Co to jest kodowanie rozproszonego źródła?

W teorii komunikacji i informacji, rozproszone kodowanie źródła (DSC) jest kluczowym problemem, który opisuje kompresję źródeł informacji, które są skorelowane w wielokrotnościach, ale nie mogą się ze sobą komunikować. DSC umożliwia stosowanie paradygmatów relacji w kodowaniu wideo, które zamieniają złożoność koderów i dekoderów, reprezentując zmianę pojęciową w przetwarzaniu wideo. Korelacja z wieloma źródłami może być modelowana między kodami kanału a stroną dekodera, umożliwiając rozproszone kodowanie źródłowe przesunięcie złożoności obliczeniowej między stroną kodera a stroną dekodera. Zapewnia to odpowiednią strukturę dla aplikacji, które mają nadawcę, który jest obciążony złożonością, na przykład sieć czujników lub kompresja wideo.

Dwóch mężczyzn, Jack K. Wolf i David Slepian, zaproponowało teoretyczne ograniczenie kompresji bezstratnej dotyczące rozproszonego kodowania źródłowego, które obecnie nazywa się twierdzeniem Slepiana-Wolfa lub ograniczeniem. Wiązanie zostało zaproponowane w kategoriach entropii ze skorelowanymi źródłami informacji w roku 1973. Jedną z rzeczy, które udało im się przedstawić, było to, że dwa oddzielne i izolowane źródła są w stanie skutecznie kompresować dane i tak jakby oba źródła komunikowały się bezpośrednio ze sobą. Później, w 1975 roku, człowiek nazwiskiem Thomas M. Cover rozszerzył to twierdzenie na przykład z więcej niż dwóch źródeł.

W rozproszonym kodowaniu źródłowym wiele zależnych źródeł jest kodowanych za pomocą oddzielnych połączonych dekoderów i koderów. Twierdzenie Slepiana-Wilka, które przedstawia te źródła jako dwie różne zmienne, zakłada, że ​​dwa oddzielne i skorelowane sygnały pochodzą z różnych źródeł i nie komunikują się ze sobą. Są to enkodery, a ich sygnały przesyłane są do odbiornika, czyli dekodera, który może wykonać proces wspólnego dekodowania obu sygnałów informacji. Twierdzenie próbuje rozwiązać, jaki jest współczynnik prawdopodobieństwa odbiornika dekodującego błąd i zbliżającego się do zera, co jest reprezentowane jako jego łączna entropia. Jak Wolf i Slepian udowodnili w 1973 r., nawet jeśli skorelowane sygnały zostaną oddzielnie zakodowane, łączna szybkość jest wystarczająca.

Chociaż twierdzenie to teoretycznie postuluje, że jest to możliwe do osiągnięcia w rozproszonym kodowaniu źródłowym, ograniczenia tej teorii nie zostały zrealizowane ani nawet nie zbliżono się do nich w praktycznych zastosowaniach. Dwóch innych naukowców, Ramchandran i Pradhan, próbowało znaleźć sposób na osiągnięcie tej teoretycznej granicy i zademonstrować wiarygodność twierdzenia Slepiana-Wilka. Spróbowali tego, zapewniając szczególne rozwiązanie dla dwóch zakodowanych sygnałów o maksymalnej odległości separacji.