基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，属于通信技术领域。为了解决目前针对语义信号还没有一种切实可行的信源编码方法的问题。本发明专利技术根据每个语义信息在不同模态上的语义特征函数确定每个语义信息的特征强度||S<subgt;υ</subgt;||和全部语义信息的特征强度和||S<subgt;t</subgt;||，同时根据每个语义信息在不同模态上的语义特征函数出现的概率计算每个语义信息的熵值H<subgt;υ</subgt;和全部语义信息的熵值之和H；进而计算得到每一个语义信息的特征强度值的权值和熵值的权值，并采用加权方法得到语义信息的重要性度量值，基于重要性度量值，使用三个窗将语义信息对应的数据包进行区分，并为三个区域设置对应的度分布函数，采用喷泉码编码的方式进行语义信源编码。
1、语义通信是6g关键技术之一，通过传输语义信息，实现人、机、物、灵四类服务对象的基本联系以及维持他们之间正常的信息交互，并满足6g白皮书中规定的超高可靠性、超低时延、海量连接、高速移动条件下定位能力的基础规定。要传输语义信息，首先要对语义信息进行编码，确保通信的有效性和可靠性，然而现阶段还没有一个切实可行的针对语义信号的信源编码方法。
2、在语义通信中，包含着大量除传统通信技术常见的确定性信息之外的模糊性的语言信息、视觉信息和智能信息等，信息量明显多于传统通信技术，需要占用大量的带宽资源，此外，常用的编码方案的码率固定，难以适应动态变化的信道，可能会导致资源浪费、译码效率降低等问题。因此，具有码率自适应特点的喷泉码相比于其他传统编码方法能够更加适用于语义信息。
3、不同的语义信息重要程度不同，传统的喷泉码编码方法中，所有待编码数据都是同等地位的，就不可避免地会将一些编码资源浪费在不太重要的信息上，从而造成通信资源浪费，这在信息量极大的语义信息编码中体现更明显。不等差错保护策略(unequalerror protection，uep)是为了确保不同种类数据的可靠传输而设置的，对不同优先级信息进行不同可靠性的编码，从而提升系统性能。因此在喷泉码编码中加入不等差错保护策略，可以很好的解决上述问题。
>2、一种基于uep喷泉码的语义信源编码方法，包括以下步骤：3、基于语义信号的语义空间，根据每个语义信息在不同模态上的语义特征函数确定每个语义信息的特征强度||sυ||和全部语义信息的特征强度和||st||；||sυ||表示第υ个语义信息的特征强度值是||sυ||；同时根据每个语义信息在不同模态上的语义特征函数出现的概率计算每个语义信息的熵值hυ和全部语义信息的熵值之和h；进而计算得到每一个语义信息的特征强度值的权值cυ和熵值的权值dυ：
4、
5、
6、其中，n是编码数据包的总数；
7、采用加权方法得到语义信息的重要性度量值：
8、
9、其中，λ1和λ2为权值因子，η为调节因子；
10、基于重要性度量值，使用三个窗将语义信息对应的数据包进行区分，得到三个区域w1,w2,w3，分别对应为“很重要”、“较重要”和“非重要”的区域；每个窗口都向上兼容，即“较重要”的区域内可选择的数据包包括“很重要”和“较重要”的数据包，而“非重要”的区域内包含所有数据包；
11、基于喷泉码编码的方式，分别为三个区域w1,w2,w3对应一个度分布函数，即度分布函数ω1(x)、ω2(x)和ω3(x)，其中ω1(x)用于w1区域，ω2(x)用于w2区域，ω3(x)用于整个数据包集合；然后采用喷泉码编码的方式进行语义信源编码。
12、进一步地，每个语义信息的特征强度值是||sυ||的确定过程入下：
13、针对某一个语义υ，用fmi表示某一个模态mi特征函数集合，即fmi(t)＝{fmi_1(t),fmi_2(t),fmi_3(t),...,fmi_n(t)}，其中，fmi_1(t),fmi_2(t),fmi_3(t),...,fmi_n(t)表示模态mi对应的特征函数；当前语义信号对应模态mi的特征强度值如下：
14、
15、其中，ωmi_j是当前语义在模态mi中对应特征的强度系数；
16、当前语义在模态mi中的特征强度
17、基于不同模态mi对应的得到当前语义的特征强度值某一个语义υ对应的||s||即为||sυ||。
18、进一步地，每个语义信息的熵值hυ的确定过程包括以下步骤：
19、针对某一个语义υ，设pmi代表的信号在模态mi中出现的概率，则其语义的熵值
20、进一步地，分别为三个区域w1,w2,w3对应一个度分布函数之前，采用鲁棒孤波分布rsd分别设计得到三个区域w1,w2,w3各自对应的度分布函数；
21、所述鲁棒孤波分布rsd的度分布函数为：
22、
23、
24、
25、其中，xd表示度值为d的编码节点，即相连的数据包个数为d的编码节点，是对应节点出现的概率；τd是归一化函数；
26、
27、其中，r是rsd可译集大小的平均值，δ是失败的概率，c是常数，k为节点最大度值。
28、进一步地，所述rsd可译集大小的平均值
29、进一步地，所述节点出现的概率
30、进一步地，采用喷泉码编码的方式进行语义信源编码的过程中，基于不等差错保护策略进行编码；所述的不等差错保护策略为加权轮询方案、最大载干比方案或比例公平方案。
31、进一步地，所述的不等差错保护策略采用比例公平方案时，采用重要性度量代替信号速率，设mβ(t)和mβ(t)分别表示第β个信息当前时刻重要性度量值和前面所有时刻度量值的平均值，则优先级被计算为
32、
33、然后按照优先级的大小对所有原始编码节点处的语义信息进行排序；接下来调度编码数据包端可供分配的编码节点并及时更新每个信号的平均度量值，即：
34、
35、其中，tc是更新时间窗口参数。
36、进一步地，采用喷泉码编码的方式进行语义信源编码的过程包括以下步骤：
37、步骤1：由计算机对发送的语义信息进行特征提取，得到原始数据包，将其按照不同的语义信号的重要程度mv划分三个区域；
38、步骤2：据不等差错保护策略得出选择概率p1、p2和p3的数值，编码器根据概率p1、p2和p3选择在w1区域、w2区域还是w3区域进行编码；
39、步骤3：选择在w1区域编码的数据包共同组成一个编码数据包集合，选择在w2和w3区域编码的数据包方式相同，将所有的编码数据包分为三部分；
40、步骤4：针对w1区域编码，在编码时利用度分布函数ω1(x)随机选择区域内任意一个编码数据包的度d，之后编码器在w1区域的编码数据包中随机选择d个原始数据包进行异或操作，进行喷泉码编码；
41、针对w2区域编码，在编码时利用度分布函数ω2(x)随机选择区域内任意一个编码数据包的度d，之后编码器在w2区域的编码数据包中随机选择d个原始数据包进行异或操作，进行喷泉码编码；
42、针对w3区域编码，在编码时利用度分布函数ω3(x)随机选择区域内任意一个编码数据包的度d，之后编码器在w3区域的编码数据包中随机选择d个原始数据包进行异或操作，进行喷泉码编码。
43、进一步地，所述模态包括一维模态、二维模态和离散符号模态中的至少两种；
44、所述一维模态为一维的文字或语音信息；所述二维模态为二维的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，每个语义信息的特征强度值是||Sυ||的确定过程入下：
3.根据权利要求1所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，每个语义信息的熵值Hυ的确定过程包括以下步骤：
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，分别为三个区域W1,W2,W3对应一个度分布函数之前，采用鲁棒孤波分布RSD分别设计得到三个区域W1,W2,W3各自对应的度分布函数；
5.根据权利要求4所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，所述RSD可译集大小的平均值
6.根据权利要求4所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，所述节点出现的概率
7.根据权利要求4所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，采用喷泉码编码的方式进行语义信源编码的过程中，基于不等差错保护策略进行编码；所述的不等差错保护策略为加权轮询方案、最大载干比方案或比例公平方案。
8.根据权利要求7所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，所述的不等差错保护策略采用比例公平方案时，采用重要性度量代替信号速率，设mβ(t)和Mβ(t)分别表示第β个信息当前时刻重要性度量值和前面所有时刻度量值的平均值，则优先级被计算为
9.根据权利要求7所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，采用喷泉码编码的方式进行语义信源编码的过程包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于UEP喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，所述模态包括一维模态、二维模态和离散符号模态中的至少两种；
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【技术特征摘要】
1.一种基于uep喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于uep喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，每个语义信息的特征强度值是||sυ||的确定过程入下：
3.根据权利要求1所述的一种基于uep喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，每个语义信息的熵值hυ的确定过程包括以下步骤：
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种基于uep喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，分别为三个区域w1,w2,w3对应一个度分布函数之前，采用鲁棒孤波分布rsd分别设计得到三个区域w1,w2,w3各自对应的度分布函数；
5.根据权利要求4所述的一种基于uep喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，所述rsd可译集大小的平均值
6.根据权利要求4所述的一种基于uep喷泉码的语义信源编码方法，其特征在于，所述节点出现...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，李磊，刘梓桐，刘海宁，于启月，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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