一种信源信道联合触觉编码方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种信源信道联合触觉编码方法、装置、设备及介质，涉及触觉通信技术领域，该方法包括：触觉编码端用于获取若干个触觉数据点，计算每个所述触觉数据点的能量分配因子，并根据所述能量分配因子对所述触觉数据点进行能量分配，得到触觉数据包，将所述触觉数据包进行Hadamard变换，得到触觉数据编码矩阵；利用正交频分多路复用信道将所述触觉数据编码矩阵发送至触觉解码端；所述触觉解码端用于将经过正交频分多路复用信道传输后的结果进行解码，实现触觉再现。本发明专利技术能够将实际网络条件充分考虑到触觉遥操作系统中，解决当前动觉信息编码方法中信源编码与信道编码割裂的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种信源信道联合触觉编码方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及触觉通信
，特别是涉及一种网络自适应的信源编码与信道编码联合的触觉编码方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]近年来，触觉互联网蓬勃兴起，而触觉遥操作系统作为触觉互联网的一种典型用例，其应用也越来越广泛，为了保证触觉遥操作系统的稳定性，触觉信息的采样率一般高于1kHz，同时为了保证触觉信息传输的实时性，采集的数据应立即打包传输，因此触觉编码具有重要意义。
[0003]触觉信息主要分为动觉信息和纹理觉信息两大类。目前常见的动觉信息编码方法主要可以分为两大类，第一类是基于动觉信号统计特性的动觉信息编码方法，这一类方法借鉴了图像视频编码的有关方法，例如，基于离散余弦变换的动觉信息编码方法，在对动觉信息进行离散余弦变换之后，采用不同长度的比特来区分动觉信息中的高频分量以及低频分量的重要性；基于小波变换的动觉信息编码方法为了实现动觉信息的压缩，在高通滤波器的输出中，截断了小波系数。第二类是基于人类感知特性的动觉信息编码方法，在这类方法中主要使用了韦伯定理，例如，目前比较主流的基于感知死区的动觉信息编码方法，该方法会设定一个感知差异阈值，当采集到一个新的动觉信息时，该方法会将该动觉信息与参考信息作比较，并计算它们之间的差值，如果差值小于感知差异阈值，则传输该动觉信息，若大于感知差异阈值，则忽略该动觉信息。
[0004]在目前动觉信息编码方法中，主要是对动觉信息进行信源编码，考虑信道特性的编码方法比较少，故信源编码与信道编码处理割裂开来，导致对动觉信息的通信传输方案的设计一般难以考虑到信道的特点。但是实际上网络条件对于触觉遥操作系统中的触觉通信的吞吐量、误码率以及操作者的沉浸体验等等指标都有着很大的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种信源信道联合触觉编码方法、装置、设备及介质，将实际网络条件充分考虑到触觉遥操作系统中，解决当前动觉信息编码方法中信源编码与信道编码割裂的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种信源信道联合触觉编码方法，包括：
[0008]获取若干个触觉数据点；
[0009]计算每个所述触觉数据点的能量分配因子，并根据所述能量分配因子对所述触觉数据点进行能量分配，得到触觉数据包；
[0010]将所述触觉数据包进行Hadamard变换，得到触觉数据编码矩阵；
[0011]利用正交频分多路复用信道将所述触觉数据编码矩阵发送至触觉解码端；所述触觉解码端用于将经过正交频分多路复用信道传输后的结果进行解码，实现触觉再现。
[0012]第二方面，本专利技术提供了一种信源信道联合触觉编码装置，包括：
[0013]触觉编码端，用于：
[0014]获取若干个触觉数据点；
[0015]计算每个所述触觉数据点的能量分配因子，并根据所述能量分配因子对所述触觉数据点进行能量分配，得到触觉数据包；
[0016]将所述触觉数据包进行Hadamard变换，得到触觉数据编码矩阵；
[0017]利用正交频分多路复用信道将所述触觉数据编码矩阵发送至触觉解码端；
[0018]所述触觉解码端用于将经过正交频分多路复用信道传输后的结果进行解码，实现触觉再现。
[0019]第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据第一方面所述的信源信道联合触觉编码方法。
[0020]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的信源信道联合触觉编码方法。
[0021]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0022]本专利技术充分考虑传输网络实际条件，将信源编码与信道编码联合进行触觉编码，通过一系列的线性变换，消除了当前触觉编码方法当中的“悬崖效应”，使得接收端接收到的触觉数据的质量与接收端的信道质量成线性关系。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术信源信道联合触觉编码方法的流程示意图；
[0025]图2为本专利技术信源信道联合触觉编码方法的过程示意图；
[0026]图3为本专利技术触觉数据格式示意图；
[0027]图4为本专利技术调制方法示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]SoftCast是一种信源信道联合编码的视频编码方法，由于这种方法的出色表现，也给触觉编码带来了新的启发。
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0031]实施例一
[0032]本专利技术实施例提供了一种信源信道联合触觉编码方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
[0033]步骤100：获取若干个触觉数据点。
[0034]在本专利技术实施例中，该触觉数据点为动觉数据点。
[0035]目前使用当前比较常见的触觉设备来采集真实的动觉数据；该动态数据点包括若干个动觉数据点。
[0036]本专利技术实施例采用的触觉数据的格式如图3所示，触觉数据采用3DoF，其中，p_x代表X轴方向上的位置，p_y代表Y轴方向上的位置，p_z代表Z轴方向上的位置，v_x代表X轴方向上的速度，v_y代表Y轴方向上的速度，v_z代表Z轴方向上的速度。
[0037]步骤200：计算每个所述触觉数据点的能量分配因子，并根据所述能量分配因子对所述触觉数据点进行能量分配，得到触觉数据包。
[0038]在本专利技术实施例中，假设传输的第i个触觉数据点为x
i
，通过给传输的每一个触觉数据点乘一个能量分配因子g
i
来实现能量分配，对不同重要程度的触觉数据在不同信道条件下做出不同重要程度的保护，使得在信道条件差的情况下，保护触觉数据中较为重要的触觉数据点，最大程度的减少触觉数据的失真，从而达到差别误差保护的目的。主要通过以下步骤来确定每一个能量分配因子的大小。
[0039](1)假设y
i
为触觉数据经过能量分配之后得到的结果，即y
i
＝g
i x
i
。
[0040](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信源信道联合触觉编码方法，其特征在于，包括：获取若干个触觉数据点；计算每个所述触觉数据点的能量分配因子，并根据所述能量分配因子对所述触觉数据点进行能量分配，得到触觉数据包；将所述触觉数据包进行Hadamard变换，得到触觉数据编码矩阵；利用正交频分多路复用信道将所述触觉数据编码矩阵发送至触觉解码端；所述触觉解码端用于将经过正交频分多路复用信道传输后的结果进行解码，实现触觉再现。2.根据权利要求1所述的一种信源信道联合触觉编码方法，其特征在于，所述计算每个所述触觉数据点的能量分配因子，具体包括：根据在触觉数据传输过程中的均方误差函数以及对应的约束条件，计算每个所述触觉数据点的能量分配因子。3.根据权利要求2所述的一种信源信道联合触觉编码方法，其特征在于，所述均方误差函数为所述均方误差函数对应的约束条件为∑
i
μ
i
≤P,μ
i
≥0；其中，err表示第i个触觉数据点对应的均方误差；x
i
表示第i个触觉数据点；表示触觉解码端解码后得到的第i个触觉数据点；n表示随机加性高斯白噪声；g
i
表示第i个触觉数据点对应的能量分配因子；σ2表示随机加性高斯白噪声方差；μ
i
为第i个触觉数据点x
i
经过能量分配之后得到的触觉数据包中的数据y
i
的新能量值；P表示触觉数据传输过程总能量。4.根据权利要求3所述的一种信源信道联合触觉编码方法，其特征在于，所述根据在触觉数据传输过程中的均方误差函数以及对应的约束条件，计算每个所述触觉数据点的能量分配因子，具体包括：对任一所述触觉数据点均执行以...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩，岳桐，高畅，李明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：