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Cross-Modal Generative Semantic Communications Powered by Semantic Knowledge Base

delete2026-01-01
delete1
PRE
AI
Z
Zechuan Fang
M
Mengying Sun
S
Sen Wang
X
Xiaodong Xu *
H
Haixiao Gao
J
Jinghong Huang
S
Shujun Han
P
P. Zhang
DOI:10.1109/TNSE.2025.3650269delete
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摘要

摘要

En 中文
生成式人工智能(GAI)的快速发展为语义通信(SemCom)开辟了新的途径。本文提出了一种统一的跨模态生成语义通信框架CG-SemCom,由共享语义知识库(SKB)提供支持。CG-SemCom利用GAI技术作为发射端的语义提取器和接收端的生成重建器,实现灵活且可解释的跨模态传输。我们进一步开发了VCG-SemCom,这是CG-SemCom面向视觉传输的实现。具体而言,发射端采用视觉语言大模型(vLLM)提取以视觉差异描述形式呈现的简洁语义信息,并通过联合信源信道编码(JSCC)传输。在接收端,基于扩散模型(DM)的生成重建器合成目标图像。引入了针对共享SKB定制的知识检索机制,以指导语义提取并确保一致性。此外,提出了一种深度强化学习(DRL)驱动的推理代理,以动态优化接收端的生成过程。为解决由知识错位和模块不匹配引起的语义噪声问题,引入了双级错误检测和重传机制。此外,我们提出了一种新的生成相似度度量标准,用于在不访问原始图像的情况下评估重建质量。大量实验表明,所提出的VCG-SemCom在信息传输效率方面优于SemCom基准方案,语义保真度提高6%,带宽消耗降低4倍以上。
Keyword:
Semantics
Receivers
Transmitters
Image reconstruction
Visualization
Data mining
Semantic communication
Knowledge based systems
Training
Measurement
Cross-modal transmission
generative semantic communication
semantic knowledge base (SKB)
vision-language large model (vLLM)
diffusion model (DM)

期刊

I
IEEE Transactions on Network Science and Engineering
IF:
7.9
论文数:
2.6K
被引数:
10.0K

机构

B
beijing university of posts & telecommunications
学者数:
1.4W
论文数: 1.2W
被引数: 9
C
China Mobile
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