专利名称：基于变长码与算术码的联合信源信道解码方法
技术领域：
本发明涉及一种视频，图像通信技术领域的方法，尤其涉及基于变长码与算术码的联合信源信道解码方法。
背景技术：
在传统的通信系统中，信源编码和信道编码都是分别进行的。这种设计原则是基于香农的信源信道分离理论。但是在实际系统中，尤其是在多媒体传输系统中，由于延迟和复杂度的限制，分离系统并不能保证系统的最优。于是，为了提高系统性能，人们把目光集 中到了信源信道联合编解码。近年来视频压缩标准H. 264得到了广泛的应用，新一代视频压缩技术HEVC的标准也正在制定当中，它们的熵编码都是基于上下文的算术码CABAC。由于CABAC良好的压缩性能，为H. 264及H. 265增色不少。但是CABAC由于其压缩性能较高，相反冗余信息就存留较少，对误码很敏感。解码一旦出现错误比特就会很快地误码扩散，导致重建视频质量的严重下降。因此，在误码环境下，如何来提高CABAC的误码抵抗能力就是ー个亟待解决的问题。为了能在误码环境下提供较好的性能，H. 264标准也提出了不少在编码层提高视频解码鲁棒性的方法。虽然这些误码抵抗的方法能在编码层将误码扩散限制在较小的时域或空域内，但是他们无法纠正传输错误，特别是当信道噪声很大的情况下，解码器可能会产生很多错误，严重降低重建视频的质量。CABAC的压缩有两个步骤，第一歩把待压缩符号先ニ值化，ニ值化采用的方式有一元编码，截短的一元编码，k阶Exp-Golomb编码等方式，符号序列在ニ值化之后才送入基于上下文的ニ值算术码(CABAC)编码器，经ニ值算木码编码之后的比特序列经调制被送上噪声信道，在接收端，Salma Ben等人在《IEEEtrans on communication》(IEEE通信汇刊)，2009, 57 卷 7 期，pp. 2014-2023 上发表了题为 “improved sequential MAP estimationof CABAし encoded data with objective adjustment oi the complexity/efIiciencytradeoff”，该文设计了基于CABAC ニ值算数码部分的基于最大后验概率(MAP)的联合信源信道解码器，但她没有考虑将联合解码的策略应用到反ニ值化处理器，其结果是，一旦从CABAC的算木码联合解码器来的数据中有错误，用普通的反ニ值化处理器解码符号序列时就会误码扩散，造成严重错误。实际上目前较常用的视频标准H. 264，HEVC，以及图像压缩标准JPEG2000都在做算数编码之前先将待压缩的符号序列转换成ニ进制序列然后再做ニ值算木码编码，而这个ニ进制序列的转换就是ー个变长码编码的过程，目前的联合算数码解码都是只考虑了算数码联合解码的部分，而在视频及图像处理中通常在算数码解码之后还要经过变长码解码的这个过程都未涉及。由此，我们想到要设计适用于视频和图像传输的基于变长码和算数码的联合信源信道解码器，将变长码的联合解码部分也同时考虑进来，以此进一歩提高联合解码的性能，同时也使其能应用到实际的传输系统中去
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明提出基于变长码与算木码的联合信源信道解码方法。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下基于变长码与算木码的联合信源信道解码方法，包括对长度为N的信源符号序列a = {a:, a2, . . . Bi, . . . aN}经过CABAC的ニ值化编码器做ニ值化编码，输出长度为S的ニ进制序列b = Ibpb2,. . . bs};对所述ニ进制序列经过CABAC的ニ值算术码编码器进行ニ值算术码编码，输出长度为M的ニ进制序列X = Ix1, x2，. . . xM}，经过ニ进制相移键控BPSK调制及信道编码成序列I = Iy1, y2, yN}后送入噪声信道；在接收端收到序列ッ=‘,j；...j；}后经过信道解码得到输出信息;所述序列j = (J1Ujv)为序列y = Iy1, Y2, yN}经过噪声イ目道得到的序列；所述i为X序列经噪声信道得到的序列；包括如下步骤11)在联合信源信道算木码解码器通过公式(a)、公式(b)和公式(C)计算输出序列的似然比LLR(Xi)，进而根据Xi与h是--映射的关系，得到/^( )；
权利要求
1.基于变长码与算木码的联合信源信道解码方法，包括对长度为N的信源符号序列a={a:，a2，. . . &i，. . . aN}经过CABAC的ニ值化编码器做ニ值化编码，输出长度为S的ニ进制序列b = Ibpb2,. . . bs};对所述ニ进制序列经过CABAC的ニ值算术码编码器进行ニ值算术码编码，输出长度为M的ニ进制序列X = Ix1, x2，. . . xM}，经过ニ进制相移键控BPSK调制及信道编码成序列I = Iy1^y2j. yN}后送入噪声信道；在接收端收到序列J = ..+>^丨后经过信道解码得到输出信息; 所述序列;^ = G1,J2...丨为序列y = Iy1,y2,.. yNl经过噪声信道得到的序列；所述纟为x序列经噪声信道得到的序列； 其特征在于，包括如下步骤 11)在联合信源信道算木码解码器通过公式(a)、公式(b)和公式(c)计算输出序列的似然比LLR(Xi)，进而根据Xi与h是--映射的关系，得到/；
2.根据权利要求I所述的基于变长码与算木码的联合信源信道解码方法，其特征在于，在联合信源信道变长码解码器部分，格状图搜索的后向推导过程中如果没有一条路径具有正确的符号数，联合信源信道变长码解码器选择累积度量值最大的路径作为联合信源信道变长码解码的输出結果。
全文摘要
本发明公开了基于变长码与算术码的联合信源信道解码方法，适用于目前已被广泛使用的视频编码标准H.264视频传输，同时也适用于新一代压缩标准HEVC视频传输，以及JPEG2000的图像传输，考虑到H.264，HEVC及JPEG2000的熵编码特性，本发明主要包括两个模块，联合信源信道算术解码器及联合信源信道变长码解码器。联合信源信道算术码解码器输出的软解码信息可以作为联合信源信道变长码解码器的软输入信息，经过进一步的联合变长码格状图搜索来获得最佳的解码符号序列。同时在联合信源信道算术码解码器部分可以利用变长码的码字结构信息来删除无效搜索路径，提高解码性能，该方法计算复杂度低，延时小，适用于实际的视频及图像传输系统。
文档编号H04N7/50GK102655589SQ20121012232
公开日2012年9月5日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者王嘉炜, 王粤 申请人:浙江工商大学