[发明专利]一种基于分布式算术编码的隐马尔科夫相关信源编码方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式算术编码领域，尤其涉及一种基于分布式算术编码的隐马尔科夫相关信源编码方法。 

背景技术

分布式算术编码(Distributed Arithmetic Coding，DAC)可以有效地应用于斯理篇-伍夫编码，特别是对于短数据块。最近，一些基于熵编码的SWC技术被提出，比如分布式算术编码(Distributed Arithmetic Coding，DAC)和重叠的准算术编码(Overlapped Quasi-Arithmetic，OQAC)，这些技术可以看做是经典算术编码(Arithmetic CodingAC)的扩展，其原理是允许码率概率区间的重叠以实现在码率H(X|Y)≤R＜H(x)的条件下编码信源X。引入重叠区域后，将产生一个较大的最终区间和一个较短的码字。然而，同时解码端将存在有歧义的码字。一个软连接解码器利用边信息Y来解码X。之后，研究者提出了时间共享DAC(time-shared DAC，TS-DAC)以解决对称的SWC问题。为了实现率增量SWC，研究者提出了率自适应DAC。 

发明内容

本发明提供了一种基于分布式算术编码的隐马尔科夫相关信源编码方法，旨在解决现有基于熵编码的SWC技术，重叠区域后，解码端将存在有歧义的码字和SWC对称的问题。 

本发明的目的在于提供一种基于分布式算术编码的隐马尔科夫相关信源编码方法，所述基于分布式算术编码的隐马尔科夫相关信源编码方法包括以下步 骤： 

产生信源； 

对隐马尔科夫相关信源编码； 

利用前向算法进行的解码。 

进一步、所述产生信源的步骤为： 

读取HMM文件，确定隐马尔科夫模型； 

应用隐马尔科夫模型计算观察值序列O； 

根据偏差概率p，生成信源X； 

将信源X与观察值序列O进行异或运算，生成边信息Y。 

进一步、所述对隐马尔科夫相关信源编码步骤为： 

设p是二元信源X的偏差概率，即p＝P(x_t＝1)，在经典的算术编码中，信源符号x_t被迭代的映射到[0，1)的子区间中，这个子区间的长度与(1-p)和p成比例，在分布式算术编码中，分配的子区间会有重叠，即符号x_t＝0和x_t＝1分别对应于区间[0，(1-p)^γ)和[1-p^γ，1)，定义low和high表示编码区间，range表示整个区间长度，half_range表示区间的一半，first_quarter表示整个区间的四分之一大小，third_quarter表示整个区间的四分之三大小。 

进一步、所述对隐马尔科夫相关信源编码还包括具体的区间放大操作 

当high＜half_range时，这时子区间完全处在上半区，该区间的上下端点的最高有效位都是0，输出相同的最高有效位0，然后将区间的上界和下界分别扩大2倍，即：low＝2*low，high＝2*high； 

当low＞half_range时，这时子区间完全处在下半区，该区间的上下端点的最高有效位都是1，此时输出相同的最高有效位1，然后将区间的上界和下界分别扩大，即：low＝2*(low-half_range)，high＝2*(high-half_range)； 

当first_quarter≤low≤high≤third_quarter，如果还是按照上述的方法对low和high进行更新，由于子区间不断缩小，所以子区间总是会处在first_quarter≤low≤high≤third_quarter这个区间里，而始终没有相同的最高比特位 可以输出，所以在这种情况下就用新的方法进行子区间更新：low＝2*(low-first_quarter)，high＝2*(high-first_quarter)+1。 

进一步、所述利用前向算法进行的解码步骤为：