Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 1 ,  Febr u a r y   201 6,  pp . 13 0 ~ 13 I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 1.8 483          1 30     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  The Noise Reduction over Wire less Channel Using Vector  Quantization Compressi on and Filterin g       Iman  E l aw ad y,  Ab del m ou n a i m   Mo ul a y  L a kh dar ,  K h el i f i  M u st aph a   Departement of  Electronic, Tah r i M ohammed University Be char ,  Algeri a       Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received  J u n 29, 2015  Rev i sed   Sep 7, 20 15  Accepte d Oct 3, 2015      The transm ission of com p resse d data  over wireless channe l condition s   represents a big  challenge . The  idea of providing  robust transmission gets a  lot of atten tion in field of r e sear ch. In th is paper  we stud y   the  ef fect of  th noise over wirel e ss channel .  W e  use the m odel of Gilbert-E llio t t o  represen t   the wir e les s   cha nnel.  Th e par a m e ters  of  th e m odel  are  s e le ct ed t o  repres e n t   three  cas es  of  ch annel .  As  dat a  f o r trans m is s i on we us e im ages   i n  gra y  l e ve l   size 512x512.  To minimize ban d width usage we compressed th e image with   vector qu ant i za ti on als o  in  this  c o m p re ssion tech nique we stud y   the eff ect of   the  codebook  in  the robustn ess of transmission so we use diff eren algorithms   to generate a codebook for the vector  quan t ization finally  w e  stud y  th res t orat ion eff i ci enc y  of r e c e ived  im age us ing fi lt ering and  indi ce s  recov e r y   techn i que.   Keyword:  Co d e bo ok  g e ner a tio Filterin g   Gilb ert-Ellio t ch ann e l   Indices recovery    Vector qua ntization   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Im an Elawady,   Depa rtem ent of Electronic,  Tah r i M o h a mmed  Un iv ersity,  B.P 417  BEC H A R  (08 000 ), Alg e r i a.  Em a il: i m an elawad y 2 @g m a il. co     1.   INTRODUCTION   The t r a n sm i s si on  of  dat a  ove r n o i s y  chan nel  m a ke us co ncer ne d ab o u t  t h e ro b u st ness  o f   transm ission and t h e effectiveness  of re storation process in case of erroneou s d a ta. Th ere is lo t o f   p a ra m e ters  affect in the  quality of receive d im age.  Som e  researche r s thi n that the  problem  can be  solved by optim i ze    in  th e sou r ce cod i ng  as sh own  in  th e articles [1 ],  [2 ] an d  [3 ], o t h e rs t h ink  th at th so lu tion  ex ists in  th opt i m i zati on i n  t h e cha nnel   codi ng as s h o w n i n  t h e art i c l e s [4]  and [ 5 ] ,  ot her g u esse s t h i nk t h at   we  sho u l d   m a ke com b i n a t i on   bet w een   t h e s o u r ce a n d  cha n nel  co di ng  o r   w h at   w e  cal l  j o i n t  s o urce  cha n nel  c odi ng  (JSCC) as sh own in  t h e artic les [6 ], [7 ] an d   [8 ], i n  th is prop o s ition  t h ey th ink   we  h a v e  to   o p tim ize  th e sou r ce  and t h e cha n n e l  codi n g  acc or di n g  t o  t h chan nel  co n d i t i ons  whi c h i s  un pre d i c t a bl e  and  de pen d i n g o n   p r ob ab ility also  it co nsu m es lo o f  ti m e  an d resou r ces of  p r o cessi ng   u n it  b ecau s e th ey are iterativ e   alg o rith m s .     I n  t h e o p t i m i z at i on o f  t h e so urce c odi ng t h ey  depe nd  on  addi ng s o m e  trans f orm s  t o  enha nce t h e   q u a lity o f   recon s tru c ted  im ag e b u t  t h is is not a g u a ran t ee t h at th e tran sm i ssio n  is  ro bu st  o r  t h at go ing  t o  m a k e   the restoration  process m o re efficien t with  less p r o cessi n g ;   h o wev e r in  th e  channel coding they create  som e   al go ri t h m   t h at   add s o m e  dat a   as sho w n i n  t h e art i c l e s [9]  and [ 1 0]  (co rrec t or bi t s  or a dd  som e  redun da n c y )  i n   t h ori g i n al  i n f o rm at i on o r  c h angi ng  t h e  dat a  o r ga ni zat i o (interleavi n g) i n   way that  we  ca n estim ate or  guess   th e o r ig i n al in form at io n  as sh own  in  th e article [1 1 ]  o r  get it  fro m   th e redun d a n t  d a ta wh ich  is in  gen e ral    m i nim i ze t h e c o m p ressi o n  rat i o an d m a xi m i ze i n   ban d w i d t h   usa g e.    The vect or  quantization provi des hi gh  efficiency  as  a source coding technique with hi gh  co m p ression   ratio   and  reason ab le qu ality;  h o wev e r we  can k e ep  th is  en h a n cem en t after tran sm issi o n As  sh own  in  th e article [1 2 ]  th at  th e in d i ces are  tran sm it te d ov er a n o i s y  chan nel ,  w h i c h i s   o bvi ou sl y   m o st  oft e the case, trans m ission errors  usually  occur (the receive d indices are no t all the sa me of the trans m itted  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  13 0 – 13 8   13 1 in d i ces). Sin ce th e v ector  q u a n tizatio n  is a blo c k  co d i n g   tech n i q u e  t h e erro r also  will b e  all th e p i x e ls in  the  bl oc k a nd t o  m a ke  re st orat i o n i t  bec o m e s a  bi g c h al l e n g e    beca use we  d o n t  ha ve a n y  i n f o rm at i on ab out  t h e   nat u re of pi xel s  t h at  cont ai ns  i n  t h at  bl ock.  Our  pr op osi t i on  based  on w o r k i n g o n  t h e nat u re of i n di c e s by   u s ing  d i fferen t  co d e b ook s and  try to  co llect in g  so m e  d a ta   th at will b e  se n d  an d  use in  resto r ation  p r o c ess to  st udy  t h e  i n fl u e nce  of c h a ngi ng  t h e c o deb o o k  creat i o n i n  t h e rece pt i o and  rest orat i o n  pr ocess  an d i n  t h e   q u a lity of receiv e d im ag e.  Th is p a p e r is o r g a n i zed  as  fo llo ws in  th first p a rt we try to  in trodu ce th e con c ep t of th v ector  q u a n tizatio n  an d  t h g e n e ratio n   of ind i ces t h at will b e  tr an sm it ted  o v e r t h e ch ann e l, after th at th e creatio n   of  co d e bo ok  u s i n g  two   d i fferen t  ap p r o a ch es, than  th e p a ram e t e rs u s ed  fo r the  m o d e l o f  Gil b ert-Ellio t as  wireless  ch ann e l. In  th i r d   p a rt we  will in trod u c e a tech n i q u e   o f   rest o r ation  (i n d i ces recov e ry ). Fi n a lly we p r esen t  th si m u latio n  results, d i scussion   an d con c lusion.      2.   VECTO R  QU ANTIZ ATIO N   Recently im ag e com p ression, especia lly at low  bit rate, ha s assum e a major  role in  applications   suc h  as  st o r a g on  l o w m e m o ry  de vi ces , na rr o w - b a n d  cha n n e l  t r a n s m i t t i ng,  wi rel e ss t r a n sm i t t i ng a nd  st ream i ng dat a  on t h e i n t e r n et  [13] . S h an n on  fi rst  su gge s t ed t h at  enco d i ng a seq u e n c e  of sam p l e s from   sou r ce ca p r ovi de  bet t e r r e sul t  t h a n  e n c odi ng  i n di vi d u a l  sam p l e s i n  t e rm s of co m p ressi on e ffi ci ency   [14].Im a ge  Dat a   com p ression using vector quanti zation (VQ)  has  recei ve d a l o t of attent ion.    Since VQ has a  high  coding effici ency a n sim p le decode r arc h itecture ,   it is very s u ita ble for low- b it rate ap p licatio n s Th g e n e ral  VQ algorith m  h a s th ree m a in  step [15 ]   Fi rst  di vi de t h e  im age i n t o  bl o c ks  (us u al l y  t h ey  are  2x 2,  4 x 4 8 x 8 ,   or  1 6 x 1 6 ) .       Aft e r  t h at  a  co deb o o k  wi t h  b e st  est i m a t i on of  bl ocks  i s  c o nst r uct e d a n d i nde xe d.     Fin a lly, th o r i g in al im ag e b l o c ks ar e su b s ti tu ted   b y  th e ind e x of   b e st esti mate co d e   f r om   th e cod e book   The basic  pri n ciple of ve ctor qua n tization is to  m a tch each input v ect or  with a code-ve c tor in the   code b o o k  s o  t h at  t h e di st o r t i on bet w ee n t h e i n p u t  v ect or and the chosen code - v ect or i s  m i nim u m  [14] Qu an tizatio n  is an  irrev e rsib le p r o cess so  t h ere is no   way to find  th o r i g inal v a lu e fro m  t h e qu an tized   valu e   [1 6] . The  di ffe rence  bet w ee n  t h e i n p u t  and  out put  si g n al of t h qua nt i z e r  ge nerat e  t h qua nt i z i ng e r r o r ,  or   qua nt i z i n g  noi s e   [ 17] .           Fi gu re  1.  Vect or  q u a n t i zat i o n  p r oce d ure       3.   GENER A TIO N  O F   CO DEBOOK   The o b j ect i v e  of co deb o o k  desi gn i s  t o   m i nim i ze the  com b ined  recons tru c tion   erro r ov er a  represen tativ e train i ng  d a ta set.  If th e train i n g  set  is rep r esen tativ e, th e d e sig n e d  cod e b o o k   will  m i n i mi ze th reco nst r uct i o err o of  i n put   dat a  h o w e ve r,  except   fo r t h e case o f  ve ry  sm al l  dim e nsi on. C o deb o o k  si ze,  and/ or  t r ai ni ng  set s  ex ha ust i v e sea r ch  f o t h e set   of  codeb ook   v ectors th at m i n i miz e d  th e to tal error is  i n t r act abl e  p r o b l e m  [18] . A  g l obal  co de bo o k  has  o n e c ode bo o k  f o r a cl as s of i m ages. T h e co de bo o k  i s  bei n deri ved  fr om   vect o r s o f  al l  im ages i n  the class. It is less ove rhead as  c o m p ared to local code book due  t o   whi c h i t  ha s l o wer  pe rf orm a nce.      ENCODER DECO DER Ou t p ut  i n dex I npu vector  Out put   vecto r   Decode r      code b o o k   Enc ode code b o o k Indices   C ode -vect ors  000  001  010     .              111  000  001  010   111  Searc h   Loo kup  Channel   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Th e N o ise Redu ctio n o v er Wi reless Cha n n e l  Using   Vecto r   Quan tiza tion  C o mp ressi o n  and  …   ( I m a n El a w ady)   13 2 3. 1.   B a si c SO M Al g o ri thm   Ko h one n pr o p o se Sel f - O r g ani zat i o M A (S OM ) f o r u n su pe rvi s e d  ne ural  net - wo rk   i n  19 8 0   [ 1 9] In itially SOM  is train e d with th e rando m l y in itialized  we ig h t   v ectors and   g e n e rate an  i n itial co d e bo ok . Th in itial Co d e boo k Gen e ratio alg o rith m  is su mmarized  as fo llo ws [20 ] Step  1:  Transform  the facial im ages  i n  d a taset to  in t e n s ity v a riation  v ect o r s, and   co m b in e all d a ta to g e th er  in to   o n e  train i ng  set.  Step   2 :   Sp ecify th size o f  t h e cod e bo ok  to   N  an d in itialize th e co d e v ect o r b y   usin g  con tin uous in ten s ity  vari at i o n vect o r s.   Step  3:  Select a ne w training  vect or from  the traini ng set.  St ep  4:   Fi nd  t h best   m a t c hi ng c o de vect o r  cl ose s t  t o  t h e  t r ai ni ng  v ect or.   Step   5 :   Mo v e  th b e st-match in g  and  i t s n e ighb or hood  co d e v ector s t o w a rd s th e tr ai n i ng   v ector Step  6 :   Rep eat  fro m   Step  3  u n til  th e map   con v e rg es.    3. 2.   B a si c L B G Al gori t hm   The de si g n  o f  opt i m al  vect or qua nt i zers  wer e  pr op ose d  an d  ext e nsi v el y  st udi e d  by  Li n d e ,  B u zo , a n d   Gray using a clustering approac h and  is referred  to  as th e LBG al g o rith m  [2 1 ] Th is algo rithm is a   gene ral i zat i on  of t h Ll oy d - M a x desi gn al go ri t h m  for sc al ar q u ant i zat i on  [2 2] . T h e L B G al go ri t h m   and  ot he r   vari at i o ns o f  t h i s  al go ri t h m  are base d u p o n   m i nim i zi ng a di st ort i o n m e asure  whi c h re p r esent s  t h pen a l t y  or  cost  ass o ci at ed  wi t h  t h e m a pp i ng.  T h e LB al go ri t h m  for c ode b o o k   ge ner a t i on i s  as  f o l l o ws:  [ 2 3]      St ep  1.   Gi ve n a n  a r bi t r ary  c o deb o o k ,  enc o de eac h i n p u vector ac cording t o  t h nearest - nei g hbor criterion.  Use a d i stan ce m e tric to  co mp are all th e i n p u t   v ect ors  to  the e n code vectors, a n d the n  s u m  these  err o rs  (di s t a nc es) t o   pr ovi de  a di st ort i o m easure.  If t h e di st ort i o n i s  eno u gh sm al l (l ess t h an a   p r ed efi n ed thresh o l d ) , th en   quit. If  no t,  g o  to   th e step 2.     St ep  2.   For eac h c ode bo o k  ent r y ,  c o m pute the Euclidean cent r oi d of all th e i n p u t  vect ors e n c o ded i n t o  t h at   specific c o debook  vector.     Step  3:  use t h e c o m puted ce ntroids a s   the new  code book,  and go  to step 1.      4.   TRANSMISSION  CHANNEL (GILBERT-ELLIOTT)  Du ri n g  t h e 1 9 80s , t h e em ergence o f  di gi t a l  com m uni cat i o n base d o n  di g i t a l  t echnol o g i e s pr om ot ed   t h e seco n d  ge n e rat i on  of m o b i l e  co m m uni cat i on sy st em  an d i t s  st anda rdi zat i on de vel o p m ent ,  t h e ap pl i cat i o n   o f  d i g ital techn o l o g i es no on ly in creased  syste m  cap acity, bu t also  m a d e   wireless busin ess  qu ality m o re   reliab l e [24 ] Th e Gil b ert-El lio tt  m o d e l, o f ten  u s ed  fo r t h m o d e lin g   o f   a d i screte ch ann e l with  m e mo ry, is  sim p l y  a  M a rk ov c h ai of t w o st at es : a state "GOOD" a n d "BAD" a n d that  within eac h state, the channel  beha ves  as a B S C  o f  B E R   Є G ’ in ca se  of t h e state "GOOD" and  Є B ’ in c a se of the  state "BAD"   We co n s i d er, in  th fo llowing, th r ee  differe n t channels that  param e te rs are  gi ve n i n  T a bl 4. C h an nel   prese n t  t h e   m o re bad  t r an sm i ssi on c o n d i t i ons  wi t h  a n  ave r age  d u rat i on  o f  fa di n g   (cha n n el  i n  t h e st at "BAD" ) four t i m e s greater than that of channels 2 a n d   3. It rem a in s 8 0 % o f  th e ti m e   in  th e state "B AD".  Howev e r, ch ann e l 3  rem a in s o n l y 20 % of the ti m e  in  th is s t ate. No te th at th e BER o f  th e state "BAD" is 1 0 %   for the  three c h annels c o nsidered and t h e m ean BERs  of  t h ese c h a nnels   are re spectivel y of the  orde of 8%   fo r c h an nel   1,  5%  fo r c h a nnel  2 a n 2 %  f o r   chan nel   3.       Table  1.  Param e ters of t h e c o nsidere d  c h anne ls    Channel 1   Channel 2   Channel 3   Є G  BER f o r the sta t e “ GOOD”  0.001  0. 001 0.001  Є B   BE R for  the state “BAD”  0. 0. 0. P GB  : Probability of transition fro m  th e "G OOD " to state  "BAD 0.005   0.005   0.0012 5   P BG  : Probability of transition fro m  th e"BA D "  to state  "GOOD 0.0012 5   0.005   0.005   P G  : P r obability th at the channel is in  state "GOO D"  0.2  0.5  0.8  P B  : Probability tha t  the channel  is in  state “ b ad”  0.8  0.5  0.2  m e an BE R   0. 0802   0. 0505   0. 0208   Aver age length in  bits of a fadin g  ( r e side nce tim e  in  the state " B AD")  800   200   200       5.   IND I CES  RE CO VER Y   Thi s   t e c hni que   de pe nds  on c o l l ect i ng som e  veri fi cat i on i n f o rm at i on (bl o c m ean and com p l e xi ty  vari at i o n)  i s  e m bedded i n t o   t h e i n di ces  of   t h e V Q  e n c o d e d dat a . Fi rst ,  we di vi de   t h e  i ndi ces  m a t r i x   (c ode  vectors) into s u blocs  of siz e  w× w. for ea ch i ndice  we calcu l ate th e abso lu te  differe n ce bet w een it  vector  mean value  a n d the m e dian m ean va l u e of nei g h b o r i n g   co de vect or . Aft e r   t h at , we   kee p   t h e   m a xi m u m   abs o l u t e  di ffe r e nce fo eac h w×w   su b bl o c .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  13 0 – 13 8   13 3     Figu re  2.  Ve rif i cation in fo rm ation       In rece ption we  have  the rece ived  i ndi ces m a t r i x  t h at  c ont a i ns so m e  erroneous indices.  We calculate  in reception the sa m e  information in  em ission. The n  we c o m p are it with  the origi n al inform ation rec e ived  whic h is the maxim u m  for w×w sub  bloc . If the calculated  value is  higher than the  m a we re place it with the  m e di an  val u e o f  nei g hb ori n g   i ndi ces .       6.   NOISE  DETE CTIO N   Seve ral  se que n ces are  ge ne rat e d u ri n g  t h e i m pul se det ect i o n  p r oced u r e.  The  fi rst  i s  a s e que nce   o f   ori g i n al  i ndi ce m a t r i x  and i t s  vect or m eans, x(i , j) a n d M x (i ,j ) res p ect i v el y .  (i ,j) i s   posi t i on  of i n di ce, i t  can b e    i   M, 1   j    where M and  N are the  num ber  of t h e indi ces  in horiz ontal a n d ve rtical direction  resp ectiv ely, Th e second  is a v a riation  m a trix , f(Mx(i,j))  is  use d  to indicat e whethe the indice at (i,j) in noisy  indices detecte d  as noisy or noise free. T h e third is  a seque nce of rece ived indi ces matrix and its  means,  x’ (i,j) a n d M x ( i,j)  respecti v ely  [9] .           Fig u re  3 .  Blo c k   d i agram  o f  propo sed Filter      1.  Let s  t a ke  a ( 2p+ 1 ) ×( 2p+ 1 )   wi n d o w  a r ou n d  M x (i , j )  m eans M x (i + k , j +l whe r -p  (k ,l)    p,   an d p 1 .  W h er   ) , ( 1 ) , ( 1 j i x q q j i Mx q q k k   (1 )     x k  i s  t h e  g r ay  l e vel  o f  c o de  ve ct or  pi xel .  q× i s  t h bl oc si ze  o f   qua nt i f i e d  p i xel s .   2 .   Find  Med i an v a lu e of  t h is  w i nd ow  m ( i,j )       m ( i,j)=M edian [ M x (i+ k , j +l)]  (3 )     3.  Find a b s o lut e  differe n ce  be tween  M x (i, j and  m ( i,j), a n assign     ) , ( ) , ( )) , ( ( j i m j i x j i Mx f   (3 )     4 .   F i n d  t h e ma x i mu m v a l u e  o f  f  f o r  1  (i,j)   w  5 .  Send   j u st t h is m a x i m u m  v a lu es with   orig i n al ind i ces  m a tri x x(i , j ) .   we  have  N V  =M × N / w × w  val u es.  Thi s   is n e g lig ib le.  6. i n  the  recei ver, Calculate     ) , ( ' ) , ( ' )) , ( ' ( j i m j i x j i x f   (4 )     Wi t h  :       m ’(i,j)=M e dia n [M x’ (i+k, j +l) ]  (5 )   Input noisy ind i ces  Switch  Filtered  indices   Switching  mec h anis base d o n  no ise  det e ct io Median filterin g   No  Filtering   Start  Calculating the  mean value for  each vector in  the codebook   Calculating the  complexity va lue  f o r  eac h  vect o r   in  t h e co debo o k   Information of  co debo o k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Th e N o ise Redu ctio n o v er Wi reless Cha n n e l  Using   Vecto r   Quan tiza tion  C o mp ressi o n  and  …   ( I m a n El a w ady)   13 4 7 .   If f(Mx’(i,j )) > m a x  [f(Mx(i,j))]  x (i,j) is  detected  as  n o i sy th en  t h e esti mated  v a lu e of x’(i,j ) will    be m odi fi ed  as     otherwise j i x erroneous is j i x if j i m j i x ) , ( ' ) , ( ' ) , ( ' ) , (   (6 )     After all th at we m a k e  th e sa m e  alg o r ith m b u t  we  rep l ace th e o r i g in al in d i ces m a trix  mean  Mx (i,j)  b y  orig i n al indices m a trix  com p lex i t y  Cx (i,j).    C x (i , j )=m a xk( xk (i , j ) )  -  m i nk( xk (i , j ) )    k= 1,. .,  qx q   (7 )       7.   R E SU LTS AN D ANA LY SIS  Fo r t h e sim u la tio n  we  u s e fou r  im ag es (lena, Bo at, Go ldhill, Pep p e rs) si ze 5 12x 512 , in  th e gray  lev e l, th e b l o c k  size is 4x4 , and   un iv ersal cod e boo k si ze is 256   x 1 6 ,   th e qu ality of  recon s tru c ted imag wi t h o u t  t r a n sm i ssi on  usi n g  L B G c ode b o o k   and  S O M  c ode bo o k  i s   rep r ese n t e d a s  s h o w bel o w:       Tab l 2 .  Th e qu ality o f   reco nstru c ted im ag e (d B )     L B G codebook   SOM  codebook  lena 30. 384 8   29. 703 4   Boat 28. 994 8   28. 096 1   Goldhill  29. 416 0   29. 032 5   Pepper s  25. 879 8   25. 139 6       Fo r tran sm issi o n   o v e r wireless ch ann e l the p a ram e ters  o f   Gilb ert-Ellio tt  m o d e l are selected  as  indicated in ta ble 1. The simulation  results  prese n t: received im age, filtere d, rec o vere d i ndi ces, and rec ove re in d i ces with  filterin g       Figure  4. Received and  restore d   im age (lena )   (left with:  LB G c ode book. R i ght  with : SOM codebook)    10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1. 2 10 -1. 1 16 18 20 22 24 26 28 30 m ean B E R PS N R l ena LB G     rec e i v ed f i l t ered rec o v e ry in d rec o v e ry in d  & f i l t e r 10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1. 2 10 -1. 1 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 m ean B E R PS N R le n a  S O M     rec e i v ed fi l t e r e d rec o v e ry in d rec o v e ry in d  & f i l t e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  13 0 – 13 8   13 5   Figure  5. Received and  restore d   im age (Boat) (left  with: LB G c ode book. R i ght  with : SOM codebook)        Figure  6. Received and  restore d   im age (Goldhill) (left  with:  LBG c ode book. Right with : SOM  code book)        Figure  7. Received and  restore d  im age (Pe p pers) (l eft with: LBG  c ode book.  Ri ght with:  SO M code book)      Before we commen t  in  th ese resu lts we sho u l d  see  th b a ck gro und s of  each   technique for  code book   creat i o n  an d t h e rel a t i ons hi bet w ee n c ode   vect o r s i n  t h e  c ode w o r d .   10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1 . 2 10 -1 . 1 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 m ean B E R PSN R Bo a t  L B G     re c e i v e d f ilt e r e d re c o v e ry in d re c o v e ry in d  & f i l t e r 10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1 . 2 10 -1 . 1 18 19 20 21 22 23 24 25 26 m ean B E R PSN R B oat  S O M     re c e i v e d f ilt e r e d re c o v e ry in d re c o v e ry in d  & f i l t e r 10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1 . 2 10 -1 . 1 16 18 20 22 24 26 28 m ean  B E R PSN R G o l dhi l l  LB G     re c e i v e d f i l t er ed re c o v e ry in d re c o v e ry in d  & f i l t e r 10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1 . 2 10 -1 . 1 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 m ean B E R PSN R G o ld h i ll S O M     re c e i v e d f ilt e r e d re c o v e ry in d re c o v e ry in d  & f i l t e r 10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1 . 2 10 -1 . 1 16 18 20 22 24 26 28 m ean  B E R PS N R P e pper s  L B G     re c e i v e d f i l t er ed re c o v e ry in d re c o v e ry in d  & f i l t e r 10 -1 . 6 10 -1 . 5 10 -1 . 4 10 -1 . 3 10 -1 . 2 10 -1 . 1 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 m ean B E R PS N R P e p per s  S O M     re c e i v e d f ilt e r e d re c o v e ry in d re c o v e ry in d  & f i l t e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Th e N o ise Redu ctio n o v er Wi reless Cha n n e l  Using   Vecto r   Quan tiza tion  C o mp ressi o n  and  …   ( I m a n El a w ady)   13 6 As m e nt i one i n  [ 2 5]  an [ 2 6]  t h e m a i n  di ffe rence  bet w e e n LB G a n d S O M  al g o ri t h m s  i s  i n  t h e   or der  of t h e c ode vect o r  i n d e xes. T h e LB G al go ri t h m  does n o t  de fi ne  any  or der i n  t h e code b o o k ;  t h code w o r d s f o r t h e m odel  vect or ca n be sel e c t ed arbi t r a r i l y . On t h e ot h e h a nd t h e co de bo ok t r ai ne d usi n g t h e   SOM algo rithm h a s an  in tern al o r d e r,  ad j a cen t cod e boo k en tries. Th is is  due t o  the fa ct that SOMs use t h e   m e thod of com p etitive learning [27]. Fo r m o re details the articles [28] a nd [29] provide m o re inform ation  abo u t   di ffe re nc es i n  c o deb o o k  creat i o bet w e e n LB G a n d  S O M  al g o ri t h m s   That’s why the sim u lation results  show that  SOM provi d better res u lts for recei ved image beca use   ev en we g e t an error in ind i ces th e erron e ou s in d e x   will b e   clo s e to th orig in al  o n e   After th e restoratio n   p r o cess  th e co m b in atio n  b e tw een  ind i ces recov e ry an d  stand a rd  med i an  filter  provide the bes t  result howe v e r  we can’t be nefit on th is im provem ent achieved in recei ve d im age using  SOM  code b o o k   fo r r e st orat i o n p r oc ess. Th e col l e c t ed i n f o rm at i on usi ng  LB G c ode b o o k   fo r i n di ces rec ove ry  wi l l   be with hi gh precision  because there is big diffe re nce  bet w een c ode vect ors s o  all  colle cted inform ation ca speci fy  t h e ri g h t  bl oc k f o r re cove ry  p r oces s  ho we ver i n   S O M  co deb o ok  t h e col l ect ed i n f o rm at i on can ’t  gi ve   us  or  det ect  a  s p eci fi bl oc k i n  t h e  rec o very   pr ocess .   Also  we sh ou l d n’t forg et th at th e q u a lity o f  recon s tru c ted i m ag e u s in g  LBG is b e tter th an  SOM.  Th ere are m a n y  articles p r opo se a so l u tio n   as sho w n  in  [30 ]  we can  enhan ce th q u a lity o f  im ag e b y   u s ing  Savi t z ky - G ol ay  pol y n o m i al ; i n  art i c l e  [3 1 ]  t h e enha nce m ent  can be a c hi eve d  by   usi ng  o p t i m a l  Koh o n en   to po log i cal m a p  to   d e term in e th e op ti m a l co d e boo k  and  also  avo i d  t h e prob lem  o f  "d ead   u n its" th at can   arise   for ex am p l e with  th e LBG al g o rith m ,  an o t her sugg estion  to  so l v e th is  p r o b l em  is  m e n t i o n e d  in  articles [32 ]   and  [ 3 3]  by  a p pl y i ng  hi era r c h i cal  SOM .   Th sim u lat i o n   resu lts prove th at  we can enh a n ce the  q u a lity of  receiv ed im ag e u s ing   SOM   co d e bo ok  also prov id e an efficien restoratio n  tec h n i q u e  u s i n g no ise  redu ction  an d m e d i an  filter. Our  su gg estion  l o ok  sim p le an d easy co m p ared  with   o t h e r sugg estion s   wh ich m a k e  u s  in terested  to m a k e  lo t of  researc h  base d on   p r op ose d   s o l u t i on.       8.   CO NCL USI O N   In this pa pe r we provide a  suggestion tha t  can  i m prove  the quality of receive d image without   m i nim i ze t h e c o m p ressi o n  rat i o o r  m a xim i ze t h ban d w i d t h  usa g e as  s h o w n i n  [ 2 8]  an [ 29] .  O u r  s u g g e s t i on  depe n d i n on  t h e rel a t i o n s hi p bet w ee n p r o duce d  i ndi ces  i n  t h e c ode vec t ors.  We al s o  t e st  t h e effi ci e n cy  of   r e stor atio n  i n  th is case to   b e n e f it fr o m  th m a x i m u m  i m p r ov em en t ach iev e d .   Th u s e o f  SO M co d e b ook  p r ov id es  g ood q u a lity o f   receiv e d  im ag e co m p ared   w ith  LBG  cod e bo ok We also d i scov ered  that th co m b in atio n  between  ind i ces recov e ry and  stan d a rd  m e d i an  filter p r ov id e th e b e st resu lt s. Howev e r, we stil l   have a  pr o b l e m  i n  rest orat i o n p r oce ss t o  s p eci fy  t h e col l ect ed dat a  i n  S O M  co deb o o k .  The s o l u t i o n c a n be  by   usi n g m e t hod s  sh o w n  i n  [ 3 0 ] , [3 1] [ 32]  a n d  [ 3 3]  o r   by  usi n g  t r a n sf or m s  t h at  can a n al y ze t h e i m age t o   i m p r ov e th e quality o f  recon s tru c ted  im ag e an d also h e l p   u s  to  co llect in fo rmatio n  with mo re precision     REFERE NC ES   [1]   Jun  Chen,Tob y  Berger .Robust Distributed  Sour ce  Coding I E EE Transactions on Information  Theory . August  2008; 54(8); 338 5-3398.  [2]   S.K. Muttoo, S u shil Kumar .Robust Source Coding Steg anog raphic  Techn i q u e Using Wavelet Transforms.  International Jo urnal of Inform ation Techno log y  Bharat i Vidya p eeth’s Institute of  Computer Applications  and  Management ( B VICAM) . New D e lhi, December,  2009; 1(2); 91-9 6 [3]   Michelle  Effros. Robustness to  Cha nnel V a riation in Source C oding for  Trans m ission Across  Nois y  Chann e ls.  IEEE Internatio nal C onference on  Acoustics , Speech and Sign al  Processing. 21- 24 Apr 1997;  4;  2961-2964.  [4]   Mannava Sriniv asa Rao, Boppana Swa ti Laksh m i, Dr.Panakala  Rajesh Kuma r . Wireless Image Transmission over  Nois y  Chann e ls  Using Turbo C odes and De -noi sing Filters International Jo urnal of  Engin eerin g Research  and   Applica tions . September- October 2012; 2(5) ; 193 6-1941.  [5]   Laura  Toni, Yee Sin Chan, Pamela C.  Cosm an, L a urenc e  B.  Milst e in .Ch a nne l Co ding for Progres sive Images in  2-D Time-Frequency  OFDM Block W ith Chan nel Estim at ion  Errors.  IEEE Transactions on Image Processin g November 2009; 18(11); 2476 -24 90.    [6]   Wei Xiang, Stev en S. Pietrobon  and S. Adrian Barbulescu  . Iterative Source-Channel D ecoding  fo r Robust Image  Transmi ssion . Australi an Com m unica tion  Theor y  W o rkshop Pro ceed ings. 2003 05-07.  [7]   Ch. Rama Krish n a Redd y ,  M.Padmaja,  Dr.  K . Sri Rama Krishna,   K. Prasuna  .Imag e  Transmission Using Adaptive  Channel Coding  for Electro n i Toll Coll ect ion S y s t em Interna tional Journal o f  Electronics  &  Communication  Technology ( I JECT) . June 2011;  2 (2); 60-65 [8]   Jianfei C a i, Ch ang Wen Chen. Robust Joint  Source-Ch annel Coding for Image Tr ansmission Over Wireles s   Channels.  IEEE Transactions  on Circuits  and  Sys t ems for Video  Technolog y . September 2000; 10  (6); 962-966 [9]   A. Moulay   Lakh dar, M. Beladgh am ,  M. Ana n e,  Be n Aissa .  M N oise   reduction of   VQ Encoded Medical.  Computin g   and Control  App licat ions ( CCCA)  IEEE Con f eren ce . Tun i sia M a rch 2011; 1-6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  13 0 – 13 8   13 7 [10]   Usama S.   Mohammed,  H. A.  Ha mada.  Im age transmission  over  OFDM channel  with rate allocation scheme and  m i nim u m  peak t o  aver age  power  rat i o.   Journal of Telecommunica tions . May   2010; 2(2); 70-78 [11]   Cornelius  Hellg e, Val e ntin a P u l l ano, M a nu el H e ns el, Gi ov anni E. Corazza,  Th omas Schierl,  Thomas Wiegand.  Mobile TV with long Time Interleaving and Fast  Zapping IEEE International Co nference on Multimedia and Exp o   Workshops . 2012.  [12]   Abdelmounaim Moulay   Lakhdar ,  Must apha Khelifi, Mohammed Beladgh am, Mohammed Ben  Ai ssa,Abdesselam  Bassou. Im age Vector Quanti za tion Codec Inde xes Filtering Serbian Journal of Electrica l  Engin eering . June 201 2;   9(2); 263-277 [13]   Xiaofeng Wu, S h igang Hu,  Zhiming Li, Zh ijun  Tang, Jin  Li , Jin  Zhao. Compar isons of Threshold  EZW and SPIHT  Wavelets Based  Imag e Compression Methods.  TELKOMNIKA Indonesian  Journal  of Electrica l Engineering March 2014; 12  (3); 1895-1905 [14]   Ajol Kumar Ray,Tinku  Achar y a. Information Technology  Princip l es and App l ications . Prentic Hall of India,2004 [15]   N.M .  Nas r abad i, R . A. King.   Im age coding  using  vector   q u antization: a review.  IEEE Transactions  on   Communications . Aug. 1988; 36  (8); 957-971 [16]   Yun Q. Shi, Hui f ang Sun.  Image and Video Compression for Mul timedia Engin e ering . CRC Press, second edition ,   2008.  [17]   Zhou Wang  , A l an C . Bovik. M ean squar e err o r love it or  leave it.  IEEE sign al processing m agazine . Janu ar y .   2009; 99-117.  [18]   Ronald G. Driggers.   En cy clop edi a  of Opt i cal  Eng i neer ing . Sep  1,  2003; 2(3).  [19]   Cheng-fa Tsai,  Yu-Jiun Lin.  Ad vances in Image and Video Technology . Pacific Rim Sy mposium on I m age and   Video Techno lo g y  (PSIVT). Tok y o ,  Japan  Januar y   13-16, 2009.    [20]   Qiu Chen, Koji Kotani, Feifei Lee, Tad a hiro  Ohmi . A Codeb ook Design Me thod for Robust VQ-Based Fac e   Recognition Alg o rithm.  J. So ftw are Engin eering   &   A pplications 2010; 3(2); 119- 124.  [21]   Yoseph L, Andres B, Robert M.G. An  algorith m for vector quantizer design I EEE T r ans, on Communications   .Januar y   1980; 2 8 (1); 84-95.  [22]   Al Bovik.  Handbook of Image a nd Vid e Proces sing . Acad emic  Press, 2000.  [23]   Scott E  Umbaugh.  Computer  Imaging: Digital Im age Ana l ysis an d Processing   . C RC Press. Jan 27 , 2005 [24]   Jianbin Xue, Songbai Li.Tra nsmission Performance Res earch  of  Digital  Modulation Signals in  AWGN Channel.  TELKOMNIKA Indonesian Journ a of Electrical  Engineering . Februar y  2013; 11( 2); 991-997   [25]   Abdelkader Amraoui, Pierre Du four.  Robust Vector Quantizatio n for No isy Channels Using a Self-Organizing  Pseudo-Map . R obust Speech R ecogni tion for U nknown Com m u nica ti on Chann e ls Pont-a-Mousson, Franc e  April   17-18, 1997; 13 5-138.  [26]   M. Ettaou il, Y. Ghanou, K. El M outaouakil, M. Lazaar .Image Medica l Compression b y  A new Architectur Optimizatio n Model for the Koh onen Networks.  International  Jo urnal of Computer Theory and Engineering . April  2011 ; 3(2) ;204:210.  [27]   Norbert Ádám . A S p eech Anal ys is  S y s t em  Bas e d on Vector Q u anti zat ion Us ing the LBG Alg o rithm  and S e lf - Organizing Map s Internationa Journal of Com puter and Information Technolog y  . September 20 14 ; 03 (05); 952 - 957.  [28]   As hraf R, Akba r M .  Adaptiv Archite cture  Ne ural Nets  for   M e dica l Im age  Com p res s i on.  IEEE In ternation a Conferenc e  on  E ngineering  of  Int e llig ent .  S y stems , 2006; 1-4.  [29]   Xu, Lixin, Liu,  W.Q., Venkates h , Svetha.  A tw o stage vector quantization approach via self-or ganizing map . in  ICSP'  02 : 6th  In ternational Conf erence on  Signal Processi ng pro c eedings I EEE   Piscataway   N. J. 2 002;1;913-916.    [30]   Tomi Kinnunen, Teemu Kilpeläinen, Pasi  Fränti. Comparison of  Clustering Algo rithms in Speaker Identif ication .   P a ttern  Recogn it ion L e tt ers  ar chi v e.  Els e vier  S c i e nce In c.  New   Y o r k , N Y ,  USA   .October 2011 ; 32(1 3 ); 1604-1617.   [31]   Mohamed Ettao u il,Mohamed Lazaar.  Compression of Medical Images us ing Improved Koh onen Algorithm.  Specia l  Issue of Internationa Journal of Co mputer  Applications ( 0975 – 8 887)  on Software Engineering September 2012; 4 (6);111-1 17.  [32]   G Boopathi, Dr. S. Arockiasam y .  An Image Compression  Appr oach using Wavelet Transform and Modified Self  Organizing  Map .   IJCSI  International Journal  of  Computer Scien ce  Issues. September 2011; 8  (5) ;  1694-0814.  [33]   Cheng-Fa Tsai, Chen-An Jhuang, Chih-Wei Liu. Gray Image Compression  Us ing New  Hierarchical Self- Organizing Map Techniqu e The 3rd Intetnational Confer ence on  I nnovative Co mputing Information  and Con t r o (ICICIC' 08)  IEEE, June 2008; 54 4.      BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS       Im an Elawad was  born in Bechar, Alger i a .   He  rec e ived th e di pl. Li cens e  from  the Univers i t y   of Bechar , Algeria,  in 2009 an d the Master   d e gree  in dig ital communication  s y stems from  University  of Bechar, Alger i a. in  2011. Actuelly he prepare th e doctoral degree  at University  of   Bechar , Algeri a. His  m a in interes t s  are I m age proces s i ng trans m is s i on, com p res s i on,   electromagnetic field and an tenna arr a y .   Correspondence address:  Bechar University Department o f  Electronic,  Be c h ar,  Al geri a,       Em ail:  im anel aw ad y 2 @gm a i l . c o m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Th e N o ise Redu ctio n o v er Wi reless Cha n n e l  Using   Vecto r   Quan tiza tion  C o mp ressi o n  and  …   ( I m a n El a w ady)   13 8   A. Moulay   Lakh dar got the  Engi neering Degr ee i n  Telecom m unication in 2000  at t h e Institut e  of   Tel ecom m unicat ions in Oran. Magister was the  s econd degr ee in  Signal and t e lecom  at Djillal i   LIABES university  of Sidi Bel  Abbes in 2003.  Fr om 2004  up p r esent, he worked in the Bechar   University  as lecturer .  Since M a y  2009, h e  gradua ted PhD Es  Sciences at  Sidi  Bel Abbes.  He  do his  res earch  act ivit y a t  the B echar Univ ers i t y  and Com m unications , Arch ite ct ure and M e di Labora t or y (CA M R) (Djilla li  Li abes Universi t y ) .  His rese arch  in terests  are Im ag e tr ansm ission,   Image processing, and  digital transmission  performances. C o rrespondence  address: Bechar   Univers i t y ,  Dep a rtm e nt of  E l ec tr onic,  Be char , Al geria ,     Email: moulay lakhdar78@ y a hoo .fr         Khelifi Mustaph a   was  born in Ai n s e fra, Na am a.  He rec e ived  the  degree  in e l e c tri cal  engin eerin g   from the Univ er sity  DR Moulay Tah a r Saida, Al geria,  in 2009  and the Master  d e gree in  signal  and digital  communication from  University  of B ech ar , Alger i a.in  2011. Actuelly he prepar es the  doctora l degre e  at Univers i t y   of Bechar , Alg e ria .  His  m a in inter e s t s  are Im age proc es s i ng,  compression, channel and  source  coding Co rrespondence address:  B e char Univers ity Department o f  Electronic,  Be c h ar,  Al geri a,       Email: Khelif i_ m@y a hoo.fr     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.