显然会引入时延。
三、总结
抗信道误码能力是数据压缩、语音和视频编码体制的一个重要指标。
本文主要阐述了抗信道误码的两类措施，即考虑及提高信源编码系统内部抗信道误码的能力和使用前向纠错技术。
一般而言，在设计数据压缩、语音和视频编码体制时，必须根据该体制的应用环境，相应地设计其内部抗信道误码能力和前向纠错手段。
由于体制内部抗信道误码能力的提高通常并不需要增加传输比特率，因此，更受到研究者的关注，进一步工作的重点也在于此。
参考文献：
[1]nelson m. 数据压缩技术原理与范例.贾起东，译. 北京：科
学出版社，1995.
[2]杨行峻，迟惠生等. 语音信号数字处理.北京：电子工业出版社，1995.。