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随着空间探测技术的进步,尤其是空间通信技术的迅速发展,空间图像、视频等多媒体传输已逐渐成为一个重要的研究课题。空间数据系统咨询委员会(CCSDS,Consultative Committee of Space Data Systems)于2006年制定了基于小波变换的图像数据压缩标准(IDC,Image Data Compression),该算法编码效率高,编码复杂度低,能够提供良好的质量可控性。空间通信具有传输距离远,环境复杂,存在可变时延,传输错误率高、空间网络异构,资源和星载设备处理能力有限等特点。因此,迫切需要研究高效可靠的编解码技术以提高空间数据的传输质量。
近年来,联合信源信道编解码技术受到人们的日益关注。国内外已有很多研究者利用该技术对图像、视频等多媒体传输做了相关研究,并证明了将信源编码与信道编码联合设计要比传统的将最优的信源编码方案与最优的信道编码方案相级联独立设计的方法更加有效。基于以上考虑,本文选择面向空间通信的联合信源信道编解码方法作为研究课题。
本文首先介绍了联合信源信道编解码方法的理论基础,分析和讨论了其主要实现方法及其在多媒体传输中的应用。随后,本文介绍了空间通信基本概况,并重点介绍了空间图像编码尤其是CCSDS IDC图像数据压缩标准,明确了空间图像传输所面临的问题。在此基础上,本文重点研究了应用于空间图像传输的联合信源信道编解码方法,并基于CCSDS IDC标准提出了一种面向空间通信不平等差错保护的联合信源信道编解码方法。
本文工作和创新点如下:
1、深入研究了联合信源信道编解码技术基本原理及主要实现方法,并分析了联合信源信道编解码方法在图像、视频传输中的应用;
2、研究了空间图像数据压缩编码标准CCSDS IDC,通过实验分析了其编码原理及编码特点,针对空间通信特点,明确了空间图像传输要求;
3、重点研究了应用于空间图像传输的联合信源信道编解码方法。针对CCSDS IDC标准中直流系数是影响图像质量的重要系数的特性,提出了一种面向空间通信不平等差错保护的联合信源信道编解码方法。仿真实验结果表明,该方法能够进一步提高码流的抗差错性能,改善图像传输质量。