基于LDGM码的有损源编码的实现

【摘要】: 有损源编码是基于Shannon的第三定理信源编码都有什么，是源编码领域的研究热点之一. 量化技术是有损源编码的常见方法. 目前，现有的量化算法已经不能满足编码复杂度低，速率失真性能好的要求. 低密度发生器矩阵码具有编码和解码复杂度低的优点，因此对于基于LDGM码的量化方法的研究具有重要的理论意义和实用价值. 在分析LDGM码发生器矩阵构造和LDGM量化原理的基础上，本文采用三种算法实现了基于LDGM码的源压缩，并测试了该算法的码率失真性能. 本文的具体研究内容如下: （1）为了获得优良的LDGM码，采用PEG构造方法实现不规则LDGM码的生成矩阵构造. 本文将行和列的数目以及生成的矩阵的度分布作为PEG算法的输入，并通过增加与之对应的因子图中环的长度来增加节点之间传递的信息的统计独立性. 生成矩阵，从而确保编码性别的准确性. （2）设计了基于LDGM码的量化系统模型. 在系统的LDGM压缩模块中，使用消息传递提取算法，置信度传递软抽取算法和偏差传递（Bias Propagation，BiP）算法来实现源序列到压缩序列的映射. （3）构造随机序列以测试算法的速率失真性能. 首先，测试了BiP算法的各种参数对算法误码率的影响，并获得了参数的最优值. 当获得参数的最优值时，将BiP算法与消息传递提取算法信源编码都有什么，置信度传递软提取算法和Shannon极限进行比较. 实验结果表明，当源长度为10000时，BiP算法的比特误码率比消息传递提取算法的误码率高0.0002，比置信度交付软提取算法的误码率仅0.006低0.0035. 小于香农限制. . 当源长度为5000和2000时，BiP算法的误码率分别与Shannon限制相差0.007和0.0112. 以上实验结果表明，BiP算法具有良好的速率失真性能.

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