Robust source coding with first order Multiplexed Codes: construction and soft decoding

this paper addresses the problem of design of variable length codes (VLC) that would allow to exploit higher-order source statistics while still being resilient to transmission errors. The codes introduced extend and generalize the family of codes called multiplexed codes, referred to as stationary multiplexed codes. The design principle consists in creating xed length codes (FLCs) for high priority information and in using the inherent redundancy to describe low priority data, hence the name multiplexed codess. The FLC codebooks are partitioned into equivalence classes according to high priority source statistics, focus-ing here on rst-order statistics. The key aspect to limit error propagation inherent to the use of conditional probabilities relies on the choice of some appropriate partitions (or index assignment) of the set of codewords. Several index assignment methods are described. A crossed-Index Assignment method leads to the construction of a kernel made of code-words ooering synchronization properties. The decoder re-synchronization capability can be further increased by periodic use of stationary multiplexed codes. Soft decoding algorithms using MAP, MPM and MMSE criteria are also described. Theoretical and practical performances in terms of error resilience and compression eeciency are analyzed. Codage de source robuste avec les codes multiplexxs d'ordre 1: construction et ddcodage souple RRsumm : ce document traite de la construction de codes longueur variable permet-tant d'exploiter des statistiques de sources non stationnaires tout en tant robustes aux erreurs de transmission. Ces codes tendent et ggnnralisent la famille de codes appells codes multiplexxs. Le principe de construction consiste crrer des codes longueur xe (FLC) pour la source d'information prioritaire, et d'utiliser la redondance intrinssque pour ddcrire l'information de prioritt moindre, d'ou le nom codes multiplexxss. L'ensemble des mots de codes est partitionnn en classes d''quivalence, dont le cardinal ddpend des statistiques de la source prioritaire. Nous nous concentrons ici sur des chaanes de Markov d'ordre 1. Un aspect primordial pour limiter la propagation des erreurs inhhrante l'utilisation de proba-bilitts conditionnelles est le choix de partitions appropriies (ou l'assignement d''tiquetage binaire). Plusieurs mmthodes d''tiquetage binaire sont ddcrites. Une mmthode d''tiquetage binaire croisse conduit la construction d'un noyau de mots de codes oorant des propriitts de synchronisation. La capacitt de resynchronisation du ddcodeur peut encore tre ammlio-rre par l'utilisation priodique de codes multiplexxs qui n'utilisent que la loi de probabilitt stationnaire de la source. Des algorithmes de ddcodage souple selon les crittres MAP, MPM et MMSE sont galement ddcrits dans le cadre …