Τι είναι η κατανεμημένη κωδικοποίηση πηγής;

Στη θεωρία της επικοινωνίας και της πληροφορίας, η κατανεμημένη πηγή κωδικοποίησης (DSC) είναι ένα κρίσιμο πρόβλημα που περιγράφει τη συμπίεση πηγών πληροφοριών που συσχετίζονται σε πολλαπλάσια αλλά δεν μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους.Το DSC επιτρέπει τα παραδείγματα σχέσεων στην κωδικοποίηση βίντεο που ανταλλάσσουν την πολυπλοκότητα των κωδικοποιητών και των αποκωδικών, που αντιπροσωπεύουν μια εννοιολογική μετατόπιση της επεξεργασίας βίντεο.Μια συσχέτιση με πολλές πηγές μπορεί να διαμορφωθεί μεταξύ των κωδικών καναλιών και των πλευρών του αποκωδικοποιητή, επιτρέποντας την κατανεμημένη κωδικοποίηση πηγής για να μετατοπίσει την υπολογιστική πολυπλοκότητα μεταξύ της πλευράς του κωδικοποιητή και του αποκωδικοποιητή.Αυτό παρέχει ένα κατάλληλο πλαίσιο για εφαρμογές που έχουν έναν αποστολέα που είναι πολυπλοκότητα τεταμένη, όπως ένα δίκτυο αισθητήρων ή συμπίεση βίντεο.

Δύο άνδρες που ονομάστηκαν Jack K. Wolf και David Slepian πρότειναν ένα θεωρητικό όριο της συμπίεσης χωρίς απώλειες σχετικά με την κατανεμημένη κωδικοποίηση πηγής, η οποία τώρα ονομάζεται θεώρημα ή δεσμευμένο θεώρημα Slepian-Wolf.Το όριο προτάθηκε σε όρους εντροπίας με συσχετισμένες πηγές πληροφοριών κατά το έτος 1973. Ένα από τα πράγματα που ήταν σε θέση να παρουσιάσει ήταν ότι δύο ξεχωριστές και απομονωμένες πηγές είναι σε θέση να συμπιέσουν τα δεδομένα αποτελεσματικά και σαν και οι δύο πηγές να επικοινωνούν απευθείας μεταξύ τους.Αργότερα, το 1975, ένας άνθρωπος που ονομάζεται Thomas M. Cover επέκτεινε αυτό το θεώρημα σε μια περίπτωση περισσότερων από δύο πηγών.

Σε κατανεμημένη πηγή κωδικοποίησης, πολλαπλές εξαρτώμενες πηγές κωδικοποιούνται με ξεχωριστούς αποκωδικοποιητές και κωδικοποιητές.Το θεώρημα Slepian-Wolf, το οποίο αντιπροσωπεύει αυτές τις πηγές ως δύο διαφορετικές μεταβλητές, υποθέτει ότι δύο ξεχωριστά και συσχετισμένα σήματα προέρχονταν από διαφορετικές πηγές και δεν επικοινωνούσαν μεταξύ τους.Αυτοί είναι οι κωδικοποιητές και τα σήματα τους μεταφέρονται σε έναν δέκτη, ο οποίος είναι ο αποκωδικοποιητής που μπορεί να εκτελέσει τη διαδικασία αποκωδικοποίησης των αρθρώσεων και των δύο σημάτων πληροφοριών.Το θεώρημα επιχειρεί να λύσει το ποσοστό πιθανότητας του δέκτη να αποκωδικοποιεί ένα σφάλμα και να πλησιάζει το μηδέν, το οποίο αντιπροσωπεύεται ως κοινή εντροπία του.Καθώς τόσο ο Wolf όσο και ο Slepian αποδείχθηκαν το 1973, ακόμη και αν τα συσχετισμένα σήματα γίνονται ξεχωριστά κωδικοποιημένα, ο συνδυασμένος ρυθμός είναι επαρκής. Αν και αυτό το θεωρητικά θεωρητικά αξιολογεί ότι αυτό είναι εφικτό στην κατανεμημένη πηγή κωδικοποίησης, τα όρια της θεωρίας δεν έχουν πραγματοποιηθεί ή ακόμη καιπροσεγγίζονται στενά σε πρακτικές εφαρμογές.Δύο άλλοι επιστήμονες, Ramchandran και Pradhan, προσπάθησαν να λύσουν πώς να φτάσουν σε αυτό το θεωρητικό όριο και να αποδείξουν την αξιοπιστία του θεώρημα του Slepian-Wolf.Προσπάθησαν αυτό με την παροχή μιας συγκεκριμένης λύσης για τα δύο κωδικοποιημένα σήματα που είχαν μέγιστη απόσταση διαχωρισμού.