發(fā)布時(shí)間：2020-03-19 07:03

【摘要】：分布式視頻壓縮感知技術(shù)是應(yīng)急服務(wù)視頻傳感技術(shù)中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。本文針對(duì)應(yīng)急服務(wù)視頻傳感系統(tǒng)的特殊需求,對(duì)分布式視頻壓縮感知理論中的采樣算法和重構(gòu)算法進(jìn)行深入研究,并將其應(yīng)用到應(yīng)急服務(wù)視頻系統(tǒng)中。首先,為解決在視頻系統(tǒng)的編碼端采樣次數(shù)過多、能耗過大等問題,本文提出了一種基于時(shí)間相關(guān)性的自適應(yīng)采樣算法,通過每個(gè)圖像塊信息占視頻圖像組的大小來分配采樣率,并結(jié)合模式判別,計(jì)算出各個(gè)小塊的采樣率來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)采樣分配。仿真結(jié)果表明,在相同總采樣率下,與傳統(tǒng)的采樣算法相比,所提出的算法重構(gòu)質(zhì)量更高,且減少采樣次數(shù)帶來的能量節(jié)省遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了該算法引起的額外能量消耗。其次,針對(duì)視頻系統(tǒng)中某些視頻重構(gòu)效果不均的問題,本文提出了一種基于時(shí)間相關(guān)性的自適應(yīng)重構(gòu)算法,在無反饋的分布式視頻壓縮感知模型的基礎(chǔ)上,對(duì)非關(guān)鍵幀的每個(gè)塊進(jìn)行模式判別,將非關(guān)鍵幀與前一幀的殘差編碼傳輸;在重構(gòu)時(shí),按照模式判別的結(jié)果自適應(yīng)地選擇的重構(gòu)方式,避免了部分不必要的邊信息計(jì)算。仿真結(jié)果表明,該算法能在較少的運(yùn)行時(shí)間情況下,重構(gòu)出高質(zhì)量的視頻圖像。最后,針對(duì)應(yīng)急服務(wù)視頻系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景,本文將所提出的自適應(yīng)采樣算法和重構(gòu)算法應(yīng)用到應(yīng)急服務(wù)視頻傳感系統(tǒng)中,相互結(jié)合并提升系統(tǒng)性能,使得視頻信息處理更加穩(wěn)定、快速。仿真結(jié)果表明,在低采樣率時(shí),本系統(tǒng)的重構(gòu)視頻的峰值信噪比高于其他系統(tǒng),且重構(gòu)時(shí)間明顯低于對(duì)照組的系統(tǒng)。本視頻系統(tǒng)可以同時(shí)兼顧系統(tǒng)的高效率和重構(gòu)圖像的高質(zhì)量。
【圖文】：

1 分布式視頻壓縮感知系統(tǒng)1.1 分布式視頻編碼由于傳統(tǒng)視頻編碼的編碼端太過復(fù)雜，使得其使用受限，只能在廣播等一次編碼多次解的場(chǎng)景使用，對(duì)于視頻采集設(shè)備小型化等編碼端計(jì)算和內(nèi)存能力受限，，電力能源缺乏的場(chǎng)，這種編碼方式就不再適用。為了解決此類問題，分布式視頻編碼作為一種編碼端計(jì)算復(fù)度低的視頻編碼方案被提出。傳統(tǒng)無損分布式視頻編碼理論指出，兩個(gè)相關(guān)的信源獨(dú)立編碼且聯(lián)合解碼的視頻處理效在一定條件下跟聯(lián)合編碼并聯(lián)合解碼的效率是一樣的。無損 DVC 結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。在聯(lián)解碼的過程中，解碼器中關(guān)于信源的輔助信息被稱為邊信息（Side Information，SI）。

如圖 2.4 所示，隨機(jī)信源 X 在編碼端獨(dú)立編碼，解碼器聯(lián)合解碼時(shí)得到 X 的重構(gòu)信號(hào) X，出現(xiàn)的失真D為 E d ( X , X) ，率失真函數(shù)|( )WZX YR D 為小于給定失真D的情況下所需最小碼率，|( )X YR D 同樣是在小于給定失真 D 時(shí)，在編解碼端都利用邊信息分別壓縮和解壓的碼率下限。對(duì)于統(tǒng)計(jì)相關(guān)的獨(dú)立同分布隨機(jī)信號(hào)，由 Wyner-Ziv 分布式視頻編碼理論可知，編碼器不使用邊信息而解碼器使用邊信息，會(huì)使得碼率損失：| |( ) ( ) 0WZX Y X YR D R D (2.2)當(dāng) D 為零時(shí)，有損編碼理論與無損編碼理論是可視為等同的。當(dāng) X 和 Y 都是高斯無記憶信源時(shí)，利用均方差（Mean Square Error，MSE）進(jìn)行失真的計(jì)量，則公式(2.2)中碼率損失是等于零。不僅如此，Pradhan[28]等人指出，如果Z X Y是獨(dú)立于邊信息的高斯噪聲，且失真度量為 MSE 時(shí)，也是無損的。分布式視頻無損理論和有損理論都是在編碼端獨(dú)立編碼而在解碼端聯(lián)合解碼的，也都是簡單而有效的。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN919.81

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 武明虎;李然;陳瑞;朱秀昌;;利用視頻非局部相似性的分布式壓縮感知重構(gòu)[J];信號(hào)處理;2015年02期

2 練秋生;田天;陳書貞;郭偉;;基于變采樣率的多假設(shè)預(yù)測(cè)分塊視頻壓縮感知[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年01期

3 楊春玲;馬力;;基于多假設(shè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去噪的迭代邊信息改進(jìn)算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2011年11期

本文編號(hào)：2589885