专利名称：一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的一种联合信源信道编码方法，特别涉及与图像或视
频等多媒体数据传输有关的一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法，该方法适用 于在复杂的无线信道中实现高速数据的高效可靠传输，属于无线通信技术领域。
(二)
技术背景随着多媒体信息(图像、音频和视频等)的迅猛增长及通信技术的飞速发展，未来 宽带无线通信系统要求支持更高数据速率多媒体业务的高质量传输。在带宽受限条件下， 现有系统广泛采用大压縮比高保真数据压縮技术实现对多媒体信源的高效率压縮编码，以 充分利用有限的频谱资源。然而，较高的压縮比将导致信源码流抗误码性能的降低，因此需 要进一步采用有效的差错控制技术对所传送的数据进行差错保护，以抗击无线网络或信道 带来的传输误码或数据丢失，提高系统的抗干扰性和可靠性，而这又是以牺牲编码效率为 代价的。可见，这种信源信道编码分离设计的方法势必无法满足日益增长的多媒体数据业 务对高传输效率和高通信质量的要求，设计最优化的联合信源信道编码方法成为无线通信 领域技术研究的热点课题之一。 联合信源信道编码是一种兼顾数据传输效率和质量的优化编码技术，有效的联合 编码方案可以提高数据传输的鲁棒性，并能够根据信道条件或其他资源限制(如总传输码 率、缓存器大小等)改变信源编码参数，或根据信源特性选择信道编码、调制及网络参数， 从而使系统性能达到整体最优。随着小波变换编码在JPEG2000和MPEG-4标准中的成功应 用，基于小波变换的联合信源信道编码越来越受到相关领域专家和学者的关注，如基于小 波多级树集合分裂(SPIHT-Set Partitioning In Hierarchical Trees)算法[1]的联合 编码方法[2， 3]和基于JPEG2000的联合编码方法[4]。其中，小波SPHIT算法是图像压縮 编码领域公认的编码效率最高的算法之一，其原理是在对图像进行小波分解后，将小波系 数组织成零树结构，对重要的系数进行量化编码。该算法采用了有效的空间方向树结构和 比特平面编码方法，不仅能够获得很高的压縮编码效率，而且产生的码流是嵌入式的，支持 解码器的多码率解码，有利于图像的渐进传输。小波SPIHT算法的缺点是对信道差错比较 敏感，可以进一步通过对信源码流加以信道编码进行保护，这样就以一定的压縮比损失换 取了信源码流的自身抗误码性能。以小波变换为基础的联合信源信道编码用于压縮和传输 图像，使得信源原始信号与其解码后的重建信号之间的平均失真较小，从而获得比以往通 信系统高的性能增益，在一定程度上使得传输系统的性能达到优化要求。
框架理论是继已经得到广泛应用的小波理论之后的最新理论进展[5]，它放弃了 小波正交性条件，但可以具有对称或反对称性，较小的支集(滤波器带窄)和较好的光滑 性，因而在很多领域的表现都优于小波，该理论目前已在图像修复、去噪，高分辨率图像重 建和视频增强，基于包传输的通信系统以及纠错编码等方面得到成功应用。框架相对于小 波的优势主要体现在①框架和小波的本质区别在于利用框架基对信号进行展开时，能够 制造出"有机"的冗余信息，使得信号的表示具有较好的鲁棒性，由噪声引起的变换系数的变化对重建信号的影响较小；②信号经过框架变换以后，其变换系数具有稀疏性，因而比小 波更有利于压縮编码处理；③框架变换用于图像压縮可以将原始图像分解为比正交小波更 多的具有不同空间分辨率和频率特性的子图像，即分解成低频图像和更多的高频图像，低 频图像可以逐级分解，分解的各级子图像都包含着原始图像的空间结构信息。由此可见，框 架变换更适用于联合信源信道编码。
发明内容
1、目的为实现图像或视频等多媒体数据在无线信道上的高效可靠传输，基于小 波变换编码和不等差错保护编码相结合的联合信源信道编码成为该技术领域近年来的热 门研究方向。然而，传统的小波SPIHT算法在编码时，所有子树都从同一比特开始进行统一 编码，每一比特层的码流信息中包含所有子树在该比特平面的重要信息和细化信息，一旦 传输信道出现误码，解码器接收到错误的子树重要信息，则解码器的执行路径从此处开始 与编码路径不再相同，随后的排序信息就不能恢复出来，且这种错误将扩展到所有的子树 译码过程中从而使解码出来的整幅图像出现严重的失真。为了改善小波SPIHT算法对信道 误差的敏感性，本发明的目的是提供一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法，它 在信源编码端采用非正交小波框架变换制造出的"有机"冗余，以提高数据传输的鲁棒性， 并且继承和改进了小波SPIHT算法，充分利用框架变换后系数矩阵的特点，基本消除了各 子树间译码错误过程中发生的相互干扰，提高了压縮编码效率，也可以将信息按重要性分 类，便于信道编码器能够按照信源码流的重要性实施不等差错保护编码，从而实现信源编 码和信道编码的联合最优化设计。 2、技术方案本发明的主要特征在于首先对信号进行基于非正交小波框架的框 架变换，为编码系数制造"有机"的冗余信息，提高信号的鲁棒性；由于框架变化后高频分 量系数的绝对值都很小，绝对值较大的系数大部分集中在低频部分，为此采用改进的SPIHT 算法对框架变换后的系数进行信源压縮编码，即对图像进行n层小波框架分解后，根据框 架变换系数的特性，对于LLn子带包含了所有的低频能量参数，这些系数的幅值较大且波动 范围较小，在这里采用基于上下文的预测编码对其进行独立的编码，再对以LHn， HLn， H4为 根节点的三棵系数子树独立进行SPIHT编码，综合这四部分信息，就能包含所有图像信息 的编码流，这样分离了各子树解码时出错误相互影响的情况，而且充分利用了框架系数的 低频集中性和特殊的SPIHT算法，提高了算法编码效率；随后将变换系数按重要性进行分 类，并将产生的码流打包成长度固定的数据块；信道编码器对输出的信源码流按重要程度 进行不等差错保护，也可以结合自适应纠错技术和联合优化技术，进一步提高数据传输的 有效性和可靠性 图1给出了采用本发明方法的无线通信系统方框示意图。 系统发射机是由小波框架分解器101，改进SPIHT编码器102，控制器103信道编 码器104、105、106，并串转换器107和调制器108构成。 发送端首先利用小波框架分解器101对输入信号进行框架变换，得到变换矩阵， 变换矩阵经过改进SPIHT编码器102输出信源码流，控制器103将信源码流按照重要性进 行重要等级分类，可将这些数据分成重要、次重要和非重要三部分，对应不同码率的信道编 码器104、105、106依据信源码流的重要性不同实施不等差错保护编码，编码输出通过并串转换107和调制器108进入无线信道。 系统接收机是由对应的解调器208，串并转换器207，信道解码器204、205、206，控 制器203，改进SPIHT译码器202和小波框架重构器201构成。解调器208实现对接收信号 的解调，串并转换器207将解调码流分成三部分数据，信道译码器204、205 、206实现对重要 类型不同的码流进行不同码率解码，控制器203将重要性不同的码流重新组合，改进SPIHT 译码器202对重新组合的码流进行译码，生成系数矩阵，小波框架重构器201对生成的系数 矩阵进行重构，最终恢复输入信号。 图2给出了本发明方法中信源压縮编码实现方框示意图。 系数矩阵分割器接收经过n维小波框架变换(采用多分辨率分析方法)得到的系 数矩阵，并且将系数矩阵分类重排，分成LLn矩阵，以及分别以矩阵LHn， HLn， HHn为根结点的 三棵子树的四部分，对这四部分进行压縮编码，LLn子带包含了所有的低频能量参数，这些 系数的幅值较大且波动范围较小，采用基于上下文的预测编码对其进行独立的编码，其余 三棵子树分别独立地进行压縮编码，最后将三棵子树的输出码流与预测编码输出共同送入 控制器。 综上所述，基于图像或视频的多媒体通信业务，本发明是一种基于小波框架变换
的联合信源信道编码方法，该方法具体步骤如下
发送端 步骤一 原始图像经过小波框架分解器，经一次小波框架分解后得到低频(LL)、 水平(LH)、垂直(HL)、对角(HH)共四个子图像，根据需要可以对低频方向继续分解，这样图 像经过n级分解后得到(3n+l)个子图像。 步骤二 这(3n+l)个子图像经过矩阵系数分割器，分成低频LLn矩阵，以及LHn，
HLn， HHn为根结点的子树的四部分，对低频LLn矩阵进行预测压縮编码，分别对三棵子树独
立地进行SPIHT压縮编码。 SPIHT压縮编码过程如下 定义number :当前位平面中重要元素的个数。
L :—维数组，用来存放由大到小排序后各系数在原系数矩阵中的坐标值(i， j);
V :—维数组，用来存放系数矩阵中的像素值，并且存放顺序与数组V中的坐标值 对应； A :N维数组，记录满足2n《|c(i， j) I < 2n+1的小波系数个数，以便解码器端进行 解码。 此处SPIHT算法中系数的重要性判断函数如公式(1):
—f /V + l 、
1,卜(/，))|- X S,',x2'" 22"
= 3 V /"="+1 」 (1)
O,其他 其中Sm代表Sn(i，j)用二进制表示时的第m+l位。即49 = (110001)2，此时S2 = 0，S0= 1。
具体压縮编码步骤为
(1)初始化
6
number = 0 ;
数组A的元素均初始化为0 ;
;7 =
log2 max c(/，) L义」表示不大于X的最大整数，c(i， j)为系数矩阵中对应的元素。
(2)对小波框架系数进行排序 将系数矩阵转换成一维向量，然后按其绝对值由大到小的顺序进行排序，并将系 数在系数矩阵中的坐标(i， j)放入一维数组L中，并规定绝对值小于1的小波系数不进行 编码，同时将相应的系数值放入一维数组V中。
(3)对重要系数进行量化 计算相应位平面编码系数个数q = number (number为系数矩阵中满足每层平面要 求的元素个数)，i =n(i为平面的序号)，j = l，其中对VF("，k G (1，2，3，…，皿mber)， 有IV(皿mber)l ， |V(number+l)| <2'(对于任意的层系数i，保证了向量V中前
number个系数都是大于或者等于2')，输出小波系数L(k)的第i个重要比特位及其符号， 系数重要性的判断符合公式(l)，记录当前重要系数的个数A [N-j] = q。
(4)更新量化步长 i = i-l， q =皿mber-q， j = j+1然后回到步骤(3)。
如此循环至n = 0 ，完成压縮编码。 最后将三棵子树的码流与预测编码码流共同输入到控制器。 步骤三控制器接收压縮编码的码流，并将码流按照重要性分类(预测编码码流
右
直接视为重要)，可分成重要，次重要，非重要三部分码流
步骤四分别对这三部分数据进行不同码率的信道编码(即不等差错保护编码)， 编码输出至并串转换器和调制器，而后发送已调信号至无线信道。
接收端 步骤一 接收信号经过解调器和串并转化器进入对应信道译码器，实现不同码率 的信道译码。 步骤二 控制器将信道译码输出分成与LLn矩阵，LHn， HLn， HHn为根节点对应的四 部分码流。 步骤三分别对这四部分码流进行解压縮，生成相应的系数矩阵，系数矩阵通过系 数矩阵整合器，恢复出初始变换后的系数矩阵。
对应发送端步骤二中的压縮编码过程，解码端根据一维数组V中的坐标值，恢复
小波框架系数在系数矩阵中的位置。解码时，将编码器输出的位流，相应阈值以及三个一维
向量信息提供给解码器，并执行编码器的相同路径即可，具体解压縮过程为 (l)m = n， j = 1， number = V[N—j]， q = 0， k = 1，2，…，number,依次对L矩阵
中前number个元素L[k]赋予符号位及其第i位即Sm比特位，该比特位对应于各子树码流
中第皿mber-k+q比特位，L矩阵中后面元素的第i位直接赋予0。 (2)m = m_l， j = j+l， q =皿mber， number =皿mber+V[N-j]，返回(1)。 如此循环至m = 0 ，完成解压縮。
进一步依据公式(2)可以计算出初始框架变换系数，n为最高位面。
c(U) = l>m(/，./)x2"' (2) 步骤四系数矩阵通过小波框架重构器，从而恢复出原始图像。
3、优点及功效 本发明提出的一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法，不仅解决了传统 通信系统中信源信道分开编码所带来的矛盾和资源浪费，而且充分利用了框架变换自身的 冗余性来降低信源信息对信道误码的敏感性，同时依据框架变换系数的低频集中性，采用 了改进的SPIHT独立压縮编码方法，提高了压縮编码效率，即便是在恶劣的条件下也可以 恢复原始图像的主要部分，也基本消除了 SPIHT算法在译码过程中出现的各子树相互干扰 的情况。另一方面，压縮编码输出码流按重要性不同进行分类，有利于信道编码器实现不等 差错保护或自适应纠错，以充分利用频谱资源，提高信道编码效率。因此，本发明适用于高 速图像或视频信息在无线信道上的高效可靠传输，同时也适用于感兴趣区域的图像传输。 本发明联合信源信道编码方法具有以下几个主要优点 1.采用基于小波框架基的框架变换，为变换系数制造了 "有机"的冗余信息，因此 降低了信号传输过程中对信道误码的敏感性。 2.根据变换系数的低频集中性，采用了改进的SPIHT算法，提高了编码效率，同时 降低了运算复杂度。 3.低频矩阵LLn是单独进行压縮编码，它也包含了图像的低频能量参数，可以按照 接收图像的质量要求，通过解码低频矩阵恢复图像。 4.三棵子树的压縮编码过程是相互独立的，可以消除各子树间译码出错时的相互 干扰。 5.信源编码信息按重要性进行排序，便于进行不等差错保护编码。
(四)
图1采用本发明方法的无线通信系统方框示意图。
图2本发明方法中信源压縮编码实现方框示意图。
图3本发明发送端和接收端流程方框示意图
图中符号说明如下 101小波框架分解器；102改进SPIHT压縮编码器；103排序控制器；104、 105、 106 信道编码器；107串转换器；108调制器。 201小波框架重构器；202改进SPIHT译码器；203排序控制器；204、205、206信道
译码器；207串并转换器；208解调器。 H2 I低频滤波器；G2 I高频滤波器。 Sjn-l)第n-1次分解后的低频分量。..........如其余前n-1分解后的， HQ， 矩阵。
(五)
具体实施例方式
见图1、图2、图3所示，下面以16X 16图像矩阵为例，对它进行n = 2的小波框架变换，信道编码考虑采用三种不同码率(Ratel < Rate2 < Rate3)，在此条件下来描述本发 明的具体实现步骤。本发明一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法，该方法具体 步骤如下
发送端 步骤一 原始16X 16图像矩阵经过小波框架分解器，经2次小波框架分解后得到
低频(LL2)，水平(LH2， LH》，垂直(HL2， HL》，对角(HH2， HH》共7个系数矩阵。 步骤二 这7个系数经过矩阵系数分割器，分成低频LLn矩阵，以及分别由LH2和
IA， HL2和HQ, HH2和组成的三个子树矩阵。对低频LLn进行预测压縮编码，得到压縮码
流mi，分别依次对三个子树矩阵独立地进行SPIHT压縮编码，得到压縮码流m2， m3， m4。 SPIHT压縮编码过程如下(以LH2和子树系数矩阵为例) 步骤如下 (1)初始化 number = 0 ; 数组A的元素均初始化为0 ; 计算相应位平面编码系数个数q = number (number为系数矩阵中满足每层平面要 求的元素个数)，i = n(i为平面的序号)，j = l，其中对VK("，k G {1，2，3，…，皿mber)， 有IV(皿mber)l ， |V(number+l)| <2'(对于任意的层系数i，保证了向量V中前
皿mber个系数都是大于或者等于2')。
(2)对矩阵系数进行排序 将LH2和1A子树系数矩阵按绝对值由大到小的顺序进行排序，并将对应系数在原 系数矩阵中的坐标(i， j)放入一维数组L中，并且规定绝对值小于1的小波系数不进行编 码，同时将排序后的系数值放入一维数组V中。
(3)对重要系数进行细化 输出小波系数L(k)的第i个重要比特位及其符号，系数重要性的判断符合公式 (l)，记录当前重要系数的个数入[N-j] = q。
(4)更新量化步长 计算誦ber， i = i-1， q = number-q， j = j+1然后回至U步骤(3)。
如此循环至i = O，完成压縮编码，输出压縮码流nv 采用相同的压縮编码方法对HL2和HL" HH2和子树系数矩阵进行压縮编码，分 别输出码流1113和1114。 最后将三棵子树的码流m2， m3， m4与预测编码码流共同输入到控制器。
步骤三控制器接收全部压縮编码的码流，并将码流按照重要性分类，分成重要 4，次重要d2，非重要d3三部分码流。分类过程直接将预测编码码流mi视为的头部，再 分截取m2， m3， m4前部分码流依次加到中，再截取m2， m3， m4中间部分码流依次放入d2， m2， m3， m4最后码流依次放入d3，此时应保证mi， m2， m3， m4的总比特率等于4， d2， d3的总比特率。
步骤四分别对4,4， d3进行码率依次为Ratel、 Rate2和Rate3的不等差错保护 编码，信道编码输出至并串转换器和调制器，而后发送信号。
接收端 步骤一 接收信号经过解调器和串并转化器将码流转换成重要性不同的三部分数据，分别送到对应的信道译码器中，完成不同码率(Ratel、Rate2和Rate3)的信道译码。
步骤二控制器将信道译码器输出d' " d' 2， d' 3重新组合成m' !和m' 2，m' 3，m' 4四部分码流。组合过程与发射端分类过程近似互逆d'工中的数据分别依次分成m' !以及m' 2，m' 3，m' 4的前部分，d' 2依次分成m' 2，m' 3，m' 4中间部分，d' 3依次分成m' 2，m' 3，m' 4最后部分。 步骤三将m' 2， m' 3， m' 4输入到各自的解码器中，分别对m' 15 m' 2，
m' 3，m' 4这四部分码流进行解压縮，m'工按照预测译码方式译码生成LL'工系数矩阵，m' 2、m' 3、m' 4采用各自独立的SPIHT译码器译码，生成LH' 2和LH' !，HL' 2和1'丄，HH' 2和朋'工系数矩阵，以m' 2为例的解压縮过程如下 (l)m = n， j = 1， number = V[N-j]， q = 0， k = 1，2，…，number,依次对L矩阵中前number个元素L[k]赋予符号位及其第i位即Sm比特位，该比特位对应于m' 2中第皿mber-k+q比特位，L矩阵中后面元素的第i位直接赋予0。 (2)m = m_l， j = j+l， q = number, number =皿mber+V[N-j]，返回(1)。
如此循环至m = 0 ，完成解压縮。 生成的四个系数矩阵，通过系数矩阵整合器，恢复出初始变换后的系数矩阵，其中的系数可以由公式(2)求得。 步骤四系数矩阵通过小波框架重构器，从而恢复出原始图像。
以上便完成了一次对16X16图像矩阵的处理与传输。 综上所述，本发明一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法，一方面能够利用框架变换自身的冗余性改善小波SPIHT算法对信道误差的敏感性，另一方面利用框架变换系数的低频集中性，改进了 SPIHT算法，即对变换后不同频率子图像进行不同层次的压縮编码对低频分量进行预测编码，对其他分量对应的三棵子树进行各自独立的SPIHT压縮编码，从而提高了压縮编码效率，基本消除了 SPIHT算法在译码过程中各子树之间的相互干扰，使得该方法即便在恶劣的信道条件下也可以实现原始图像主要部分的恢复。此外，本发明方法中的信源压縮编码输出码流按重要性不同进行分类，便于信道编码器采用不等差错保护编码，还可以进一步结合自适应纠错技术和联合优化技术，以充分利用频谱资源，提高整个联合编码系统的传输效率和可靠性。
参考文献 [l]Said A. ， Pearlman W. A.， 一种基于SPIHT算法的新型、快速、有效的图像编码方法，IEEETrans. on Circuits Syts. Video Technol. ， 1996， 6 (3) :243-250
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[3]肖嵩，张方等.基于小波SPIHT的联合信源信道编码新方法.计算机学报， 2003,26(3) :281-286 [4]郭锐，刘济林.基于JPEG2000和WIPC-LDPC的联合信源信道编码.中国图象 图形学报，2008， 13(6) :1048-1053 [5]Peng L Z， Wang H H.， 一种光滑小波紧框架的构造方法，Science in China (Series F)，2003，46(6) :445-458 (Peng L Z. ，Wang H H. ，Construction for a class of smooth wavelet tight frames. Sciencein China(Series F)，2003，46(6) :445—458
1权利要求
一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法，它是在由小波框架分解器，改进SPIHT编码器，控制器信道编码器，并串转换器和调制器构成的系统发射机以及由对应的解调器，串并转换器，信道解码器，控制器，改进SPIHT译码器和小波框架重构器构成的系统接收机上实现的；其特征在于它首先对信号进行基于非正交小波框架的框架变换，为编码系数制造“有机”的冗余信息，提高信号的鲁棒性；依据框架变换系数的低频集中性，采用改进的SPIHT算法对框架变换后的系数进行信源压缩编码，提高了算法编码效率；随后将变换系数按重要性进行分类，并将产生的码流打包成长度固定的数据块；信道编码器对输出的信源码流按重要程度进行不等差错保护，结合自适应纠错技术和联合优化技术，提高数据传输的有效性和可靠性；该方法具体步骤如下发送端步骤一原始图像经过小波框架分解器，经一次小波框架分解后得到低频即LL、水平即LH、垂直即HL、对角即HH共四个子图像，根据需要可以对低频方向继续分解，这样图像经过n级分解后得到3n+1个子图像；步骤二这3n+1个子图像经过矩阵系数分割器，分成低频LLn矩阵，以及LHn，HLn，HHn为根结点的子树的四部分，对低频LLn矩阵进行预测压缩编码，分别对三棵子树独立地进行SPIHT压缩编码；SPIHT压缩编码过程如下定义number当前位平面中重要元素的个数，L一维数组，用来存放由大到小排序后各系数在原系数矩阵中的坐标值(i，j)；V一维数组，用来存放系数矩阵中的像素值，并且存放顺序与数组V中的坐标值对应；λN维数组，记录满足2n≤|c(i，j)|＜2n+1的小波系数个数，以便解码器端进行解码；此处SPIHT算法中系数的重要性判断函数如公式(1)其中Sm代表Sn(i，j)用二进制表示时的第m+1位；即49＝(110001)2，此时S2＝0，S0＝1；具体压缩编码步骤为(1)初始化number＝0；数组λ的元素均初始化为0；表示不大于X的最大整数，c(i，j)为系数矩阵中对应的元素；(2)对小波框架系数进行排序将系数矩阵转换成一维向量，然后按其绝对值由大到小的顺序进行排序，并将系数在系数矩阵中的坐标(i，j)放入一维数组L中，并规定绝对值小于1的小波系数不进行编码，同时将相应的系数值放入一维数组V中；(3)对重要系数进行量化计算相应位平面编码系数个数q＝number，number为系数矩阵中满足每层平面要求的元素个数，i＝n，i为平面的序号，j＝1，其中对k∈{1，2，3，…，number}，有|V(number)|≥2i，|V(number+1)|＜2i，对于任意的层系数i，保证了向量V中前number个系数都是大于或者等于2i，输出小波系数L(k)的第i个重要比特位及其符号，系数重要性的判断符合公式(1)，记录当前重要系数的个数λ[N-j]＝q；(4)更新量化步长i＝i-1，q＝number-q，j＝j+1然后回到步骤(3)；如此循环至n＝0，完成压缩编码；最后将三棵子树的码流与预测编码码流共同输入到控制器；步骤三控制器接收压缩编码的码流，并将码流按照重要性分类分成重要，次重要，非重要三部分码流；预测编码码流直接视为重要；步骤四分别对这三部分数据进行不同码率的信道编码，即不等差错保护编码，编码输出至并串转换器和调制器，而后发送已调信号至无线信道；接收端步骤一接收信号经过解调器和串并转化器进入对应信道译码器，完成不同码率的信道译码；步骤二控制器将信道译码输出分成与LLn矩阵，LHn，HLn，HHn为根节点对应的四部分码流；步骤三分别对这四部分码流进行解压缩，生成相应的系数矩阵，系数矩阵通过系数矩阵整合器，恢复出初始变换后的系数矩阵；对应发送端步骤二中的压缩编码过程，解码端根据一维数组V中的坐标值，恢复小波框架系数在系数矩阵中的位置；解码时，将编码器输出的位流，相应阈值以及三个一维向量信息提供给解码器，并执行编码器的相同路径即可，具体解压缩过程为(1)m＝n，j＝1，number＝V[N-j]，q＝0，k＝1，2，…，number，依次对L矩阵中前number个元素L[k]赋予符号位及其第i位即Sm比特位，该比特位对应于各子树码流中第number-k+q比特位，L矩阵中后面元素的第i位直接赋予0；(2)m＝m-1，j＝j+1，q＝number，number＝number+V[N-j]，返回(1)；如此循环至m＝0，完成解压缩；进一步依据公式(2)可以计算出初始框架变换系数，n为最高位面； <mrow><mi>c</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><msub> <mi>S</mi> <mi>m</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><msup> <mn>2</mn> <mi>m</mi></msup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>步骤四系数矩阵通过小波框架重构器，从而恢复出原始图像。F2009100837617C00011.tif,F2009100837617C00021.tif,F2009100837617C00022.tif,F2009100837617C00023.tif
全文摘要
一种基于小波框架变换的联合信源信道编码方法，在发送端的步骤为一原始图像经小波框架分解器，得到不同频率子图像；二对低频系数矩阵进行预测编码，对三棵子树矩阵进行各自独立的SPIHT压缩编码；三控制器将压缩后的码流按重要性进行分类；四信道编码器对重要程度不同的信源码流实施不等差错保护，编码输出经并串转换和调制器发送至无线信道。在接收端的步骤为一接收信号经解调器和串并转换进入对应信道译码器完成不同码率的信道译码；二控制器将译码输出重组，构成与低频系数矩阵和三个子树矩阵对应的四部分码流；三分别解压缩这四部分码流，并计算出初始变换后的系数矩阵；四小波框架重构器由系数矩阵恢复出原始图像。
文档编号H04N7/50GK101783940SQ20091008376
公开日2010年7月21日 申请日期2009年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者修春娣, 刘建伟, 朱华亮 申请人:北京航空航天大学