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한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 v.37A no.1, 2012년, pp.34 - 42  
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분산 동영상 부호화 시스템을 위한 LDPC 부호 설계 및 성능 평가
LDPC Code Design and Performance Analysis for Distributed Video Coding System

노현우    (가톨릭대학교 정보통신전자공학과   ); 이창우    (가톨릭대학교 정보통신전자공학과  );
  • 초록

    LDPC(low density parity check) 부호는 낮은 복잡성과 Shannon의 한계에 근접하는 오류 정정 능력을 보이기 때문에 turbo 부호와 함께 많은 응용 분야에 적용되고 있다. 최근에는 분산 동영상 부호화(distributed video coding: DVC) 시스템의 Wyner-Ziv 프레임 복호를 위해서도 LDPC 부호가 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 DVC 시스템을 위한 LDPC 부호를 설계하기 위해 패리티 체크 행렬 H를 설계하고 부호율 적응적인(rate adaptive) 특성을 만족하기 위해 H 행렬의 패리티 점검 노드를 효율적으로 병합하는 방법을 제안한다. 이를 위해 cycle의 연결성을 고려한 ACE(approximation cycles EMD) 알고리즘을 기반으로 효율적인 LDPC 부호를 설계하고 부호율 적응적인 특성을 갖도록 하기 위해 H 행렬의 크기와 압축율을 고려하여 병합 범위를 지정하고 지정된 범위에 따라 패리티 점검 노드를 병합한다. 그리고 ACE 알고리즘의 계수와 차수 분포를 변화시키면서 설계한 LDPC 부호의 성능을 해석한다.


    Low density parity check (LDPC) code is widely used, since it shows superior performance close to Shannon limit and its decoding complexity is lower than turbo code. Recently, it is used as a channel code to decode Wyner-Ziv frames in distributed video coding (DVC) system. In this paper, we propose an efficient method to design the parity check matrix H of LDPC codes. In order to apply LDPC code to DVC system, the LDPC code should have rate compatibility. Thus, we also propose a method to merge check nodes of LDPC code to attain the rate compatibility. LDPC code is designed using ACE algorithm and check nodes are merged for a given code rate to maximize the error correction capability. The performance of the designed LDPC code is analyzed extensively by computer simulations.


  • 주제어

    Low density parity check(LDPC) code .   Distributed video coding(DVC) .   Rate adaptivity .   ACE(approximation cycles EMD) algorithm .   Parity check.  

  • 참고문헌 (8)

    1. R. G. Gallager, Low density parity check codes, MIT Press, Cambridge, MA, 1963. 
    2. J. D. Slepian and J. K. Wolf, "Noiseless coding of correlated information sources," IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 19, pp. 471-480, July 1973. 
    3. J. Ascenso, C. Brites and F. Pereira, "Design and performance of a novel low-density par ity-check code for distributed video coding", IEEE International Conference on Image Processing, Los Angeles, America, 2008. 
    4. T. Tian, C.R. Jones, J. D. Villasenor, and R. D. Wesel, "Selective avoidance of cycles in irregular LDPC code construction", IEEE Trans. on Communications, vol. 52, No. 8, pp. 1242-1247, Aug. 2004. 
    5. S. H. Kim, J. S. Kim, D. S. Kim, and H. Y. Song, "LDPC code construction with low error floor based on the IPEG algorithm," IEEE Commun. Lett., vol. 11, no. 7, pp. 607-609, July 2007. 
    6. A. Liveris, Z. Xiong, and C. Georghiades, "Compression of binary sources with side information at the decoder using LDPC codes," IEEE Commun. Lett., vol. 6, no. 10, pp. 440-442, Oct. 2002. 
    7. T. Richardson, M. Shokrollahi, and R. Urbanke, "Design of capacity-approaching irregular low-density parity-check nodes", IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 47, No. 2, pp. 619-637, Feb. 2001. 
    8. D. Varodayan, A. Aaron and B. Girod, "Rate-Adaptive Codes for Distributed Source Coding," EURASIP Signal Processing Journal, Special Section on Distributed Source Coding, vol. 86, no. 11, pp. 3123-3130, Nov. 2006. 

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