FBE- Telekomünikasyon Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Büyükatak, Kenan" ile FBE- Telekomünikasyon Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeTransmission Of 2-d İmages For Turbo Codes(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005) Büyükatak, Kenan ; Kent, Sedef ; 166659 ; Telekomünikasyon Mühendisliği ; Telecommunication EngineeringHata Düzeltme Kodlamaları, Gürültülü ve sönümlü ortamlarda güvenilir ve etkin haberleşmeyi mümkün kılan günümüz modern kablosuz iletişimin vazgeçilmez bir unsuru haline gelmiştir. Son yüzyıldan beri, Turbo Kodlama bu alanda en güçlü bir Hata Düzeltme aracı olarak görülmektedir. Düşük Kodlama karmaşıklığına sahip olacak şekilde bilginin, maksimum kanal kapasitesi hızına yakın, verimli ve etkin bir şekilde iletilebilmesi bu sayede mümkün olabilmiştir. Bu tez, İkili Turbo Kodlamanın, gürültülü kanallarda, görüntü iletimine ilişkin bir uygulaması niteliğinde olup, üç amacın gerçekleştirilmesini hedeflemektedir. Bunlar, "Hata Düzeltme", "İlerlemeli İletim" ve "Görüntü bağımlı sıkıştırma" dır. (İkili turbo kodlama, semboller arasındaki mesafelerinin uzak olması nedeniyle, işaret/gürültü oranı düşük durumlarda tercih edilir). İlk olarak, 2 boyutlu görüntülerin Turbo Kodlama yoluyla iletilmesi araştırılmıştır. Kablosuz ortamda resim bilgisinin iletilmesinde meydana gelebilecek bit hataları, alıcıda elde edilecek resmin kalitesinde son derece önemli bir role sahiptir. Bu yüzden resim iletiminde kanal etkilerine karşı bazı koruma önlemlerinin kullanılması bir zorunluluktur. İkinci olarak, iletim band genişliği ihtiyacını azaltmaya yönelik bazı metodlar geliştirilmiştir. Genellikle yüksek hızlı donanım kullanımı bu problemi çözmekte yeterli olmayıp yüksek veri hızı gereksinimi gün geçtikçe de artmaktadır. Üçüncü olarak resim-ilişkili sıkıştırma ve ilerlemeli iletim olanakları araştırılmıştır. Önerilen bu metot da görüntünün her aşamada artırımlı olarak iletimi söz konusudur. Özellikle hızlı taramaların önemli olduğu durumlarda bu metod ilgi çekici neticeler verir. Tezin yapısı aşağıdaki gibidir: Bölüm 1 de, haberleşme sistemleriyle ilgili temel bilgiler, Shannon Teoremi v.b. gibi genel bilgileri içeren giriş bölümü yer alır. Literatürde mevcut olan geleneksel Turbo Kodlamanın gelişim süreci bu bölümde verilmiştir. Bölüm 2 de Turbo Kodlama/Kod çözme sistemine ilişkin temel ilkeler yer alır. Buradan, güçlü bir hata düzeltme aracı olan bu kodlamanın, farklı blok uzunluğu ve farklı kodlama hızlan için makul bir yapı karmaşasına sahip olduğu anlaşılabilir. xıı Bölüm 3 de, Turbo Kodlama yoluyla görüntü iletimi problemi ele alınmıştır. îlk olarak, 256 seviyede bir uydu görüntüsünün dizi dizi (1 Boyutlu olarak) iletimi düşünülmüştür. Resme ait 8 bitlik her piksel önce BPSK işaretlerine dönüştürülmüş, kodlanmış ve iletim kanalına verilmiştir. Kanal, sonlu darbe cevaplı (ve doğrusal- zamanla değişmeyen, fakat kanal parametrelerinin bilinmediğinin varsayıldığı) ve Toplamsal Beyaz Gürültünün de ilave olarak mevcut olduğu bir kanaldır. Yani veriler genlik ve faz bozulmasının yanında Beyaz gürültüye de maruz bırakılmaktadır. Kanal etkilerinin azaltmak ve ters kanal filtre katsayılarını bulmak, bu durumda (Beyaz gürültü etkisinden dolayı) daha da zorlaşmaktadır. Kanal dengelemesi LMS, RUS ve Kalman tabanlı algoritmalar ile gerçekleştirilmiş olup, sonuçlar 4 dB ve yukarısı için kanalın başarılı bir biçimde dengelendiğini göstermiştir. İkinci olarak, resim komşuluk ilişkileri de dikkate alınarak (2 Boyutlu olarak) iletilmiştir. Bu amaçla, 2 boyutlu resim Bit Düzlemlerine ayrıştırılmıştır. Bu yaklaşım, 4 bitlik durum için 16 seviyede olan bir resmin hem İkili Turbo Kodlarıyla iletimini mümkün kılmış, hem de komşuluk ilişkilerini alıcıya taşımış, böylece kod çözme işleminden önce resim işleme algoritmalarını kullanabilmemize olanak sağlamıştır. Literatürde mevcut olmayan bu iki yaklaşımın beraber düşünülmesi ile AW-TS ve ICIPA-TS sistemleri oluşturulmuş ve mevcut geleneksel Turbo Kodlama yöntemlerine göre 2dB lik bir kazanç sağlanmıştır. Bölüm 4 de, "sıkıştırma" ve "aşamalı görüntü iletimi"ni gerçekleştiren bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntem, istenilen oranda yüksek kalitede bir sıkıştırma ve yüksek hata başarımlı iletim olanağı sağlar.. İlk olarak "Sıkıştırma" işlemi gerçekleştirilmiştir.. Sıkıştırma, "Bit Düzlemleri" ve "JPEG" yaklaşımlarıyla ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Bu iki yaklaşım, sıkıştırma oranlan ve alıcıda elde edilen resim kalitesi anlamında kıyaslanmıştır. Bu bölümde görülür ki, Bit Düzlemi yaklaşımlı iletim ile elde edilen en büyük avantaj, resmin alıcıda çok düşük SNR'lı durumlarda bile elde edilebilmesidir. Fakat JPEG tabanlı sıkıştırmalı iletimin tatminkar olabilmesi için SNR'ın daha yüksek oranda olması gerekir. Diğer yandan JPEG'li iletimde daha yüksek oranda bir sıkıştırma gerçekleştirilebildi. Bu da bize "iletim zamanı" açısından bu yöntemin diğerine göre daha avantajlı olduğu anlamına gelir. Ancak Bit Hata Oranının önemli olduğu durumlarda, "Bit Düzlemi sıkıştırması"na dayalı iletim tercih edilmelidir.. İkinci olarak, "Aşamalı iletim" gerçekleştirilmiştir. İlerlemeli Görüntü iletiminde, görüntü kalitesi ilerlemeli iletim tekniği ile her adımda kontrol edilebilir ve daha detaylı görüntü bilgilerini alabilir. Bu yöntem sayesinde; i) Hızlı tarama ihtiyacına bağlı olarak, iletimden önce sıkıştırma oranı önceden kullanıcı tarafından ayarlanabilir. xııı ii) Sıkıştırma oranı resim ilintili olarak otomatik ayarlanabilir. Yöntem, resmi küçük alt resimlere bölmek ve her bir alt resme detay derecesine göre düzlem sayısı tahsis etmekten ibarettir. Düzlem sayısı (detay bilgisi) alt resimlerin DCT katsayıları ile ilişkilidir. Eğer alt resimlerin DCT katsayılarının genlik değerleri büyükse, o bölge fazla detaya sahiptir anlamına gelir ve o alt resme daha fazla düzlem tahsis edilir. Daha az detaya sahip alt resimler böylece daha az sayıda düzlemle gönderilerek sıkıştırma sağlanmış olur. Bu şekilde kanalın band genişliği değiştirilmeksizin kayıplı ama hızlı resim iletimi sağlanmış olur.. Üçüncü olarak, Resim ilintili sıkıştırma ve aşamalı iletim gerçekleştirilmiştir. Yöntem, orijinal görüntünün kısmi bilgilerinin sırasıyla her bir adımda alıcıya aşamalı olarak gönderilmesi şeklindedir. Her bir aşamada gelen bu kısmi bilgiler görüntünün iyileştirilmesinde kullanılır. Böylece Her bir adımda verici tarafından görüntü hakkında ilave bilgiler gönderildikçe (WWW. Tarayıcılarında olduğu gibi) alıcıda, bir önceki adımda elde edilen bilgilerin de kullanılmasıyla, daha detaylı görüntü elde edilmiş olur. Bu işlem yinelendikçe alıcıda daha fazla bilgi toplanmış olur ve orijinal resme her bir adımda daha fazla yaklaşılmış olur. Son olarak Bölüm 5'de tezde elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve bu doğrultuda gelecekte yapılabilecek çalışmalar için öneriler getirilmiştir.