[发明专利]一种图像预测压缩编码的传输误码纠错方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理与数据传输领域，具体涉及一种图像预测压缩编码的传输误码纠错方法。

背景技术

数字图像中局部区域像素相关性大，预测编码技术针对这种像素间冗余关系，利用预测器来减小输入图像的图像熵，实现图像信息的数据压缩。由于运算简单，硬件需求较低，能用较简单的结构设计出高效率的压缩编码算法，预测编码技术在大数据量静态图像实时压缩传输处理中应用较广。

图像数据压缩传输过程中由于误码会造成解压数据的错误，所造成的图像损害与图像数据的编码方式有关。当图像数据采取预测编码时，传输数据码流中某一位的误码不仅造成对应像素的灰度信息错误，还会对所有后续码流的解码结果产生影响，这样会形成误码的扩散，使恢复出来的信号面目全非。由于预测编码是对图像进行顺序编码，所以在解码得到图像中，误码扩散会显示在在图像的后半部分。

图像数据压缩在采用一维前值预测时，因为解码是用前面一像素作为预测点，恢复后一像素灰度，当前一像素点错误时，会影响到后一点，逐一传递下去，从而造成差错沿着该行的水平方向扩散，解码后的图像呈现一条撕裂带。当图像数据压缩采用二维预测时，差错会沿着水平方向和垂直方向扩散，解码后的图像呈现一片图像损伤。当图像预测编码压缩采用不等长编码时，误码造成的损害更严重，因为不等长编码会使得差错扩散到以下各行，使以后的各点图像数据发生错误，并使图像数据个数发生错误，影响程度取决于出错像素所在的位置。

在图像预测压缩编码传输过程中，当一组数据码流传输到信宿端后， 检测到其中存在误码位，该误码位之前数据码流对应图像的前半部分可以无错误的解码恢复成图像数据，而该误码位之后的数据码流会因为一个误码而全部出现错误解压。

图像数字通信中，当信道传输误码率超过一定限度，要保障正常通信，必须对误码实施纠错处理，这需要将信息进行一次纠错编码，即在信息码元序列中加入监督码元。监督码根据功能可分为检错和纠错两类，如奇偶校验码可以检测奇数个错误，汉明校验码可以检验和校正错误。常用的一种纠错技术是自动要求重发技术，当收端根据监督码检测到误码时，要求发端重发。另一种自动纠错的监督码，在收端可以自动纠正错误，从而使误码率下降。但是，自动纠错编码的缺点在于往往需要较大的延时、较大的运算量或增加较大的传输负担，这在很大程度上限制了自动纠错编码在有限带宽条件下高速据率实时数据传输中的应用。

星地之间等远距离大数据量静态图像的压缩传输，由于星上资源、传输带宽的限制和数据处理实时性要求，往往不能采用较复杂的纠错编码，也难以要求错误数据重发。因此，在较高信道误码率条件下，若采用预测编码压缩数据传输，会造成难以估计的图像信息损失。

发明内容

本发明提供一种图像预测压缩编码的传输误码纠错方法，解决由于信道误码造成信宿段解码后错误扩散的问题，以减轻了信源端数据处理负担和信道传输压力。

本发明所提供的一种图像预测压缩编码的传输误码纠错方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)图像分块步骤：

在信源端对输入图像，从其左上端开始，按从左至右、从上至下的次序进行分块，得到n个相同大小的图像块，n≥2；

(2)校验编码步骤：

在信源端对每个图像块依次采用预测压缩编码进行信源编码，得到相应的n组数据码流，各组数据码流均由字段构成，每个字段的长度为K+1比特，其中，K比特为本体码，1比特为校验码，7≤K≤31；对各组数据码流按字段进行信道编码，共生成n组信道数据，顺序进行传输；

(3)信道解码步骤：

在信宿端依次对接收的一组信道数据进行信道解码，生成对应的数据码流，将数据码流分为字段，逐字段进行误码判断，确定数据码流内是否存在误码字段，是则标记该误码字段，并进行步骤(4)；否则对数据码流进行信源解码，得到当前无误码解码图像块，转步骤(7)；

(4)试错法解码步骤：

对数据码流中误码字段之前的各字段进行信源解码，得到前半解码图像块，对标记的误码字段，认为只存在一位误码，对K+1位的字段，从第1位开始，依次仅改变字段中的1位，得到K+1种可能字段；对K+1种可能字段以及误码字段后的各字段，进行信源解码，恢复为K+1种可能后半解码图像块，进行步骤(5)；

(5)选择最优纠错图像块步骤：

对所述前半解码图像块提取图像特征、所述K+1种可能后半解码图像块分别提取图像特征，对当前数据码流对应解码图像块的左端相邻解码图像块和上端相邻解码图像块分别提取图像特征；