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Contrastive Learning-Based Semantic Communications

delete2024-10-01
delete10
delete
OA
AI
S
Shunpu Tang
Q
Qianqian Yang
L
Lisheng Fan *
X
Xianfu Lei
A
Arumugam Nallanathan
G
George K. Karagiannidis
DOI:10.1109/TCOMM.2024.3400912delete
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摘要

摘要

En 中文
最近,人们对基于学习的语义通信越来越感兴趣,因为它可以使有意义的语义信息的保存优先于传输符号的准确性,从而提高通信效率。然而,现有的基于学习的方法在定义语义级别损失方面仍然面临限制,并且通常难以在保留语义信息和保留复杂细节之间找到良好的折衷。此外,在没有下游模型支持的情况下,现有的语义通信方法不能有效地训练语义编码器和解码器。为了解决这些局限性,本文提出了一种基于对比学习 (CL) 的语义通信系统。首先,受实际观察的启发,我们引入了语义对比损失的概念,并提出了一种语义对比编码 (SemCC) 方法,该方法将传输过程中的数据损坏视为CL框架内的一种数据增强形式。而且,我们提出了一种语义重新编码 (SemRE) 操作,该操作使用部署在接收器处的语义编码器的副本,以在下游模型不可访问时指导整个训练过程。此外,我们分别设计了SemCC和SemRE方法的训练过程,以平衡语义信息和复杂的细节。最后,进行了仿真,以证明所提出的方法优于竞争方法。特别是,我们的方法在带宽压缩比为1/24的CIFAR-10数据集上实现了高达53% 的显着精度提高,并且随着带宽压缩比的提高,还获得了可比较的图像重建质量。
Keyword:
Semantic communication
contrastive learning
joint source-channel coding
image transmission
Semantic communication
contrastive learning
joint source-channel coding
image transmission

期刊

IEEE Transactions on Communications 封面图
IEEE Transactions on Communications
IF:
8.3
论文数:
1.2W
被引数:
3.6W

机构

S
Southwest Jiaotong University
学者数:
2.9W
论文数: 2.1W
被引数: 2.3W
Q
Queen Mary University London
学者数:
2.0W
论文数: 1.5W
被引数: 327
G
Guangzhou University
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1.8W
论文数: 1.3W
被引数: 1.8W
U
university of london
学者数:
21.5W
论文数: 19.7W
被引数: 305
Z
zhejiang university
学者数:
17.7W
论文数: 12.1W
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