Complexity of Distributed Source Coding using LDPCA Codes

LDPCA 부호를 이용한 실용적 분산 소스 부호화의 복호복잡도

  • 장민 (성균관대학교 정보통신공학부 통신 및 부호이론 연구실) ;
  • 강진환 (성균관대학교 정보통신공학부 통신 및 부호이론 연구실) ;
  • 김상효 (성균관대학교 정보통신공학부 통신 및 부호이론 연구실)
  • Received : 2010.01.20
  • Accepted : 2010.03.31
  • Published : 2010.04.30

Abstract

Distributed source coding (DSC) system moves computational burden from encoder to decoder, so it takes higher decoding complexity. This paper explores the problem of reducing the decoding complexity of practical Slepian-Wolf coding using low-density parity check accumulate (LDPCA) codes. It is shown that the convergence of mean magnitude (CMM) stopping criteria for LDPC codes help reduce the 85% of decoding complexity under the 2% of compression rate loss, and marginal initial rate request reduces complexity below complexity minimum bound. Moreover, inter-rate stopping criterion, modified for rate-adaptable characteristic, is proposed for LDPCA codes, and it makes decoder perform less iterative decoding than normal stopping criterion does when channel characteristic is unknown.

분산 소스 부호화 시스템은 복호복잡도가 높다는 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 신드롬 기반의 분산 소스 부호인 low-density parity check accumulate (LDPCA) 부호의 복호복잡도를 효율적으로 낮추기 위하여 LDPC 부호에 사용되는 각종 정지조건을 LDPCA 복호기에 적용하고 이에 따른 복잡도를 평가하였다. 대표적으로 convergence of mean magnitude (CMM) 정지 조건을 적용하여, 정지 조건을 사용하지 않았을 때보다 압축부호율 손실을 2% 이하로 발생시키며 약 85%의 복호복잡도 감소 효과를 얻을 수 있었다. 더불어 사용되는 부호의 성능을 파악하고 있을 때 초기에 과잉 신드롬을 전송하는 방법과, 채널 정보가 얻기 힘든 경우 기존 정지조건을 부호율 적응적인 LDPCA 부호에 적합하게 수정하는 방법을 제안하였다.

Keywords

References

  1. J. D. Slepian and J. K. Wolf, "Noiseless coding of correlated information sources," IEEE Trans. Inf. Theory, Vol.19, pp.471-480, July 1973. https://doi.org/10.1109/TIT.1973.1055037
  2. D. Wyner and J. Ziv, "The rate-distortion function for source coding with side information at the decoder," IEEE Trans. Inf. Theory, Vol.22, No.1, pp.1-10, Jan. 1976. https://doi.org/10.1109/TIT.1976.1055508
  3. B. Girod et al., "Distributed video coding," Proc. IEEE, Vol.93, No.1, pp.71-83, Jan. 2005.
  4. S. S. Pradhan and K. Ramchandran, "Distributed source coding using syndromes (DISCUS): Design and construction," in Proc. IEEE Data Compression Conf., Snowbird, UT, Mar. 1999.
  5. D. Varodayan, A. Aaron, and B. Girod, "Rate-adaptive codes for distributed source coding," EURASIP Signal Processing Journal, Special Section on DSC, Vol.86, No.11, Nov. 2006.
  6. R. G. Gallager, Low-Density Parity-Check Codes, Cambridge, MA: MIT Press, 1963.
  7. A. Aaron, R. Zhang, and B. Girod, "Wyner-Ziv coding of motion video," in Proc. Asilomar Conf. Pacific Grove CA, Nov. 2002.
  8. H. Jin, A. Khandekar, and R. J. McEliece, "Irregular repeat-accumulatecodes," in Proc. 2nd Int. Symp. Turbo Codes and Related Topics, Brest, France, Sept. 4, 2000, pp.1-8.
  9. X. Artigas et al., "The DISCOVER codec: architecture, techniques, and evaluation" in Proc. Picture Coding Symposium, Lisbon, Portugal, 2007.
  10. R. Y. Shao, S. Lin, and M.P. C. Fossorier, "Two simple stopping criteria for turbo decoding," IEEE Trans. Commun., Vol.47, No.8, pp. 1117-1120, Aug. 1999. https://doi.org/10.1109/26.780444
  11. J. Li, X. H. You, and J. Li, "Early stopping for LDPC decoding: convergence of mean magnitude (CMM)," IEEE Commun. Lett., Vol. 10, No.9, pp.667-669, Sept. 2006. https://doi.org/10.1109/LCOMM.2006.1714539
  12. D. Shin, J. Ha, K. Heo, and H. Lee, "A stopping criterion for low-density parity-check codes," IEICE Trans Commun. Lett., Vol.E92-B, No.4, pp.1145-148, 2008.