Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2526
Main Title: Multiple Description Coding mittels kaskadierter korrelierender Transformationen
Translated Title: Multiple Description Coding using cascaded correlating transforms
Author(s): Knörig, Rüdiger
Advisor(s): Sikora, Thomas
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wird ein multiple description transform coding-Ansatz vorgestellt, welcher als joint source channel-Ansatz stufenlose Kompromisse zwi- schen dem Quellencodierungsaspekt der Kompression und dem Kanalcodierungs- aspekt der Fehlerverschleierung bietet. Die vorgestellte Lösung beruht im Wesentlichen auf der von Goyal angedachten kaskadierten Version der bekannten 2 × 2 korrelierenden Transformation, welche einen variablen Anteil an Quellenkorrelation im Signal beläßt bzw. zusätzliche Korrelationen erzeugt, und einen darauf aufbauenden Schätzer, welcher diese Korrelationen für die Fehlerverschleierung ausnutzt. Im Gegensatz zu klassischen Verfahren der Kanalcodierung kann der Anteil an der für den Fehlerschutz aufgewendeten Redundanz stufenlos den Übertragungs- verhältnissen angepaßt werden, womit je nach Kanalqualität sehr gute lokale Kompromisse zwischen Kompression und Fehlerrobustheit möglich sind. Damit eignet sich dieser Ansatz besonders für Kanäle mit stark wechselnder Qualität, wie etwa Internet-Datenübertragungen oder Funkkanäle. Da der Ansatz auf der klassischen Transformationscodierung beruht, kann er transparent in bestehende Transformationscodierungssysteme eingesetzt werden. Senderseitig ist nur die Transformationskomponente zu wechseln, empfängerseitig muß nur die inverse Transformation gegen den Schätzer ausgetauscht werden. Die besten Ergebnisse hinsichtlich einer hohen Fehlerrobustheit bei einer mög- lichst geringen Datenrate wurden allerdings durch eine Kombination der DST mit der erarbeiteten Schätzlösung erzielt. Der Schätzer kann auch zur Verbesserung der Rekonstruktion aus den quantisier- ten Transformationskoeffizienten bekannter orthonormaler Transformationen wie der DCT genutzt werden, indem zu Null quantisierte Transformationskoeffizien- ten wie Übertragungsfehler angesehen werden. Da die Schätzkomponente auch bei nichtadaptiven orthonormalen Transformationen wie der DCT einen kleinen Gewinn liefert, könnte so eine Verbesserung der Rekonstruktion erzielt werden.
This work covers a new multiple description transform coding approach which, seen as a joint source-channel-coder, provides stepless trade-offs between the source coding goal of a high compression ratio and the channel coding goal of a high robustness against channel errors. The proposed solution consists of two main parts. The first one is a new kind of transformation, based on the idea of Goyal et al to cascade the well-known elementary 2 × 2 correlating transform for gaining transforms of higher order. The correlating transform can be varied stepless regarding the amount of correlation it left or creates in the transformed signal. The second part is a MSE-optimal estimator which uses this variable amount of correlation to estimate a reconstruction of the input signal from a subset of transform coefficients. This would be necessary in case of transmission errors resulting in coefficient losses. With this approach one can select fine-tuned trade-offs between efficient compres- sion (less redundancy) and channel error robustness (more redundancy) depend- ing on the actual channel situation. Therefore this approach will be most useful with channels strongly varying regarding their transmission quality, like wireless transmissions (fading effects) or internet transmissions (network congestions). Since the approach is a classic transform coding approach it can be integrated in existing transform coding systems easily. However the best results regarding a high error robustness at a low data rate has been achived with a combination of the DST transform with the derived estimator. The estimator component could also be used to improve the reconstruction from heavily quantized transform coding coefficients by interpreting coefficients with a zero bit subrate as missing. As the results show there is a noticable gain for the two-dimensional DCT transform used in current image coding standards like JPEG.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-27140
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2823
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2526
Exam Date: 18-Jun-2010
Issue Date: 26-Jul-2010
Date Available: 26-Jul-2010
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Multiple description coding
Quellen-Kanal-Verbundcodierung
Transformationscodierung
Videocodierung
Joint source-channel-coding
Multiple description coding
Transform coding
Video coding
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