专利名称：信源编码方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据压缩技术领域，更具体地说，涉及信源编码方法及装置。
背景技术：
随着通信理论和通信技术的快速发展，数字多媒体通信服务的需求在日益增长。多媒体数据(包括文本、音频、图像、视频等)在全世界范围内以惊人的速度、广度和便利度得以传播。一般而言，通信信道都有带宽的限制，而多媒体信源都包含很多的冗余信息。因此，为了有效利用信道资源，数据压缩(信源编码)就成了通信系统必不可少的组成部分。在基于低密度生成矩阵码(low-densitygenerator matrix, LDGM codes)的信源编码颇受青睐。目前，通过LDGM编码实现信源压缩，是性能最高的信源编码方式。LDGM码是一种线性分组码，它具有低密度的一致生成矩阵，且没有四元环。对于给定的码率R=m/n〈l，其二进制生成矩阵G的维度为nXm，且任意行或列的I的个数是稀少的。LDGM码的生成矩阵可用二分图表示，如
图1所示。在图1中，m=4，n=7，也即7bit信源信息经信源编码可压缩生成4bit的压缩信息。在图1所示的二分图中，Stl至S6为信源变量节点，对应信源比特Ktl至C6为校验节点，X0至X4为信息变量节点，对应压缩信息比特。LDGM码的编码算法基于置信度传播迭代(Belief Propagation)算法。它以并行的结构，通过结点之间的边使互为邻点的变量节点(信源变量节点和信息变量节点)和校验节点相互传递外信息，从而使迭代后的各个变量节点的置信度逼近最大似然算法的效果，取得接近香侬限的编码效果。而现有的基于LDGM码的信源编码，则主要是通过置信度传播算法结合抽取的方法来实现的。在现有的基于LDGM码的信源编码过程中，需要在每一轮编码迭代中比较所有节点的后验信息，将后验信息最大的一部分节点作为可信节点抽取出来，作为最终的编码结果；然后对剩下的节点继续置信度迭代编码。通过不断抽取可信节点，减少下一轮迭代中参与置信度传播节点的数量，实现最终所有阶段的后验信息的确定，实现信源编码。由于需要在每一轮迭代中进行节点的后验信息比较和抽取，并且需要重置被抽取的节点参与下一轮迭代时的信息，因此其存在编码复杂的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供信源编码方法及装置，以解决基于LDGM码的现有信源编码方式所存在的编码复杂的技术问题。为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案:一种信源编码方法，包括:使用信源信息初始化η个信源变量节点的信源置信度，其中，第j个信源变量节点的初始信源置信度记为Ls,j，所述s表示信源节点；随机初始化m个信息节点的信息置信度，第i个信息节点的初始信息置信度记为Lx, i,所述X表示信息节点，所述m〈n ；将信息变量节点传递给校验节点的初始和置信度，以及校验节点传递给信息变量节点的校验置信度均置为0，其中，第i个信息变量节点传递给第j个校验节点的初始和置信度记为@，第j个校验节点传递给第i个信息变量节点的校验置信度记为〖h标O表示第O次迭代；进行W次迭代运算，所述W不小于I ;根据第W次迭代运算的运算结果进行编码判决，得到判决结果，将判决结果作为压缩信息；其中，第t次迭代运算具体包括第t次迭代和运算和第t次迭代积运算，所述
1≤ t ≤ W ；所述第t次迭代和运算包括:利用公式P ；=1卞第t次迭代中第j个信源变量节点传递给第j个校验节点的和置信度G ;利用公式
权利要求
1.一种信源编码方法，其特征在于，包括: 使用信源信息初始化η个信源变量节点的信源置信度，其中，第j个信源变量节点的初始信源置信度记为Ls,p所述s表示信源节点； 随机初始化m个信息节点的信息置信度，第i个信息节点的初始信息置信度记为Lx,”所述X表示信息节点，所述m〈n ； 将信息变量节点传递给校验节点的初始和置信度，以及校验节点传递给信息变量节点的校验置信度均置为O，其中，第i个信息变量节点传递给第j个校验节点的初始和置信度记为K1，第j个校验节点传递给第i个信息变量节点的校验置信度记为^，上标O表示第O次迭代； 进行W次迭代运算，所述W不小于I ; 根据第W次迭代运算的运算结果进行编码判决，得到判决结果，将判决结果作为压缩信息； 其中，第t次迭代运算具体包括第t次迭代和运算和第t次迭代积运算，所述1≤T≤W 所述第t次迭代和运算包括: 利用公式V =L4，,，求第t次迭代中第j个信源变量节点传递给第j个校验节点的和置信度, 利用公式
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第W次迭代运算的运算结果进行编码判决，得到判决结果具体包括: 根据公式
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Ly通过如下公式获得: Ls,j=exp((_2Sj+l) β )； 所述表示第j个信源变量节点对应的信源信息，所述信源信息取值为O或I ; 所述0=1/21<^((1-0)/1)),所述0的取值满足111/11=1-11(0),所述11 (*)表示香侬信息量公式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Lx,i通过如下公式获得: Lju=1g [Pi/(1-Pi)],所述Pi为第i个信息变量节点对应的随机数,并且,所述(KpiU。
5.一种信源编码装置，其特征在于，包括第一置信度计算模块、第二置信度计算模块、第三置信度计算模块、编码判定模块、和积编码运算模块、信源存储模块、信息存储模块、夕卜信息存储模块，以及，编码判定比特存储模块: 所述第一置信度计算模块用于，使用信源信息初始化η个信源变量节点的信源置信度，并将初始信源置信度存储在信源存储模块中，其中，第j个信源变量节点的初始信源置信度记为Ls,p所述s表示信源节点； 所述第二置信度计算模块用于，随机初始化m个信息节点的信息置信度，并将初始信息置信度存储在信息存储模块中，其中，第i个信息节点的初始信息置信度记为Lx, ”所述X表示信息节点，所述m〈n ； 所述第三置信度计算模块用于，将信息变量节点传递给校验节点的初始和置信度，以及校验节点传递给信息变量节点的校验置信度均置为O，并存储在外信息存储模块中，其中，第i个信息变量节点传递给第j个校验节点的初始和置信度记为g，第j个校验节点传递给第i个信息变量节点的校验置信度记为C/=，上标O表示第O次迭代； 所述和积编码运算模块用于，进行W次迭代运算，并将每一次迭代运算的运算结果存储在外信息存储模块中，所述W不小于I ; 所述编码判定模块用于，根据第W次迭代运算的运算结果进行编码判决，得到判决结果，并将判决结果作为压缩信息存储在所述编码判定比特存储模块中； 其中，第t次迭代运算具体包括第t次迭代和运算和第t次迭代积运算， 所述第t次迭代和运算包括: 利用公式巧=4,，求第t次迭代中第j个信源变量节点传递给第j个校验节点的和置信度g ; 利用公式
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述根据第W次迭代运算的运算结果进行编码判决，得到判决结果具体包括:根据公式
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述Ly通过如下公式获得: Ls,j=exp((_2Sj+l) β )； 所述表示第j个信源变量节点对应的信源信息，所述信源信息取值为O或I ; 所述0=1/21<^((1-0)/1)),所述0的取值满足111/11=1-11(0),所述11 (*)表示香侬信息量公式。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述Lx,i通过如下公式获得: Lx,flog [Pi/(1-Pi)],所述Pi为第i个信息变量节点对应的随机数,并且,所述(KpiU。
全文摘要
本发明实施例公开了信源编码方法及装置。在本发明实施例所提供的信源编码方法及装置中，由于不需要在每一轮迭代中进行节点的后验信息的比较和抽取，也不需要重置被抽取的节点参与下一轮迭代时的信息，因此编码相对简单，从而解决了基于LDGM码的现有信源编码方式所存在的编码复杂的技术问题。
文档编号H03M13/13GK103095312SQ201210590010
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者管武, 梁利平 申请人:中国科学院微电子研究所