《面向超寬頻醫學圖像傳輸的物理層關鍵技術研究》是依託廈門大學，由王琳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向超寬頻醫學圖像傳輸的物理層關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王琳
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著近幾年無線體域網（WBAN）在醫療服務的迅速發展，由於醫用圖像的特殊屬性和醫療診斷環境的高QoS要求，提供高可靠的醫療圖像傳輸方案成為了醫用WBAN的一個研究重點。面向課題組長期發展的FM-DCSK UWB無線傳輸技術框架，基於低硬體複雜度和低錯誤地板的原模圖LDPC碼型，1）提出基於聯合信源信道編碼的速率自適應傳輸方案及其聯合檢測機理，以實現醫療圖像的可靠傳輸；2）重點研究用於高速低BER醫療圖像傳輸的信源信道聯合編碼。根據醫學圖像的非等概特性，提出聯合EXIT算法和聯合漸進重量分析，設計性能良好的聯合信源信道原模圖LDPC編碼碼型，並提出信源信道編碼碼率最優分配算法，以構建短距離無線環境下高PSNR的傳輸平台；3）根據醫學圖像信息的ROI特性，提出原模圖聯合編碼的不等錯保護方案。利用原模圖碼的碼率自適應特點，對不等重要信息進行不同的碼率分配，保證醫學重要信息不丟失，以提高傳輸速率。
結題摘要
課題組通過對該項目4年的研究，順利的完成了基於調頻-差分混沌移位鍵控超寬頻(FM-DCSK UWB)框架下的醫療圖像高可靠、低成本的傳輸方案。 由於信道容量是傳輸系統性能的理論極限，並為系統低功耗設計提供理論基準，因此，本課題在FM-DCSK UWB點對點無線傳輸技術框架下，對M-DCSK系統的容量特性進行了深入的研究。計算並分析基於M-DCSK系統的AWGN、瑞利衰落信道下的容量特性，為後續的編碼設計提供理論基準。為了進一步提高系統的頻寬效率和能量效率，我們完成了二維平面上M-DCSK信號設計及其多解析度DCSK（Multi-resolution DCSK，MR-DCSK）傳輸方案，並且提出了一種新的多層碼復用差分混沌鍵控（Multilevel code-shifted DCSK, MCS-DCSK)。 對於聯合信源信道編碼系統，首先探究了醫用圖像信源本身屬性對於P-JSCC系統的影響，其次，探討了信源信道碼率自適應分配方案，並利用EXIT算法進一步建立了信源屬性與信源編碼碼率的配置關係，從而得出聯合信源信道編碼系統低錯誤地板的設計準則。同時，利用聯合矩陣思想，對信道編碼矩陣進行了二次最佳化，使其在解決錯誤地板的前提下具有更好的瀑布區性能。 基於醫學圖像的ROI區域，不同碼流的重要性程度，提出了兩種基於DP-LDPC碼的不等錯誤保護方案。通過對不同重要程度的信息給予不同強度的保護措施，提高了圖像的傳輸質量。此外，提出了一種圖像信源預編碼方案，通過降低圖像信源熵值，提高JSCC系統圖像傳輸的PSNR性能。 為了進一步降低系統的功耗，提出了原模圖LDPC與M-DCSK調製技術相結合的數字疊代接收機設計。並且提出了基於P-JSCC解碼算法的數字疊代接收機設計等。 在該項目的資助下，完成國內外重要學術刊物20篇（17篇為SCI收錄期刊），包括13篇IEEE刊物。完成會議論文15篇（EI收錄），完成2項國家發明專利申請（公開），培養碩士研究生8名、博士研究生3名，舉辦重要國際會議1個，參加11次相關領域重要國際會議，並邀請了12位國際知名專家作相關領域的學術報告。
