非对称结构分布式信源编码系统中ldpca码设计方法
【专利摘要】非对称结构分布式信源编码系统中LDPCA码设计方法，涉及信源编码【技术领域】。压缩率从1/L到k/L仍然采用传统LDPCA码，压缩率从（k+1）/L到1采用提出的方法。去除变量节点的最大度后，重新设计的最优度分布特性如下：λ(x)=0.3264x+0.4254x2+0.1384x6+0.0794x7+0.0304x18；译码端采用置信传播译码方法，最大迭代次数为100。本发明所述方法在高速率区域依然可以和香农界保持很小的差异，大大好于传统LDPCA码。本发明所述方法在速率区域Rx∈[47/66,1]取得了很好的效果，更加接近Selpian-Wolf界，解决了传统LDPCA只针对固定速率设计的缺陷。本发明的发明点在于上述选择最大度数的变量节点方法以及高压缩率最佳度分布设计。
【专利说明】非对称结构分布式信源编码系统中LDPCA码设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及非对称结构分布式信源编码系统中LDPCA码设计方法，涉及信源编码【技术领域】。
【背景技术】
[0002]非对称分布式信源编码如图1所示。信源X可以用很少的比特数被无损的传输出去，而边信息Y (X的相关信息)只在译码端已知。这样就导致了信源X需要在不知道边信息Y的情况下进行压缩，在译码端再通过边信息Y来恢复信源X。Slepian和Wolf在1973年提出了在速率R≥H(X|Y)时可以达到无损压缩，其中H(X|Y)是条件熵，X和Y是离散的。可以得到，这个速率域和当边信息Y在编码端已知的情况下是一致的。Wyner和Ziv进一步将这个结论扩展到有损压缩的情况下，针对连续的X和Y。
[0003]Blizard在1969年和Hellman在1975年分别提出将信道编码用于信源编码的方案。SI印ian，Wolf和Wyner利用边信息阐述了信道编码和信源编码的关系。Pradhan和Ramchandra 提出了 DISCUS (distributed source coding using syndrome)方案。分布式信源编码器根据信道编码C将信源X压缩成它的校验子S。根据收到的校验子，找到信道码C生成的校验子S所对应的陪集，然后选择此陪集中与边信息Y汉明距离最小的元素，从而恢复出X。目前这种方法已经在不同系统中利用不同的信道编码方法实现，包括turbo码和LDPC码。在这些编码方案中，选择适当的编码方案可以使压缩率逼近Slepian-Wolf界，值得注意的是X和Y之间的相关性可以看作是一个虚拟的相关信道。如果假设虚拟的相关信道的特性在编码端和译码端已知，那么就可以设计一种码字来逼近Slepian-Wolf界。
[0004]然而大多数实际情况下，编码端不知道X和Y的相关性。例如，在低复杂度的视频编码中利用分布式信源编码方法，可以将其中一帧作为信源X，而将它在译码端的前一帧作为边信息Y。因为视频数据是高度非各态经历的，在编码端数据压缩比不断变化所以没办法预计。在这种情况下，带有反馈的速率自适应编码方案就是一种很好的解决方法。编码端根据所选码字只发送较短的校验子，译码端不断的尝试译码。如果译码端译码成功，那么就将译码成功的信息发送给编码端，收到通知的编码端将继续下一块的编码。如果译码失败，那么编码端会额外增加传送的比特数，即选择传送较长的校验子。这样一直循环进行直到译码端收到的校验子可以成功译码为止。很显然，这种方案有两个条件限制，即需要存在反馈信道并且传递反馈信息的时间要足够短。
[0005]虽然对于传统信道编码和固定速率的LDPC (Low-density Parity-Check)码大大好于Turbo码,但是大多数实际速率自适应的Slepian-Wolf编码方法仍采用Turbo码设计，因为在速率自适应情况下LDPC码的表现仍然弱于Turbo码。Sartipi等人和Varodayan等人是目前采用LDPC码设计实际的速率自适应Slepian-Wolf编码。在文献中，他们采用对称的速率自适应码字设计方案。但是，在他们的方案中，只有当虚拟相关信道的条件差错概率P为定值时才能达到最佳的编码效果。当相关信道的条件差错概率变化后，他们所设计的编码方案就无法达到很好的编码效果。他们采用的LDPC码是在传统信道下固定速率下达到最优化的编码效果，而不是速率自适应的Slepian-Wolf编码。因此，只有一小部分没有速率自适应的压缩比逼近Skpian-Wolf界。根据LDPC码设计最优的速率自适应Slepian-Wolf编码方案，尤其是高速率区域LDPCA码的设计，仍然是个不小的问题。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种非对称结构分布式信源编码系统中针对高压缩率区域设计LDPCA(Low-density Parity-Check Accumulate)码的方法，以提高在高压缩率区域LDPCA码的性倉泛。
[0007]所述LDPCA码的性能就是更加逼近Slepian-wolf界,关于Slepian-wolf界在背景中有交代=Slepian和Wolf在1973年提出了在速率R≥H(X| Y)时可以达到无损压缩，其中H(X|Y)是条件熵，X和Y是离散的。速率域和当边信息Y在编码端已知的情况下是一致的。
[0008]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0009]一种非对称结构分布式信源编码系统中LDPCA码设计方法，设L是原LDPCA码的不同压缩率数量，i代表LDPCA码第i步压缩率，k代表采用新度分布设计的LDPCA码第k步门限压缩率，I代表每一压缩率下传输的比特数，η代表总共的信源数量；其中码长η设定为6336 ;LDPCA码的不同压缩率数量L为66，压缩率从65/66到O ;每一步压缩传送96符号数；
[0010]所述方法的实现过程为:
[0011]步骤A、压缩率从1/L到k/L时,编码端产生积累校验子
【权利要求】
1.一种非对称结构分布式信源编码系统中LDPCA码设计方法，设L是原LDPCA码的不同压缩率数量，i代表LDPCA码第i步压缩率，k代表采用新度分布设计的LDPCA码第k步门限压缩率，I代表每一压缩率下传输的比特数，η代表总共的信源数量；其中码长η设定为6336 ;LDPCA码的不同压缩率数量L为66，压缩率从65/66到O ;每一步压缩传送96符号数； 其特征在于:所述方法的实现过程为: 步骤A、压缩率从1/L到k/L时，编码端产生积累校验子
2.根据权利要求1所述的非对称结构分布式信源编码系统中LDPCA码设计方法，其特征在于，在步骤Β22中，压缩率Rx e [47/66,1]。
【文档编号】H04L1/00GK103888226SQ201410155489
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】于启月, 王柏岩, 孟维晓 申请人:哈尔滨工业大学