[發(fā)明專利]一種圖像抗差錯(cuò)編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310179435.2
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103248897A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志華;張欽宇;焦健;王斌;顧術(shù)實(shí)
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04L1/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 韓英杰;許建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深空圖像傳輸領(lǐng)域中對圖像進(jìn)行抗差錯(cuò)編碼的方法以及應(yīng)用該方法的圖像抗差錯(cuò)傳輸方法。

背景技術(shù)

在深空圖像傳輸中，廣泛使用差錯(cuò)控制技術(shù)，以提高圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕铄e(cuò)控制編碼是以增加所傳信息的冗余度來換取檢錯(cuò)或糾錯(cuò)能力的，即以降低傳輸?shù)挠行詠頁Q取傳輸?shù)目煽啃浴Ｉ羁請D像傳輸中通常采用前向糾錯(cuò)（FEC）編碼，包括卷積碼、Reed-Solomon（RS）碼、級聯(lián)碼、Turbo碼、低密度校驗(yàn)（LDPC）碼等。

深空圖像傳輸面臨著以下幾個(gè)問題：

(1)?圖像數(shù)據(jù)存儲量大；

(2)?通信距離極遠(yuǎn)導(dǎo)致的通信鏈路損耗大、時(shí)延長；

(3)?外天體的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)導(dǎo)致的鏈路頻繁中斷。

通常采用的圖像編碼過程中對數(shù)據(jù)是等差錯(cuò)保護(hù)編碼的，接收端只有收到全部的數(shù)據(jù)才能恢復(fù)出圖像的基本信息，對于深空圖像數(shù)據(jù)容量巨大的圖像將會大大增加接收端獲取圖像最基本信息的時(shí)間，鏈路狀態(tài)隨時(shí)可能中斷，使得接收到的部分?jǐn)?shù)據(jù)因?yàn)榛謴?fù)不出基本信息而無任何意義。

另外，通常采用的前向糾錯(cuò)（FEC）編碼需要預(yù)知信道狀態(tài)好壞，編碼碼率固定，不適合深空鏈路大損耗以及頻繁鏈路中斷的特點(diǎn)，而且頻繁的反饋確認(rèn)重傳導(dǎo)致巨大的通信時(shí)延，浪費(fèi)稀缺的鏈路資源。

LT碼是噴泉碼的第一種實(shí)現(xiàn)。其具有無碼率的特性，發(fā)送端從給定的原始數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生無限長的編碼包流，不需要提前確定固定的碼率，接收端只要收到稍大于原始數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的編碼包即能全部譯出原始數(shù)據(jù)包，特別適合深空通信大損耗、大時(shí)延和鏈路頻繁中斷的數(shù)據(jù)文件傳輸，然而LT碼也是對數(shù)據(jù)進(jìn)行等差錯(cuò)保護(hù)編碼。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的圖像編碼方法不區(qū)分圖像所包含的各種數(shù)據(jù)的重要程度，統(tǒng)一進(jìn)行等差錯(cuò)編碼，發(fā)送按照該編碼方式生成的編碼包，容易造成接收端未接收到重要數(shù)據(jù)而降低接收端重構(gòu)的圖像的利用價(jià)值的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種圖像抗差錯(cuò)編碼方法。

本發(fā)明提供的圖像抗差錯(cuò)編碼方法，包括如下步驟：

步驟s01：發(fā)送端將原始圖像包含的數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級分為n個(gè)數(shù)據(jù)包，相同優(yōu)先級的所述數(shù)據(jù)包組成一個(gè)數(shù)據(jù)子集，形成r個(gè)不同傳輸優(yōu)先級的所述數(shù)據(jù)子集：第一優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集G₁、第二優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集G₂、……、第r優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集G_r；第i優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集G_i包含n_i個(gè)數(shù)據(jù)包，其中，i=1,2,3,……,r；

步驟s02：在所述發(fā)送端設(shè)定第i個(gè)數(shù)據(jù)窗W_i的被選取概率Γ_i和窗口選取概率分布函數(shù)????????????????????????????????????????????????，第i個(gè)數(shù)據(jù)窗W_i包含第1優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集G₁中的所述數(shù)據(jù)包、第二優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集G₂中的所述數(shù)據(jù)包、……、第i優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集G_i中的所述數(shù)據(jù)包，其中，k為函數(shù)的整數(shù)型自變量，k=1,2,3,……,r；

步驟s03：所述發(fā)送端根據(jù)窗口選取概率分布函數(shù)隨機(jī)選取一個(gè)數(shù)據(jù)窗，假設(shè)被選取的數(shù)據(jù)窗為第m個(gè)數(shù)據(jù)窗W_m，其中，m=1,2,3,……,r中任意一個(gè)；

步驟s04：所述發(fā)送端對第m個(gè)數(shù)據(jù)窗W_m以預(yù)設(shè)的度分布函數(shù)進(jìn)行LT碼編碼，生成一個(gè)編碼包，其中，為預(yù)設(shè)的第m個(gè)數(shù)據(jù)窗W_m中度j被選中的概率，；

步驟s05：重復(fù)執(zhí)行步驟s03。

進(jìn)一步的，步驟s01包括：

子步驟s011：將所述原始圖像進(jìn)行p級小波變換行成3p+1個(gè)頻率子帶；

子步驟s012：對每個(gè)所述圖像頻率子帶進(jìn)行分塊處理，每個(gè)所述頻率子帶劃分成q個(gè)數(shù)據(jù)塊；

子步驟s013：每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊中包含的數(shù)據(jù)作為一個(gè)所述數(shù)據(jù)包，按所述頻率子帶的傳輸優(yōu)先級將所述數(shù)據(jù)包分別組成不同傳輸優(yōu)先級的若干所述數(shù)據(jù)子集；其中，p、q為正整數(shù)。

更進(jìn)一步的，子步驟s013中：將經(jīng)小波變換后得到的3p+1個(gè)所述頻率子帶中頻率最低的所述頻率子帶經(jīng)分塊處理后形成的q個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對應(yīng)的q個(gè)所述數(shù)據(jù)包組成第一優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集，其余3p個(gè)頻率子帶經(jīng)分塊處理后形成的3pq個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對應(yīng)的3qp個(gè)所述數(shù)據(jù)包組成第二優(yōu)先級數(shù)據(jù)子集。