[发明专利]一种图像抗差错编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及深空图像传输领域中对图像进行抗差错编码的方法以及应用该方法的图像抗差错传输方法。

背景技术

在深空图像传输中，广泛使用差错控制技术，以提高图像数据传输的可靠性，差错控制编码是以增加所传信息的冗余度来换取检错或纠错能力的，即以降低传输的有效性来换取传输的可靠性。深空图像传输中通常采用前向纠错（FEC）编码，包括卷积码、Reed-Solomon（RS）码、级联码、Turbo码、低密度校验（LDPC）码等。

深空图像传输面临着以下几个问题：

(1) 图像数据存储量大；

(2) 通信距离极远导致的通信链路损耗大、时延长；

(3) 外天体的自转和公转导致的链路频繁中断。

通常采用的图像编码过程中对数据是等差错保护编码的，接收端只有收到全部的数据才能恢复出图像的基本信息，对于深空图像数据容量巨大的图像将会大大增加接收端获取图像最基本信息的时间，链路状态随时可能中断，使得接收到的部分数据因为恢复不出基本信息而无任何意义。

另外，通常采用的前向纠错（FEC）编码需要预知信道状态好坏，编码码率固定，不适合深空链路大损耗以及频繁链路中断的特点，而且频繁的反馈确认重传导致巨大的通信时延，浪费稀缺的链路资源。

LT码是喷泉码的第一种实现。其具有无码率的特性，发送端从给定的原始数据包中产生无限长的编码包流，不需要提前确定固定的码率，接收端只要收到稍大于原始数据包个数的编码包即能全部译出原始数据包，特别适合深空通信大损耗、大时延和链路频繁中断的数据文件传输，然而LT码也是对数据进行等差错保护编码。

发明内容

为解决现有的图像编码方法不区分图像所包含的各种数据的重要程度，统一进行等差错编码，发送按照该编码方式生成的编码包，容易造成接收端未接收到重要数据而降低接收端重构的图像的利用价值的技术问题，本发明提供一种图像抗差错编码方法。

本发明提供的图像抗差错编码方法，包括如下步骤：

步骤s01：发送端将原始图像包含的数据按数据传输优先级分为n个数据包，相同优先级的所述数据包组成一个数据子集，形成r个不同传输优先级的所述数据子集：第一优先级数据子集G₁、第二优先级数据子集G₂、……、第r优先级数据子集G_r；第i优先级数据子集G_i包含n_i个数据包，其中，i=1,2,3,……,r；

步骤s02：在所述发送端设定第i个数据窗W_i的被选取概率Γ_i和窗口选取概率分布函数                                                ，第i个数据窗W_i包含第1优先级数据子集G₁中的所述数据包、第二优先级数据子集G₂中的所述数据包、……、第i优先级数据子集G_i中的所述数据包，其中，k为函数的整数型自变量，k=1,2,3,……,r；

步骤s03：所述发送端根据窗口选取概率分布函数随机选取一个数据窗，假设被选取的数据窗为第m个数据窗W_m，其中，m=1,2,3,……,r中任意一个；

步骤s04：所述发送端对第m个数据窗W_m以预设的度分布函数进行LT码编码，生成一个编码包，其中，为预设的第m个数据窗W_m中度j被选中的概率，；

步骤s05：重复执行步骤s03。

进一步的，步骤s01包括：

子步骤s011：将所述原始图像进行p级小波变换行成3p+1个频率子带；

子步骤s012：对每个所述图像频率子带进行分块处理，每个所述频率子带划分成q个数据块；

子步骤s013：每个所述数据块中包含的数据作为一个所述数据包，按所述频率子带的传输优先级将所述数据包分别组成不同传输优先级的若干所述数据子集；其中，p、q为正整数。

更进一步的，子步骤s013中：将经小波变换后得到的3p+1个所述频率子带中频率最低的所述频率子带经分块处理后形成的q个所述数据块所对应的q个所述数据包组成第一优先级数据子集，其余3p个频率子带经分块处理后形成的3pq个所述数据块所对应的3qp个所述数据包组成第二优先级数据子集。