O que é codificação de fonte distribuída?

Na teoria da comunicação e informação, a codificação de fonte distribuída (DSC) é um problema crucial que descreve a compactação de fontes de informação correlacionadas em múltiplos, mas que não podem se comunicar. O DSC permite paradigmas de relacionamento na codificação de vídeo que trocam a complexidade de codificadores e decodificadores, representando uma mudança conceitual no processamento de vídeo. Uma correlação com muitas fontes pode ser modelada entre os códigos de canal e os lados do decodificador, permitindo que a codificação de fonte distribuída mude a complexidade computacional entre o lado do codificador e o lado do decodificador. Isso fornece uma estrutura apropriada para aplicativos que possuem um remetente com complexidade complexa, como uma rede de sensores ou compactação de vídeo.

Dois homens chamados Jack K. Wolf e David Slepian propuseram um limite teórico de compressão sem perdas em relação à codificação de fonte distribuída, que agora é chamado de teorema de Slepian-Wolf ou limite. O limite foi proposto em termos de entropia com fontes de informação correlacionadas no ano de 1973. Uma das coisas que eles foram capazes de apresentar foi que duas fontes separadas e isoladas são capazes de comprimir os dados com eficiência e como se as duas fontes se comunicassem diretamente entre si. Mais tarde, em 1975, um homem chamado Thomas M. Cover estendeu esse teorema a um exemplo de mais de duas fontes.

Na codificação de fonte distribuída, várias fontes dependentes são codificadas com decodificadores e codificadores de juntas separados. O teorema de Slepian-Wolf, que representa essas fontes como duas variáveis ​​diferentes, assume que dois sinais separados e correlatos vieram de fontes diferentes e não se comunicavam. Estes são os codificadores e seus sinais são transferidos para um receptor, que é o decodificador que pode executar o processo de decodificação conjunta de ambos os sinais de informação. O teorema tenta resolver qual é a taxa de probabilidade do receptor decodificando um erro e se aproximando de zero, que é representado como sua entropia conjunta. Como Wolf e Slepian provaram em 1973, mesmo que sinais correlatos sejam codificados separadamente, a taxa combinada é suficiente.

Embora esse teorema postule teoricamente que isso é possível na codificação de fonte distribuída, os limites da teoria não foram realizados nem foram abordados de perto em aplicações práticas. Dois outros cientistas, Ramchandran e Pradhan, tentaram resolver como atingir esse limite teórico e demonstrar a plausibilidade do teorema de Slepian-Wolf. Eles tentaram isso fornecendo uma solução específica para os dois sinais codificados com uma distância máxima de separação.