[發明專利]基于變長碼與算術碼的聯合信源信道解碼方法

有效

• 申請號: 201210122325.8
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102655589A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 王粵;王嘉煒
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04N7/24
• 分類號: H04N7/24;H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 江助菊

技術領域

本發明涉及一種視頻，圖像通信技術領域的方法，尤其涉及基于變長碼與算術碼的聯合信源信道解碼方法。

背景技術

在傳統的通信系統中，信源編碼和信道編碼都是分別進行的。這種設計原則是基于香農的信源信道分離理論。但是在實際系統中，尤其是在多媒體傳輸系統中，由于延遲和復雜度的限制，分離系統并不能保證系統的最優。于是，為了提高系統性能，人們把目光集中到了信源信道聯合編解碼。

近年來視頻壓縮標準H.264得到了廣泛的應用，新一代視頻壓縮技術HEVC的標準也正在制定當中，它們的熵編碼都是基于上下文的算術碼CABAC。由于CABAC良好的壓縮性能，為H.264及H.265增色不少。但是CABAC由于其壓縮性能較高，相反冗余信息就存留較少，對誤碼很敏感。解碼一旦出現錯誤比特就會很快地誤碼擴散，導致重建視頻質量的嚴重下降。因此，在誤碼環境下，如何來提高CABAC的誤碼抵抗能力就是一個亟待解決的問題。為了能在誤碼環境下提供較好的性能，H.264標準也提出了不少在編碼層提高視頻解碼魯棒性的方法。雖然這些誤碼抵抗的方法能在編碼層將誤碼擴散限制在較小的時域或空域內，但是他們無法糾正傳輸錯誤，特別是當信道噪聲很大的情況下，解碼器可能會產生很多錯誤，嚴重降低重建視頻的質量。

CABAC的壓縮有兩個步驟，第一步把待壓縮符號先二值化，二值化采用的方式有一元編碼，截短的一元編碼，k階Exp-Golomb編碼等方式，符號序列在二值化之后才送入基于上下文的二值算術碼(CABAC)編碼器，經二值算術碼編碼之后的比特序列經調制被送上噪聲信道，在接收端，Salma?Ben等人在《IEEEtrans?on?communication》(IEEE通信匯刊)，2009，57卷7期，pp.2014-2023上發表了題為“improved?sequential?MAP?estimation?of?CABAC?encoded?data?with?objective?adjustment?of?the?complexity/efficiency?tradeoff”，該文設計了基于CABAC二值算數碼部分的基于最大后驗概率(MAP)的聯合信源信道解碼器，但她沒有考慮將聯合解碼的策略應用到反二值化處理器，其結果是，一旦從CABAC的算術碼聯合解碼器來的數據中有錯誤，用普通的反二值化處理器解碼符號序列時就會誤碼擴散，造成嚴重錯誤。實際上目前較常用的視頻標準H.264，HEVC，以及圖像壓縮標準JPEG2000都在做算數編碼之前先將待壓縮的符號序列轉換成二進制序列然后再做二值算術碼編碼，而這個二進制序列的轉換就是一個變長碼編碼的過程，目前的聯合算數碼解碼都是只考慮了算數碼聯合解碼的部分，而在視頻及圖像處理中通常在算數碼解碼之后還要經過變長碼解碼的這個過程都未涉及。由此，我們想到要設計適用于視頻和圖像傳輸的基于變長碼和算數碼的聯合信源信道解碼器，將變長碼的聯合解碼部分也同時考慮進來，以此進一步提高聯合解碼的性能，同時也使其能應用到實際的傳輸系統中去。

發明內容

針對上述技術缺陷，本發明提出基于變長碼與算術碼的聯合信源信道解碼方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

基于變長碼與算術碼的聯合信源信道解碼方法，包括對長度為N的信源符號序列a＝{a₁，a₂，...a_i，...a_N}經過CABAC的二值化編碼器做二值化編碼，輸出長度為S的二進制序列b＝{b₁，b₂，...b_S}；對所述二進制序列經過CABAC的二值算術碼編碼器進行二值算術碼編碼，輸出長度為M的二進制序列x＝{x₁，x₂，...x_M}，經過二進制相移鍵控BPSK調制及信道編碼成序列y＝{y₁，y₂，...y_N}后送入噪聲信道；

在接收端收到序列后經過信道解碼得到輸出信息

所述序列為序列y＝{y₁，y₂，...y_N}經過噪聲信道得到的序列；

所述為x序列經噪聲信道得到的序列；

包括如下步驟：