[發明專利]一種壓縮感知圖像編碼傳輸方法

有效

• 申請號: 201711131617.7
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107920250B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 侯興松;陳贊;鄒屹洋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04N19/124
• 分類號: H04N19/124;H04N19/147;H04N19/184;H04N21/647
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐文權

本發明提供了一種壓縮感知圖像編碼傳輸方法，包括步驟：1)在發送端，將輸入圖像像素隨機置亂重排；2)對像素置亂的圖像分成大小相同不重疊的圖像塊；3)將每個圖像塊用部分哈達瑪矩陣做可分離式的測量；4)隨機測量值量化和分層；5)量化比特位傳輸；6)接收信息，得到量化比特位；7)量化比特位反量化；8)采用重建方法得到初始重建圖像；9)初始重建圖像估計增強層隨機測量值；10)利用最大后驗概率估計算法更新增強層隨機測量值，得到增強層隨機測量值更新值；11)采用重建方法得到最終重建圖像。該壓縮感知圖像編碼傳輸方法，其編碼器復雜度低、抗丟包能力強，率失真性能高。

技術領域

本發明屬于圖像傳輸領域，特別涉及一種壓縮感知圖像編碼傳輸方法。

背景技術

在無線視頻傳感器網絡中，大量視頻傳感器節點以自組織或有限受控的方 式布置在應用場景中，這些傳感器節點不間斷地獲得應用場景的圖像或視頻數 據，并通過無線方式傳回終端平臺，終端平臺對回傳的節點數據做分析和決策。 無線視頻傳感器網絡中的圖像和視頻數據存在大量冗余，需要在傳感器上對圖 像數據做壓縮處理；考慮到無線信道傳輸的不可靠性，需要在傳感器上對壓縮 后的數據做信道編碼以增強其對丟包的魯棒性。然而，傳感器片上微處理器、 存儲器、無線模塊和傳感器等硬件模塊在能量上供給不足、運算性能上受限， 雖然傳統聯合信源信道編碼標準雖然已經取得巨大成功，但是這些傳輸標準面 臨著編碼復雜，不能自適應信道變化等問題，對無線視頻傳感器網絡并不適用。 無線傳感器網絡圖像編碼傳輸存在巨大的挑戰，現有的圖像傳輸方案無法同時 滿足其編碼器簡單、抗丟包能力強、率失真性能高的要求。基于壓縮感知理論 的圖像編碼傳輸方案具有編碼器簡單、抗丟包能力強的優點，在無線多媒體網 絡中具有巨大的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓縮感知圖像編碼傳輸方法，其編碼器復雜度 低、抗丟包能力強，率失真性能高。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種壓縮感知圖像編碼傳輸方法，包括步驟：

1)在發送端，將輸入圖像像素隨機置亂重排，得到像素置亂的圖像；

2)對像素置亂的圖像分成大小相同不重疊的圖像塊；

3)將每個圖像塊用部分哈達瑪矩陣做可分離式的測量，得到隨機測量值；

4)將隨機測量值分為基本層和增強層兩部分，并將這兩部分分別送入非 均勻量化器中，得到基本層的量化比特位和增強層的量化比特位；

5)將基本層所有量化比特位和增強層低量化比特位打包，發送；

6)在接收端，接收步驟5)發送的數據包并解包，提取包頭信息，根據包 頭信息將包內數據重新組包，得到基本層所有量化比特位和增強層低量化比特 位；

7)對基本層所有量化比特位反量化得到還原的基本層隨機測量值；對增 強層低量化比特位反量化得到包含增強層隨機測量值可能值的集合；

8)對還原的基本層隨機測量值，采用重建方法得到初始重建圖像；

9)用初始重建圖像估計增強層隨機測量值，得到增強層隨機測量值估計 值；

10)利用最大后驗概率估計算法更新增強層隨機測量值，得到增強層隨機 測量值更新值；

11)用還原的基本層隨機測量值與增強層隨機測量值更新值，采用重建方 法得到最終重建圖像。

優選地，步驟4)可以替換為：

將隨機測量值送入非均勻量化器中，得到量化比特位；將量化比特位分為 基本層的量化比特位和增強層的量化比特位。

優選地，在步驟3)中，用部分哈達瑪矩陣做可分離式的測量的過程為：