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随着现代信息技术的飞速发展,人们对高速率、高质量的多媒体业务的需求日益增长。图像作为多媒体业务的主体之一,通常包含海量数据。由于实际无线系统的容量和承载能力有限,因此,图像无法直接通过无线信道进行传输,必须先对其采取信源压缩编码。而且,无线信道又存在阴影衰落、多径效应、噪声及干扰等众多不利因素,导致信道随机错误频繁发生。并且图像数据经过压缩编码后的输出码流,其比特间相关性很小,对信道误码非常敏感。因此,在具有时变误码特性的无线衰落信道中,实现图像数据的有效传输面临着巨大的挑战。
多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术,可以在带宽约束的情况下,有效地提高信道容量和数据传输的有效性。同时,其分集增益能够提高信息传输的可靠性。因此,无论从提高数据传输率还是从保证传输可靠性的角度来说,MIMO技术都十分适宜用于无线图像传输。
此外,面对未来高速宽带多媒体业务的需求,图像压缩技术和MIMO技术的融合也正在加速进行。但是,由于二者在各自的领域已自成系统,融合时难免会产生各种矛盾。鉴于图像压缩编码输出的码流重要性不同的特点,本论文对MIMO信道环境下图像传输中的不等差错保护(Unequal Error Protection,UEP)策略进行了较为深入的研究。具体如下:
(1)分别基于小波和小波包图像压缩技术,利用功率注水算法,动态地为MIMO各子信道分配不同功率,从而为具有不同重要性的压缩码流提供UEP;进一步,在码率限定的情况下,根据联合信源信道编码(Joint source channel coding,JSCC)定理,为信源编码器和信道编码器合理地分配码率,从而为图像编码器输出码流提供UEP;
(2)数字喷泉码是一种新兴的信道编码方案。该编码方案的设计是基于原始信息符号的数量,可以由原始信息生成任意数量的编码信息,码长可以趋于无穷。鉴于传统纠错码的码率限制,用无码率的喷泉码作为信道编码。当接收端接收到足够多的信息时,就能以高概率成功恢复全部原始信息。利用度值分布的特点,通过改变不同码流的选取概率,来完成图像压缩码流的UEP策略。