本文關鍵詞：基于系統(tǒng)Raptor編碼的深空圖像傳輸方案研究

  更多相關文章： 深空通信 圖像傳輸 系統(tǒng)Raptor編碼 小波變換 非等差錯保護

【摘要】：深空探測中獲取的圖像信息極為重要,是人類對深空探測任務目標進行認知的最直觀數據。但是,由于深空通信的距離極遠,深空信道衰落極為嚴重,數據的接收時延極大,現階段深空圖像傳輸所使用的反饋重傳機制無法實現高效可靠傳輸。數字噴泉碼作為一種新型的應用層前向分組糾刪技術,利用其無碼率和反饋次數少的特點,非常適用于長時延、大損耗的深空通信場景下的流媒體傳輸。本文基于現有深空圖像數據處理的小波變換機制,通過引入3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)系統(tǒng)Raptor編碼對小波變換后的圖像基頻分量提供重點保護,基于3GPP系統(tǒng)Raptor編碼的非等差錯保護算法,提高深空圖像在信道質量較差時的傳輸效率,主要研究工作分為以下三個方面:首先,從選擇權重角度提出一種適用于深空信道圖像傳輸的非等差錯保護編碼算法。該方案設計了針對小波變換后的基頻重要數據的短交織LT編碼,然后再級聯進行3GPP-系統(tǒng)Raptor編碼,獲得了具有非等差錯保護特性的短交織系統(tǒng)Raptor編碼方案SISR(Short Intertwined Systematic Raptor)。驗證分析了SISR編碼方案的不等保護能力,綜合考察了編譯碼復雜度和開銷、PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)性能增益等指標,并與相關算法對比,最后探索了SISR算法的參數優(yōu)化。其次,從對信源數據包參與編碼的次數角度提出一種適用于深空信道圖像傳輸的非等差錯保護編碼方案。該方案運用擴展窗保護算法對重要編碼符號參與編碼的概率進行了提升,并利用與或樹分析,驗證其性能理論上界。通過仿真實驗,觀察不同原始符號的恢復概率、不同信道條件下圖像的恢復性能。與SISR算法比較,分析兩種算法各自特點,進而優(yōu)化深空圖像傳輸算法方案。最后,在課題組現有的深空文件傳輸仿真平臺上實現了本文研究的非等保護編碼算法,獲得了兩種算法在現有深空通信傳輸協(xié)議體系下的實際性能,并為未來進一步改進深空文件傳輸協(xié)議的圖像非等保護傳輸機制,提供了有益的參考。
【關鍵詞】：深空通信 圖像傳輸 系統(tǒng)Raptor編碼 小波變換 非等差錯保護
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景9-11
• 1.1.1 深空探測與深空通信9-10
• 1.1.2 深空圖像傳輸發(fā)展10-11
• 1.2 研究目的及意義11
• 1.3 國內外研究現狀分析11-14
• 1.3.1 噴泉碼研究現狀分析11-13
• 1.3.2 噴泉碼非等差錯保護技術發(fā)展13-14
• 1.4 本文的主要內容和結構14-16
• 第2章 深空圖像傳輸系統(tǒng)方案設計16-29
• 2.1 引言16-17
• 2.2 系統(tǒng)架構17-19
• 2.3 圖像小波變換分層19-24
• 2.4 系統(tǒng)Raptor編碼24-27
• 2.5 本章小結27-29
• 第3章 短交織非等差錯保護設計29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 短交織系統(tǒng)Raptor碼29-31
• 3.3 短交織度分布設計31-33
• 3.4 圖像恢復性能分析33-35
• 3.5 仿真實驗35-42
• 3.6 本章小結42-43
• 第4章 擴展窗 3GPP-系統(tǒng)Raptor編碼保護算法43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 噴泉編碼擴展窗保護43-45
• 4.3 與或樹法分析擴展窗編碼45-46
• 4.4 仿真實驗46-50
• 4.5 本章小結50-51
• 第5章 深空仿真平臺的算法實現51-59
• 5.1 引言51
• 5.2 深空仿真平臺綜述51-54
• 5.3 深空仿真平臺編碼模塊54-55
• 5.4 編碼算法平臺仿真結果55-57
• 5.5 本章小結57-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果65-67
• 致謝67

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