Published May 24, 2012
| Version v1
Publication
Open
Joint source/channel iterative arithmetic decoding with JPEG 2000 image transmission application
- 1. National Engineering School of Tunis
- 2. French National Centre for Scientific Research
- 3. Université de Bretagne Occidentale
- 4. Institut Mines-Télécom
- 5. Laboratoire des Sciences et Techniques de l'Information de la Communication et de la Connaissance
- 6. European University of Brittany
Description
Abstract Motivated by recent results in Joint Source/Channel coding and decoding, we consider the decoding problem of Arithmetic Codes (AC). In fact, in this article we provide different approaches which allow one to unify the arithmetic decoding and error correction tasks. A novel length-constrained arithmetic decoding algorithm based on Maximum A Posteriori sequence estimation is proposed. The latter is based on soft-input decoding using a priori knowledge of the source-symbol sequence and the compressed bit-stream lengths. Performance in the case of transmission over an Additive White Gaussian Noise channel is evaluated in terms of Packet Error Rate. Simulation results show that the proposed decoding algorithm leads to significant performance gain while exhibiting very low complexity. The proposed soft input arithmetic decoder can also generate additional information regarding the reliability of the compressed bit-stream components. We consider the serial concatenation of the AC with a Recursive Systematic Convolutional Code, and perform iterative decoding. We show that, compared to tandem and to trellis-based Soft-Input Soft-Output decoding schemes, the proposed decoder exhibits the best performance/complexity tradeoff. Finally, the practical relevance of the presented iterative decoding system is validated under an image transmission scheme based on the JPEG 2000 standard and excellent results in terms of decoded image quality are obtained.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نبذة مختصرة بدافع من النتائج الأخيرة في ترميز المصدر المشترك/القناة وفك التشفير، نعتبر مشكلة فك الرموز الحسابية (AC). في الواقع، نقدم في هذه المقالة مناهج مختلفة تسمح للمرء بتوحيد مهام فك التشفير الحسابي وتصحيح الأخطاء. تم اقتراح خوارزمية حسابية جديدة مقيدة الطول لفك التشفير بناءً على تقدير تسلسل الحد الأقصى أ اللاحق. يعتمد هذا الأخير على فك تشفير المدخلات الناعمة باستخدام معرفة مسبقة بتسلسل رمز المصدر وأطوال تيار البت المضغوط. يتم تقييم الأداء في حالة الإرسال عبر قناة الضوضاء الغاوسية البيضاء المضافة من حيث معدل خطأ الحزمة. تظهر نتائج المحاكاة أن خوارزمية فك التشفير المقترحة تؤدي إلى مكاسب كبيرة في الأداء مع إظهار تعقيد منخفض للغاية. يمكن أن يولد جهاز فك الترميز الحسابي للإدخال الناعم المقترح أيضًا معلومات إضافية تتعلق بموثوقية مكونات تيار البت المضغوط. نحن نعتبر التسلسل التسلسلي للمكيف مع رمز تصوري منتظم متكرر، ونقوم بفك التشفير التكراري. نظهر أنه بالمقارنة مع مخططات فك تشفير المخرجات الناعمة ذات المدخلات الناعمة القائمة على التعريشة، فإن وحدة فك التشفير المقترحة تعرض أفضل مقايضة للأداء/التعقيد. أخيرًا، يتم التحقق من الأهمية العملية لنظام فك التشفير التكراري المقدم بموجب مخطط نقل الصور بناءً على معيار JPEG 2000 ويتم الحصول على نتائج ممتازة من حيث جودة الصورة التي تم فك تشفيرها.Translated Description (French)
Résumé Motivés par des résultats récents en codage et décodage Joint Source/Canal, nous considérons le problème de décodage des Codes Arithmétiques (CA). En fait, dans cet article, nous fournissons différentes approches qui permettent d'unifier les tâches de décodage arithmétique et de correction d'erreurs. Un nouvel algorithme de décodage arithmétique à longueur limitée basé sur l'estimation de la séquence Maximum A Posteriori est proposé. Ce dernier est basé sur un décodage à entrée souple utilisant une connaissance a priori de la séquence source-symbole et des longueurs de flux binaire compressées. Les performances dans le cas d'une transmission sur un canal de bruit gaussien blanc additif sont évaluées en termes de taux d'erreur de paquet. Les résultats de simulation montrent que l'algorithme de décodage proposé conduit à un gain de performance significatif tout en présentant une très faible complexité. Le décodeur arithmétique à entrée souple proposé peut également générer des informations supplémentaires concernant la fiabilité des composants de flux binaire compressés. Nous considérons la concaténation sérielle du CA avec un code convolutif systématique récursif, et effectuons un décodage itératif. Nous montrons que, par rapport au tandem et aux schémas de décodage Soft-Input Soft-Output en treillis, le décodeur proposé présente le meilleur compromis performance/complexité. Enfin, la pertinence pratique du système de décodage itératif présenté est validée sous un schéma de transmission d'image basé sur la norme JPEG 2000 et d'excellents résultats en termes de qualité d'image décodée sont obtenus.Translated Description (Spanish)
Resumen Motivados por los resultados recientes en la codificación y decodificación conjunta de fuentes/canales, consideramos el problema de la decodificación de códigos aritméticos (AC). De hecho, en este artículo proporcionamos diferentes enfoques que permiten unificar las tareas de decodificación aritmética y corrección de errores. Se propone un nuevo algoritmo de decodificación aritmética de longitud restringida basado en la estimación de la secuencia Maximum A Posteriori. Este último se basa en la decodificación de entrada suave utilizando un conocimiento a priori de la secuencia de símbolos fuente y las longitudes del flujo de bits comprimido. El rendimiento en el caso de la transmisión a través de un canal de ruido gaussiano blanco aditivo se evalúa en términos de tasa de errores de paquetes. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo de decodificación propuesto conduce a una ganancia de rendimiento significativa mientras exhibe una complejidad muy baja. El decodificador aritmético de entrada suave propuesto también puede generar información adicional con respecto a la fiabilidad de los componentes del flujo de bits comprimido. Consideramos la concatenación en serie del AC con un Código Convolucional Sistemático Recursivo, y realizamos decodificación iterativa. Mostramos que, en comparación con los esquemas de decodificación Soft-Input Soft-Output basados en tándem y en enrejado, el decodificador propuesto presenta la mejor relación rendimiento/complejidad. Finalmente, se valida la relevancia práctica del sistema de decodificación iterativa presentado bajo un esquema de transmisión de imágenes basado en el estándar JPEG 2000 y se obtienen excelentes resultados en términos de calidad de imagen decodificada.Files
1687-6180-2012-114.pdf
Files
(781.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f5859b2ac258be490f912631fc9626bc
|
781.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- فك التشفير الحسابي التكراري للمصدر/القناة المشتركة مع تطبيق إرسال الصور JPEG 2000
- Translated title (French)
- Décodage arithmétique itératif conjoint source/canal avec application de transmission d'images JPEG 2000
- Translated title (Spanish)
- Decodificación aritmética iterativa conjunta de fuente/canal con aplicación de transmisión de imágenes JPEG 2000
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2138216997
- DOI
- 10.1186/1687-6180-2012-114
References
- https://openalex.org/W2023355697
- https://openalex.org/W2045407304
- https://openalex.org/W2080317257
- https://openalex.org/W2099489878
- https://openalex.org/W2103389232
- https://openalex.org/W2122412208
- https://openalex.org/W2129652681
- https://openalex.org/W2132999862
- https://openalex.org/W2136676929
- https://openalex.org/W2147019667
- https://openalex.org/W2149635602
- https://openalex.org/W2151850815
- https://openalex.org/W2162633739
- https://openalex.org/W2166495825
- https://openalex.org/W2167657277
- https://openalex.org/W2168404597
- https://openalex.org/W2488097972
- https://openalex.org/W2911940095
- https://openalex.org/W4302366751