[發明專利]一種模擬編碼中基于最大后驗概率的譯碼方法

在審

• 申請號: 201711190617.4
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108111255A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 吳俊;譚彬;張冬冬;王睿;劉典
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04N19/177;H04N19/625;H04N19/176;H04N19/89
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種模擬編碼中基于最大后驗概率的譯碼方法，包括：S1、發送端將經過模擬編碼后的信號和塊方差通過引入設定混沌函數偽模擬傳輸SoftCast發送到接收端；S2、對接收到的模擬信號的噪聲建模為高斯噪聲，得到等效建模的待解碼信號；S3、計算編碼增益；S4、利用設定的混沌函數和MAP譯碼器高斯分布函數的閉合表達式，得到1/2模擬編碼和1/3模擬編碼的MAP解碼閉合表達式；S5、DCT系數矩陣經過IDCT重建得到帶噪編碼符號的解碼輸出。與現有技術相比，本發明充分利用信源的先驗概率分布信息和已知的接收數據，同時平衡性能和計算復雜度，在實際系統中具有易于使用的優點。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其是涉及一種模擬編碼中基于最大后驗概率的譯碼方法。

背景技術

目前基于數字傳輸的分層編碼技術雖然能夠實現接收質量的可伸縮性，但還是無法完全避免懸崖效應，只是將其轉化成了階梯效應。究其原因，無線數字傳輸的核心技術是編碼，輸入的信源首先通過變換、量化和熵編碼等信源編碼技術進行壓縮去除冗余，壓縮后的信源對傳輸誤差非常敏感，一個比特的錯誤經常會造成大量數據不可解碼，因此壓縮后的信源要通過信道編碼引入冗余進行保護。

面對日益突出的數字無線傳輸問題，考慮到用戶對接收的圖像視頻等具有一定的失真容忍度，近年來興起了無編碼傳輸技術，可以解決多播、廣播的異構性問題，實現用戶接收質量的無縫伸縮性。在數字傳輸中，信道編碼(如Turbo碼和LDPC碼)主要是對二值輸入進行編碼，其編碼的結果也是二值的。然而在偽模擬信道編碼中，輸入是圖像視頻的像素值或變換系數，這種針對多值圖像視頻輸入的高效偽模擬信道編碼以及譯碼算法目前依然是研究的難點。

衡量模擬編碼方案的解碼性能實質上是基于接收數據對目標數據進行正確估計。與使用量化和數字糾錯碼的傳統數字通信系統相比，誤碼率不再適用于模擬編碼系統，均方誤差是一個廣泛使用的度量。目前基于已有的混沌函數的模擬編碼普遍采用最大似然(ML)和最小均方誤差(Minimum Mean Square Error，MMSE)的解碼算法。ML譯碼算法在均方誤差性能的意義上不是最優的，因此它的性能有待提高。最小均方誤差的優化目標是為了使基于接收數據的估計值和目標數據的均方誤差最小化，但該算法涉及高度非線性數值計算，例如Q函數，在實際系統中使用時由于算法復雜度太高往往難以實現。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種模擬編碼中基于最大后驗概率的譯碼方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種模擬編碼中基于最大后驗概率的譯碼方法，包括以下步驟：

S1、發送端將經過模擬編碼后的信號和元數據形式的GOP分塊方差通過引入設定混沌函數的偽模擬傳輸SoftCast發送到接收端；

S2、對接收到的模擬信號的噪聲建模為高斯噪聲，得到等效建模的待解碼信號；

S3、計算編碼增益；

S4、利用設定的混沌函數和MAP譯碼器高斯分布函數的閉合表達式，得到1/2模擬編碼和1/3模擬編碼的MAP解碼閉合表達式；

S5、通過MAP解碼閉合表達式得到DCT系數矩陣，經過IDCT重建得到帶噪編碼符號的解碼輸出。

優選的，所述步驟S1中經過模擬編碼后的信號還需要進行功率縮放。

優選的，所述步驟S2具體包括：

S21、接收端從所接收的GOP分塊方差的元數據恢復協方差矩陣并計算功率縮放因子，通過線性最小二乘估計器處理接收的待解碼信號；