Wat is gedistribueerde broncodering?

In de communicatie- en informatietheorie is gedistribueerde broncodering (DSC) een cruciaal probleem dat de compressie beschrijft van informatiebronnen die in veelvouden zijn gecorreleerd maar niet met elkaar kunnen communiceren. DSC maakt relatieparadigma's in videocodering mogelijk die de complexiteit van encoders en decoders verwisselen, wat een conceptuele verschuiving in videoverwerking vertegenwoordigt. Een correlatie met veel bronnen kan worden gemodelleerd tussen kanaalcodes en decoderzijden, waardoor gedistribueerde broncodering de computercomplexiteit tussen de encoderzijde en de decoderzijde kan verschuiven. Dit biedt een geschikt raamwerk voor toepassingen met een afzender die overbelast is, zoals een sensornetwerk of videocompressie.

Twee mannen genaamd Jack K. Wolf en David Slepian stelden een theoretische grens van verliesloze compressie voor betreffende gedistribueerde broncodering, die nu de Slepian-Wolf-stelling of gebonden wordt genoemd. De grens werd voorgesteld in entropietermen met gecorreleerde informatiebronnen in het jaar 1973. Een van de dingen die ze konden presenteren was dat twee afzonderlijke en geïsoleerde bronnen in staat zijn om gegevens efficiënt te comprimeren en alsof beide bronnen rechtstreeks met elkaar communiceerden. Later, in 1975, breidde een man genaamd Thomas M. Cover deze stelling uit tot een instantie van meer dan twee bronnen.

Bij gedistribueerde broncodering worden meerdere afhankelijke bronnen gecodeerd met afzonderlijke gezamenlijke decoders en encoders. De Slepian-Wolf-stelling, die deze bronnen weergeeft als twee verschillende variabelen, veronderstelt dat twee afzonderlijke en gecorreleerde signalen uit verschillende bronnen kwamen en niet met elkaar communiceerden. Dit zijn de encoders en hun signalen worden overgedragen naar een ontvanger, de decoder die het proces van gezamenlijke decodering van beide informatiesignalen kan uitvoeren. De stelling probeert op te lossen wat de kans is dat de ontvanger een fout decodeert en nul nadert, die wordt weergegeven als zijn gezamenlijke entropie. Zoals Wolf en Slepian in 1973 bewezen, is de gecombineerde snelheid voldoende, zelfs als gecorreleerde signalen afzonderlijk worden gecodeerd.

Hoewel deze stelling theoretisch veronderstelt dat dit haalbaar is in gedistribueerde broncodering, zijn de grenzen van de theorie niet gerealiseerd of zelfs nauw benaderd in praktische toepassingen. Twee andere wetenschappers, Ramchandran en Pradhan, hebben geprobeerd op te lossen hoe deze theoretische limiet te bereiken en de plausibiliteit van de Slepian-Wolf-stelling aan te tonen. Ze hebben dit geprobeerd door een specifieke oplossing te bieden voor de twee gecodeerde signalen met een maximale scheidingsafstand.