本發(fā)明屬于圖像傳輸
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類已經(jīng)進(jìn)入信息時代。人們的生活正在被多媒體無線通信改變，為了提高人們?nèi)找嬖鲩L的信息需求和體驗，下一代的無線通信必將更加注重多媒體無線通信，其中主要傳輸?shù)膬?nèi)容是圖像和視頻。無線通信為人們追求實時多媒體信息交互提供了可能性。但是，對于無線多媒體通信來說，由于有限的帶寬、惡劣的信道等因素限制了無線傳輸?shù)哪芰Γ绕鋵τ趫D像、視頻等高質(zhì)量、高數(shù)據(jù)量的多媒體信息來說，仍存在著大量的困難。傳統(tǒng)的圖像凸顯傳輸系統(tǒng)模型如圖1所示；傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)設(shè)計是將信道編碼從信源編碼中獨立出來，分別進(jìn)行考慮和分析，兩者共同得到了快速的發(fā)展，并在一定的程度上提高了系統(tǒng)的性能，但其對于通信系統(tǒng)的整體性能的提高已接近極限。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供設(shè)計一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸系統(tǒng)及方法；以解決上述技術(shù)問題，提高信息傳輸性能，是非常有必要的。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供設(shè)計一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸系統(tǒng)及方法，以解決上述技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明給出以下技術(shù)方案：一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸系統(tǒng)，其特征在于：它包括spiht編碼器，所述的spiht編碼器連接有資源分配算法模塊以及l(fā)dpc信道編碼模塊，所述的資源分配算法模塊與ldpc信道編碼模塊連接，所述的資源分配算法模塊與ldpc信道編碼模塊均連接到upa優(yōu)化模塊，所述的upa優(yōu)化模塊連接有串并轉(zhuǎn)換模塊，所述的串并轉(zhuǎn)換模塊連接有瞬時功率優(yōu)化模塊，所述的瞬時功率優(yōu)化模塊連接有ofdm發(fā)射機，所述的ofdm發(fā)射機連接所述的ldpc信道編碼，所述的ofdm發(fā)射機還連接有ofdm接收機，所述的ofdm接收機連接有spiht解碼器。本技術(shù)方案中，spiht編碼器將原始圖像進(jìn)行壓縮編碼，采用shift編碼算法實現(xiàn)，利用小波變換，在不降低壓縮率要求的情況下，對圖像的不同重要程度的部分使用不同的編碼率，以產(chǎn)生漸進(jìn)的編碼壓縮碼流；ldpc信道編碼模塊采用lpcd編碼算法對壓縮后的圖像進(jìn)行信道編碼處理，這種編碼算法的解碼復(fù)雜度低且解碼的速度很快。upa優(yōu)化模塊采用不等功率分配算法進(jìn)行不等功率分配，針對重要程度不同的信源信息，分配不同的功率，以達(dá)到不等差錯保護的目的，在不增加功率的情況下，使得信息得到更高效的傳輸。資源分配算法模塊采用基于整體的資源分配算法，收集圖像壓縮編碼、信道編碼和功率分配模塊的信息，并結(jié)合信道特征，對編碼碼率分配和功率分配進(jìn)行統(tǒng)一的管理，在總體發(fā)射功率不變和目標(biāo)傳輸速率不變的情況下，實現(xiàn)系統(tǒng)端接收到的圖像失真度最小的目的。瞬時功率優(yōu)化模塊針對ofdm技術(shù)中多信道傳輸?shù)奶攸c，在對每一個子信道的信道狀態(tài)進(jìn)行評估的前提下，進(jìn)行功率優(yōu)化，對每一個數(shù)據(jù)包進(jìn)行功率分配，從而使得進(jìn)入到信道的數(shù)據(jù)在功率分配方面達(dá)到最佳狀態(tài)。一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸方法，其特征在于：它包括以下步驟：步驟1：將原始圖像進(jìn)行壓縮編碼，產(chǎn)生漸進(jìn)的壓縮碼流；步驟2：將壓縮后的圖像進(jìn)行信道編碼處理；步驟3：進(jìn)行不等功率分配，使用不等功率算法，對信道編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行功率分配；步驟4：統(tǒng)一資源分配算法，根據(jù)信道特征信息以及信源編碼和信道編碼信息，可已將圖像壓縮編碼、信道編碼和功率分配進(jìn)行統(tǒng)一的資源管理；步驟5：瞬時功率優(yōu)化，根據(jù)ofdm子信道的信道特征，對編碼流進(jìn)行瞬時功率分配；步驟6：采用ofdm算法對圖像進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。本發(fā)明的有益效果在于，在相同功率的條件下，本發(fā)明提出的傳輸模型比傳統(tǒng)模型在接收端恢復(fù)的圖像誤碼率更低，圖像更清晰；而且證明了對于漸進(jìn)圖像的無線傳輸，不等差錯保護技術(shù)有著重要的作用。從表1中可以看出，本發(fā)明所提出的方案算法要比單獨將不等碼率分配與不等功率分配分開的方案在算法時間復(fù)雜度上有所降低，節(jié)約了大約0.1s，降低的程度大約為30％。由于本方案將不等碼率分配與不等功率分配結(jié)合在一起考慮，一方面，可以彼此共用相同的外部信息，并且彼此之間也可以互相利用信息，減少了對外部信息的處理過程以及時間，所以提高了算法的運行速度。此外，本發(fā)明設(shè)計原理可靠，結(jié)構(gòu)簡單，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著地進(jìn)步，其實施的有益效果也是顯而易見的。附圖說明圖1是傳統(tǒng)圖像無線傳輸?shù)南到y(tǒng)模型圖。圖2是本發(fā)明提供的一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸系統(tǒng)的框圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述，以下實施例是對本發(fā)明的解釋，而本發(fā)明并不局限于以下實施方式。如圖2所示，本發(fā)明給出的一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸系統(tǒng)，它包括spiht編碼器，所述的spiht編碼器連接有資源分配算法模塊以及l(fā)dpc信道編碼模塊，所述的資源分配算法模塊與ldpc信道編碼模塊連接，所述的資源分配算法模塊與ldpc信道編碼模塊均連接到upa優(yōu)化模塊，所述的upa優(yōu)化模塊連接有串并轉(zhuǎn)換模塊，所述的串并轉(zhuǎn)換模塊連接有瞬時功率優(yōu)化模塊，所述的瞬時功率優(yōu)化模塊連接有ofdm發(fā)射機，所述的ofdm發(fā)射機連接所述的ldpc信道編碼，所述的ofdm發(fā)射機還連接有ofdm接收機，所述的ofdm接收機連接有spiht解碼器。本技術(shù)方案中，spiht編碼器將原始圖像進(jìn)行壓縮編碼，采用shift編碼算法實現(xiàn)，利用小波變換，在不降低壓縮率要求的情況下，對圖像的不同重要程度的部分使用不同的編碼率，以產(chǎn)生漸進(jìn)的編碼壓縮碼流；ldpc信道編碼模塊采用lpcd編碼算法對壓縮后的圖像進(jìn)行信道編碼處理，這種編碼算法的解碼復(fù)雜度低且解碼的速度很快。upa優(yōu)化模塊采用不等功率分配算法進(jìn)行不等功率分配，針對重要程度不同的信源信息，分配不同的功率，以達(dá)到不等差錯保護的目的，在不增加功率的情況下，使得信息得到更高效的傳輸。資源分配算法模塊采用基于整體的資源分配算法，收集圖像壓縮編碼、信道編碼和功率分配模塊的信息，并結(jié)合信道特征，對編碼碼率分配和功率分配進(jìn)行統(tǒng)一的管理，在總體發(fā)射功率不變和目標(biāo)傳輸速率不變的情況下，實現(xiàn)系統(tǒng)端接收到的圖像失真度最小的目的。瞬時功率優(yōu)化模塊針對ofdm技術(shù)中多信道傳輸?shù)奶攸c，在對每一個子信道的信道狀態(tài)進(jìn)行評估的前提下，進(jìn)行功率優(yōu)化，對每一個數(shù)據(jù)包進(jìn)行功率分配，從而使得進(jìn)入到信道的數(shù)據(jù)在功率分配方面達(dá)到最佳狀態(tài)。本發(fā)明還給出一種基于聯(lián)合信源信道編碼調(diào)制的漸進(jìn)圖像傳輸方法，其特征在于：它包括以下步驟：步驟1：將原始圖像進(jìn)行壓縮編碼，產(chǎn)生漸進(jìn)的壓縮碼流；步驟2：將壓縮后的圖像進(jìn)行信道編碼處理；步驟3：進(jìn)行不等功率分配，使用不等功率算法，對信道編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行功率分配；步驟4：統(tǒng)一資源分配算法，根據(jù)信道特征信息以及信源編碼和信道編碼信息，可已將圖像壓縮編碼、信道編碼和功率分配進(jìn)行統(tǒng)一的資源管理；步驟5：瞬時功率優(yōu)化，根據(jù)ofdm子信道的信道特征，對編碼流進(jìn)行瞬時功率分配；步驟6：采用ofdm算法對圖像進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。本系統(tǒng)包括四個階段，分別為：第一階段是將圖像進(jìn)行壓縮編碼，此處使用的是spiht算法進(jìn)行圖像信源編碼，它可以將信源圖像中重要程度不同的部分區(qū)分編碼，從而可以達(dá)到對信源圖像的不等差錯保護，而且可以增大壓縮率。然后系統(tǒng)對輸出碼流進(jìn)行初步的處理，分成了不同的數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包根據(jù)其對重建圖像的貢獻(xiàn)程度分成了不同的組。第二階段進(jìn)行的是信道編碼。對于信源輸出的碼流重要程度信息，對其進(jìn)行不同碼率的編碼以便達(dá)到不等差錯保護的目的。本模型中使用的是lpdc編碼技術(shù)，其實一種高效的信道編碼技術(shù)，可以大大的降低編碼的復(fù)雜度和加快解碼的速度。此處還要進(jìn)行的是對下一階段的功率粗分配工作。根據(jù)信道反饋的信道狀態(tài)信息以及信源提供的編碼流重要程度信息，通過本發(fā)明提出的系統(tǒng)失真模型，計算出每一組數(shù)據(jù)能夠分配到的功率。第三階段是通過不等功率分配算法對輸出的碼流組進(jìn)行精細(xì)不等功率分配，此分配算法是在總的功率一定的情況下，按照輸入碼流的不等重要程度以及信道的狀態(tài)分配不同的功率，以達(dá)到接收端重建圖像質(zhì)量最高的目的。輸出的碼流為分組的數(shù)據(jù)流和其分配到的功率。這就在一定程度上合理利用了功率資源。第四階段是ofdm系統(tǒng)中的處理，首先將此碼流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，得到n組不同的碼流，其中n為ofdm子信道的個數(shù)。一旦ofdm系統(tǒng)的發(fā)射端接收到反饋的各個子信道的瞬時信道狀態(tài)信息，則對數(shù)據(jù)進(jìn)行瞬時功率分配和調(diào)整，將每一組碼流輸送到不同的子信道中進(jìn)行傳輸。本系統(tǒng)的失真模型如下：其中，e{dtotal}為該系統(tǒng)譯碼圖像總的失真期望，d0是由于圖像壓縮而產(chǎn)生的固有失真，其值與圖像的壓縮碼率有關(guān)。di為當(dāng)?shù)趇組數(shù)據(jù)碼流中出現(xiàn)錯誤時，圖像解壓縮后所產(chǎn)生的失真大小。l為信源編碼輸出碼流所分成的組數(shù)。qj為第j個數(shù)據(jù)包包能夠正確傳輸?shù)母怕剩渑c分配給數(shù)據(jù)包的碼率和能量有關(guān)，其中，rj表示所分配給此數(shù)據(jù)包的碼率，e表示分配給該報的能量。表1時間復(fù)雜度分析仿真結(jié)果eb/n0(db)46810uep+upa/s0.35290.34260.34100.3297本文方案/s0.24640.24000.24430.2392以上公開的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的沒有創(chuàng)造性的變化，以及在不脫離本發(fā)明原理前提下所作的若干改進(jìn)和潤飾，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12