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超宽带信道中图像双重不等差错保护算法研究

作　者: 杨晏鸷
导　师: 蒋挺
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电路与系统
关键词: 联合信源信道编码双重不等差错保护超宽带技术无线传感器网络基于层次树的集分割算法
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 65次
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内容摘要

随着Internet和个人无线移动通信的飞速发展,人们对多媒体通信的需求也日益增加,同时近年来短距离无线通信,如超宽带技术、无线传感器网络等受到了人们越来越多的关注,因此研究短距离无线通信系统中的图像传输有着重要的意义。本文在分析研究不等差错保护联合信源信道编码算法的基础上,提出了双重不等差错保护(Double-UEP)算法,此方案将基于层次树的集分割算法(SPIHT)输出码流分成若干数据块,然后根据各数据块视觉重要性的不同,给其分配相应的信道编码码率和重复编码周期,确保视觉重要性高的码流在较低的误比特率下进行传输,实现对视觉重要性不同的码流的不等错误保护。将所给出的算法,在IEEE802.15.3a UWB信道模型下进行仿真,结果表明,与传统的不等差错保护算法相比,本文所提出的双重不等差错保护算法可以提升重建图像的峰值信噪比(PSNR)以及视觉效果。同时,本文还提出了无线传感器网络中基于不等差错保护的图像传输方案,将基于功率分配的双重不等差错保护算法应用于传感器节点间的图像传输中,使得传感器节点有限的能量得到较优的利用,提升系统性能。本文首先简要介绍了联合信源信道编码和不等差错保护的发展历程、研究及应用的现状;提出了基于超宽带信道的双重不等差错保护算法,以及基于无线传感器网络中的功率分配双重不等差错保护算法;设计了基于直接序列超宽带图像传输的仿真模型,并分析了仿真结果和影响系统性能的因素。研究证明,双重不等差错保护算法可以给重建图像带来显著的峰值信噪比和视觉效果提升。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-21
  1.1 引言  8-10
  1.2 联合信源信道编码概述  10-15
    1.2.1 联合信源信道编码的研究目的和意义  10-13
    1.2.2 联合信源信道编码研究的历史和现状  13-15
  1.3 联合信源信道编码分类  15-17
    1.3.1 信源控制的信道编码  15
    1.3.2 信道优化的信源编码  15-16
    1.3.3 不等差错保护  16-17
      1.3.3.1 不等差错保护的发展  16
      1.3.3.2 基于调制技术的不等差错保护  16
      1.3.3.3 基于多种保护等级信道编码的不等差错保护  16-17
  1.4. 超宽带的研究发展及特点介绍  17-20
    1.4.1 超宽带发展历程及现状  17-19
    1.4.2 超宽带技术特点简介  19-20
  1.5 论文的主要内容  20-21
第二章联合信源信道编码理论及其相关知识概述  21-33
  2.1 信源编码  21-26
    1.2.1 信源编码基本理论  21-22
    1.2.2 静止图像压缩编码  22-23
    1.2.3 基于层次树的集分割编码(SPIHT)  23-26
      1.2.3.1 系数值传输  23-24
      1.2.3.2 空间方向树  24
      1.2.3.3 SPIHT信源编码算法  24-26
  2.2 信道编码基本原理  26-28
    2.2.2 信道编码概述  26-27
    2.2.2 码率兼容的截短卷积码(RCPC)  27-28
  2.3 联合信源信道编码基本原理  28-30
    2.3.1 基于DCT变换的联合信源信道编码  29
    2.3.2 基于小波变换的联合信源信道编码  29-30
    2.3.3 联合信源信道编码率失真忧化问题  30
  2.4 UWB信道模型  30-31
  2.5 图像质量的评价测度  31-33
第三章双重不等差错保护算法的应用研究  33-43
  3.1 基于直接序列超宽带传输方式不等差错保护的框图和原理介绍  33-38
    3.1.1 基于直接序列超宽带传输方式图像不等差错保护的系统框图  33-35
    3.1.2 不等差错保护算法的原理  35
    3.1.3 双重不等差错保护算法原理  35-36
    3.1.4 图像数据不同部分对图像质量的影响  36-37
    3.1.5 信源和信道编码码率的分配  37-38
  3.2 基于功率分配的不等差错保护  38-42
    3.2.1 基于功率分配的不等差错保护基本原理  38-39
    3.2.2 基于功率分配的不等差错保护在无线传感器网络中的应用  39-42
  3.3 本章小结  42-43
第四章超宽带信道下双重不等差错保护的仿真  43-52
  4.1 系统仿真设计  43-46
    4.1.1 仿真参数  43
    4.1.2 DS-UWB信号的产生  43-44
    4.1.3 仿真信道模型  44-45
    4.1.4 仿真方案  45-46
  4.2 系统仿真结果  46-51
    4.2.1 不等差错保护算法与同等差错保护算法的性能比较  46-47
    4.2.2 双重不等差错保护算法与不等差错保护算法的性能比较  47-48
    4.2.3 对信源编码码率和信道编码码率选择的分析  48-50
    4.2.4 主观测度结果比较  50-51
  4.3 本章小结  51-52
第五章总结与展望  52-54
  5.1 课题研究总结  52
  5.2 进一步的工作  52-54
参考文献  54-59
致谢  59-60
作者攻读学位期间参加的科研项目与发表的学术论文  60

超宽带信道中图像双重不等差错保护算法研究

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