基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统及方法，它包括SPIHT编码器，所述的SPIHT编码器连接有资源分配算法模块以及LDPC信道编码模块，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块连接，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块均连接到UPA优化模块，所述的UPA优化模块连接有串并转换模块，所述的串并转换模块连接有瞬时功率优化模块，所述的瞬时功率优化模块连接有OFDM发射机，所述的OFDM发射机连接所述的LDPC信道编码，所述的OFDM发射机还连接有OFDM接收机，所述的OFDM接收机连接有SPIHT解码器。

【技术实现步骤摘要】
基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统及方法
本专利技术属于图像传输
，具体涉及一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统及方法。
技术介绍
随着社会的发展和科技的进步，人类已经进入信息时代。人们的生活正在被多媒体无线通信改变，为了提高人们日益增长的信息需求和体验，下一代的无线通信必将更加注重多媒体无线通信，其中主要传输的内容是图像和视频。无线通信为人们追求实时多媒体信息交互提供了可能性。但是，对于无线多媒体通信来说，由于有限的带宽、恶劣的信道等因素限制了无线传输的能力，尤其对于图像、视频等高质量、高数据量的多媒体信息来说，仍存在着大量的困难。传统的图像凸显传输系统模型如图1所示；传统的通信系统设计是将信道编码从信源编码中独立出来，分别进行考虑和分析，两者共同得到了快速的发展，并在一定的程度上提高了系统的性能，但其对于通信系统的整体性能的提高已接近极限。此为现有技术的不足之处。因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统及方法；以解决上述技术问题，提高信息传输性能，是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统及方法，以解决上述技术问题。为实现上述目的，本专利技术给出以下技术方案：一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统，其特征在于：它包括SPIHT编码器，所述的SPIHT编码器连接有资源分配算法模块以及LDPC信道编码模块，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块连接，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块均连接到UPA优化模块，所述的UPA优化模块连接有串并转换模块，所述的串并转换模块连接有瞬时功率优化模块，所述的瞬时功率优化模块连接有OFDM发射机，所述的OFDM发射机连接所述的LDPC信道编码，所述的OFDM发射机还连接有OFDM接收机，所述的OFDM接收机连接有SPIHT解码器。本技术方案中，SPIHT编码器将原始图像进行压缩编码，采用SHIFT编码算法实现，利用小波变换，在不降低压缩率要求的情况下，对图像的不同重要程度的部分使用不同的编码率，以产生渐进的编码压缩码流；LDPC信道编码模块采用LPCD编码算法对压缩后的图像进行信道编码处理，这种编码算法的解码复杂度低且解码的速度很快。UPA优化模块采用不等功率分配算法进行不等功率分配，针对重要程度不同的信源信息，分配不同的功率，以达到不等差错保护的目的，在不增加功率的情况下，使得信息得到更高效的传输。资源分配算法模块采用基于整体的资源分配算法，收集图像压缩编码、信道编码和功率分配模块的信息，并结合信道特征，对编码码率分配和功率分配进行统一的管理，在总体发射功率不变和目标传输速率不变的情况下，实现系统端接收到的图像失真度最小的目的。瞬时功率优化模块针对OFDM技术中多信道传输的特点，在对每一个子信道的信道状态进行评估的前提下，进行功率优化，对每一个数据包进行功率分配，从而使得进入到信道的数据在功率分配方面达到最佳状态。一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1：将原始图像进行压缩编码，产生渐进的压缩码流；步骤2：将压缩后的图像进行信道编码处理；步骤3：进行不等功率分配，使用不等功率算法，对信道编码后的数据进行功率分配；步骤4：统一资源分配算法，根据信道特征信息以及信源编码和信道编码信息，可已将图像压缩编码、信道编码和功率分配进行统一的资源管理；步骤5：瞬时功率优化，根据OFDM子信道的信道特征，对编码流进行瞬时功率分配；步骤6：采用OFDM算法对图像进行调制解调。本专利技术的有益效果在于，在相同功率的条件下，本专利技术提出的传输模型比传统模型在接收端恢复的图像误码率更低，图像更清晰；而且证明了对于渐进图像的无线传输，不等差错保护技术有着重要的作用。从表1中可以看出，本专利技术所提出的方案算法要比单独将不等码率分配与不等功率分配分开的方案在算法时间复杂度上有所降低，节约了大约0.1s，降低的程度大约为30％。由于本方案将不等码率分配与不等功率分配结合在一起考虑，一方面，可以彼此共用相同的外部信息，并且彼此之间也可以互相利用信息，减少了对外部信息的处理过程以及时间，所以提高了算法的运行速度。此外，本专利技术设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。附图说明图1是传统图像无线传输的系统模型图。图2是本专利技术提供的一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统的框图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术进行详细阐述，以下实施例是对本专利技术的解释，而本专利技术并不局限于以下实施方式。如图2所示，本专利技术给出的一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统，它包括SPIHT编码器，所述的SPIHT编码器连接有资源分配算法模块以及LDPC信道编码模块，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块连接，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块均连接到UPA优化模块，所述的UPA优化模块连接有串并转换模块，所述的串并转换模块连接有瞬时功率优化模块，所述的瞬时功率优化模块连接有OFDM发射机，所述的OFDM发射机连接所述的LDPC信道编码，所述的OFDM发射机还连接有OFDM接收机，所述的OFDM接收机连接有SPIHT解码器。本技术方案中，SPIHT编码器将原始图像进行压缩编码，采用SHIFT编码算法实现，利用小波变换，在不降低压缩率要求的情况下，对图像的不同重要程度的部分使用不同的编码率，以产生渐进的编码压缩码流；LDPC信道编码模块采用LPCD编码算法对压缩后的图像进行信道编码处理，这种编码算法的解码复杂度低且解码的速度很快。UPA优化模块采用不等功率分配算法进行不等功率分配，针对重要程度不同的信源信息，分配不同的功率，以达到不等差错保护的目的，在不增加功率的情况下，使得信息得到更高效的传输。资源分配算法模块采用基于整体的资源分配算法，收集图像压缩编码、信道编码和功率分配模块的信息，并结合信道特征，对编码码率分配和功率分配进行统一的管理，在总体发射功率不变和目标传输速率不变的情况下，实现系统端接收到的图像失真度最小的目的。瞬时功率优化模块针对OFDM技术中多信道传输的特点，在对每一个子信道的信道状态进行评估的前提下，进行功率优化，对每一个数据包进行功率分配，从而使得进入到信道的数据在功率分配方面达到最佳状态。本专利技术还给出一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1：将原始图像进行压缩编码，产生渐进的压缩码流；步骤2：将压缩后的图像进行信道编码处理；步骤3：进行不等功率分配，使用不等功率算法，对信道编码后的数据进行功率分配；步骤4：统一资源分配算法，根据信道特征信息以及信源编码和信道编码信息，可已将图像压缩编码、信道编码和功率分配进行统一的资源管理；步骤5：瞬时功率优化，根据OFDM子信道的信道特征，对编码流进行瞬时功率分配；步骤6：采用OFDM算法对图像进行调制解调。本系统包括四个阶段，分别为：第一阶段是将图像进行压缩编码，此处使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统，其特征在于：它包括SPIHT编码器，所述的SPIHT编码器连接有资源分配算法模块以及LDPC信道编码模块，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块连接，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块均连接到UPA优化模块，所述的UPA优化模块连接有串并转换模块，所述的串并转换模块连接有瞬时功率优化模块，所述的瞬时功率优化模块连接有OFDM发射机，所述的OFDM发射机连接所述的LDPC信道编码，所述的OFDM发射机还连接有OFDM接收机，所述的OFDM接收机连接有SPIHT解码器。

【技术特征摘要】
1.一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统，其特征在于：它包括SPIHT编码器，所述的SPIHT编码器连接有资源分配算法模块以及LDPC信道编码模块，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块连接，所述的资源分配算法模块与LDPC信道编码模块均连接到UPA优化模块，所述的UPA优化模块连接有串并转换模块，所述的串并转换模块连接有瞬时功率优化模块，所述的瞬时功率优化模块连接有OFDM发射机，所述的OFDM发射机连接所述的LDPC信道编码，所述的OFDM发射机还连接有OFDM接收机，所述的OFDM接收机连接有SPIHT解码器。2.根据权利要求1所述的一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统，其特征在于：SPIHT编码器将原始图像进行压缩编码，采用SHIFT编码算法实现，利用小波变换，在不降低压缩率要求的情况下，对图像的不同重要程度的部分使用不同的编码率，以产生渐进的编码压缩码流。3.根据权利要求1或2所述的一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统，其特征在于：LDPC信道编码模块采用LPCD编码算法对压缩后的图像进行信道编码处理，这种编码算法的解码复杂度低且解码的速度很快。4.根据权利要求3所述的一种基于联合信源信道编码调制的渐进图像传输系统，其特征在于：UPA优化模块采用不等功率分配算法进行不等功率分配，针对重要程度不同的信源信息，分配...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏红杨，
申请(专利权)人：郑州云海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41