边信息约束下的可伸缩信源编码问题研究

论文总字数：26828字

摘 要

可伸缩信源编码是一种对信源分层编码的技术，具有广泛的应用场景。

本文主要针对具有边信息隐私的SI约束下可伸缩源编码问题进行了详细的研究，讨论了具有边信息隐私约束的可伸缩信源编码问题，并推导出所有可行的码率-失真-模糊的集合。随后，我们利用边信息隐私约束，对二元信源进行分析，获得可伸缩源编码问题的码率-失真-模糊区域的内边界和外边界。

关键词：有差别编码，Heegard-Berger问题，信息隐私，有损源编码，可扩展源编码，边信息，连续细化，Wyner-Ziv问题。

Abstract

Scalable source coding is a technique for hierarchically coding a source. Which has a wide range of application scenarios. When the bandwidth is widened, the code stream of the enhancement layer can be transmitted and decoded to improve the decoding quality. The scalable source coding problem has received a lot of attention in recent decades because of its wide range of application scenarios, such as scalable video coding.

In this paper, the problem of scalable source coding under SI constraints with edge information privacy is studied in detail. The SR-WZ problem with edge information privacy constraints is discussed and all feasible rate-distortion-fuzzy sets are derived. Subsequently, we use the edge information privacy constraint to obtain the inner and outer boundaries of the rate-distortion-fuzzy region of the SI scalable source coding problem.

目 录

摘要 ……………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ………………………………………………………………Ⅱ

1. 绪论 ……………………………………………………………1

1.1引言 …………………………………………………………1

1.2边信息隐私 ……………………………………………………2

1.3可扩展源编码问题 …………………………………………3

1.4主要成果 ………………………………………………………4

1.5论文组织机构 ……………………………………………………5

1. 传具有侧面信息隐私的SI-SCALABLE问题 ……………………6

2.1引言 …………………………………………………………6

2.2系统模型 ……………………………………………………6

2.3码率- 失真- 模糊区域的内外界 ……………………………7

1. 具有擦除SI和汉明失真的二进制源 ……………………………14
2. 总结与展望 ……………………………………………………29

致谢 …………………………………………………………………30

参考文献（References） ………………………………………………31

1. 绪 论

1.1 引言

具有边信息的有损源编码问题在过去几十年中起着重要的作用。 在他们开创性的论文[1]中，Wyner和Ziv将Shannon的码率失真的设置[2] [3]扩展到解码器有信息的情况并获得了码率失真函数。 在Wyner和Ziv对多终端场景的扩展中，一项重要的工作是图1中名为Heegard-Berger问题的源编码问题[4]，其中无记忆源序列 必须分别在两个解码器处进行有失真的重建，并且只有一个解码器可以访问边信息 ，其通过无记忆信道p与相关。 Heegard和Berger提出这种设置来模拟解码器可能有或没有相关边信息的场景。

他们推导出如下的码率失真函数，

(1)

其中最小值取自所有概率质量函数和确定性函数，使得

)]

图1：Heegard-Berger模型

1.2边信息隐私

在点对点源编码问题中，针对具有解码器边信息的源编码问题，随机编码被认为是最优方案，例如Slepain-Wolf问题[5]和Wyner-Ziv问题[1]。 最近，在[6]中验证了随机编码的编码索引渐近地独立于解码器边信息。 基于这种观察，在[6]中提出了边信息隐私的概念，并应用于Heegard Berger问题，其中解码器1对图2中的边信息新增加了不确定性约束。这构建了一种新的编码场景，其中编码器以区别方式广播其数据，这样解码器1无法通过接收到的数据来推断边信息，而解码器1和2必须分别在规定的失真约束D1和D2内估计信源。 对于该模型，所有可行的码率-失真-模糊元组的集合是

(2)

(3)

对于某些分布和函数使得

图2：有区别的信源编码：带边信息隐私的Heegard-Berger问题

1.3可扩展源编码问题

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