[发明专利]基于变长码与算术码的联合信源信道解码方法

摘要

本发明公开了基于变长码与算术码的联合信源信道解码方法，适用于目前已被广泛使用的视频编码标准H.264视频传输，同时也适用于新一代压缩标准HEVC视频传输，以及JPEG2000的图像传输，考虑到H.264，HEVC及JPEG2000的熵编码特性，本发明主要包括两个模块，联合信源信道算术解码器及联合信源信道变长码解码器。联合信源信道算术码解码器输出的软解码信息可以作为联合信源信道变长码解码器的软输入信息，经过进一步的联合变长码格状图搜索来获得最佳的解码符号序列。同时在联合信源信道算术码解码器部分可以利用变长码的码字结构信息来删除无效搜索路径，提高解码性能，该方法计算复杂度低，延时小，适用于实际的视频及图像传输系统。

主权项

1.基于变长码与算术码的联合信源信道解码方法，包括对长度为N的信源符号序列a＝{a₁，a₂，...a_i，...a_N}经过CABAC的二值化编码器做二值化编码，输出长度为S的二进制序列b＝{b₁，b₂，...b_S}；对所述二进制序列经过CABAC的二值算术码编码器进行二值算术码编码，输出长度为M的二进制序列x＝{x₁，x₂，...x_M}，经过二进制相移键控BPSK调制及信道编码成序列y＝{y₁，y₂，...y_N}后送入噪声信道；在接收端收到序列后经过信道解码得到输出信息所述序列为序列y＝{y₁，y₂，...y_N}经过噪声信道得到的序列；所述为x序列经噪声信道得到的序列；其特征在于，包括如下步骤：11)在联合信源信道算术码解码器通过公式(a)、公式(b)和公式(c)计算输出序列的似然比LLR(x_i)，进而根据x_i与b_i是一一映射的关系，得到αi=αi-1+γiα0(0)=0i=1,2,...M---(a)]]>βi-1=lnΣσiexp(γi+βi),BS=Πi=0M-1lnP(xi)i=1,2,...M---(b)]]>LLR(xi)=ln[Σ(σi-1,σi);xi=1exp(αi-1+λi+βi)Σ(σi-1,σi);xi=0exp(αi-1+λi+βi)]---(c)]]>所述α_i＝ln A_i，β_i＝ln B_i，所述σ_i表示二叉树中的每一个状态节点的解码状态；所述A_i-1为前向递推；Gi(σi-1,σi)=P{σi,x^i/σi-1},]]>G_i为σ_i-1→σ_i的分支转移概率；Bi(σi)=P{x^i+1(M)/σi},]]>B_i为后向递推12)联合信源信道算术码解码采用广度优先的M堆栈算法来搜索最佳路径，在每个搜索深度i，根据公式(a)只保留N个具有最大度量的状态节点用于后续扩展，而每一个状态节点的扩展有两条路径，一个为0，另一个为1；在扩展路径时检测当前的解码路径上的输出序列是否是合法的后续变长码解码器的变长码码字，若不是，则删除当前路径，当搜索深度达到二值序列的长度时搜索结束，选择度量值最大的路径后向逐步递推就可以得到最优估计序列；13)将经过步骤11)和步骤12)的输出结果输入到联合信源信道变长码解码器，在所述联合信源信道变长码解码器中通过公式(d)和公式(e)来计算路径度量值；P(bk~=l)=exp(LLR(bk~))1+exp(L(bk~))ifl=011+exp(LLR(bk~))ifl=1---(d)]]>logP(B|B~)=Σi=0S-1[(Σj=1iUlogP(bij~|bij))+logP(bi|bi-1)+V(bi~)log2]---(e)]]>14)在联合信源信道变长码解码器中采用格状图搜索方式来计算解码的最佳路径，在格状图中在每一个比特解码时刻，将所有有效路径按度量公式(e)值进行排序，只保留度量值最大的K条路径，当解码深度等于接收到的比特序列的长度时，比较当前所有存留的路径，具有最大的路径度量值且其输出的解码符号数符合编码符号数的那条路径就可以认为是最优路径，该路径通过后向递推可获得输出解码符号序列。