[發明專利]一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法

有效

• 申請號: 201711495128.X
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN108200440B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 張登銀;楊陽;趙烜;薛睿;趙莎莎;季航
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04N19/90
• 分類號: H04N19/90;H04N19/70;H04N19/593;H04N19/176;H04N19/146;H04N19/503
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所 32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

輸入：視頻序列，每幀有I_c×I_r個像素，圖像每行有I_c個像素，每列有I_r個像素；

步驟1)將原始視頻流拆分為若干個長度為G的圖像組Group of Picture，GOP，每組第一幀x₀為關鍵幀，其余幀{x₁,x₂,…,x_t…,x_G-1}為非關鍵幀；

步驟2)將每個非關鍵幀分成小塊，塊的長度和寬度均為B；

步驟3)計算一個圖像組中每個非關鍵幀與前一幀的殘差x_r＝x_t-x_t-1；

步驟4)計算每個非關鍵幀的塊與前一幀相應塊的時間相關度u，利用均方誤差的倒數來表示第t-1幀的塊與第t幀相應塊的時間相關度：

其中n＝B×B；進行模式判別，T₁和T₂為模式識別中的閥值，0<T₁<T₂；若u(x_t-1,x_t)小于等于閥值T₁，則此塊判為近似不變塊；若u(x_t-1,x_t)大于閥值T₁且小于等于閥值T₂，則此塊判為緩慢變化塊；若u(x_t-1,x_t)大于閥值T₂，則此塊判為劇烈變化塊；若該塊為近似不變塊，則不分配測量率；

步驟5)對關鍵幀幀內編碼或壓縮測量；

步驟6)對每個非關鍵幀進行基于塊的壓縮感知測量；

步驟7)在重構時，對關鍵幀幀內解碼或者重構；

步驟8)非關鍵幀在重構時，若非關鍵幀中的塊為近似不變塊，則用已經重構完成的前一幀相應部位的塊進行填補，轉到步驟11)，否則轉到步驟9)；

步驟9)若為非關鍵幀中的塊為中等變化塊，利用當前幀的殘差測量值y_r重構得到殘差預測幀塊結合已重構的前一幀相應部位的塊產生重構幀塊轉到步驟11)，否則轉到步驟10)；

步驟10)若非關鍵幀中的塊為劇烈變化塊，則該塊需要利用雙向運動估計與補償產生邊信息；在雙向運動補償過程中，x_f為前一幀中的塊，為前一幀中的塊的重構值，x_b為與x_t相鄰的后面一個關鍵幀的塊，為其相應的重構值；按照時間相關度進行加權，則邊信息為：其中a為自適應加權系數，并且結合已經重構的前一幀進行殘差重構；

步驟11)將各個塊組合在一起生成非關鍵幀。

2.根據權利要求1所述的一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法，其特征在于，所述步驟1)中的G取為4。

3.根據權利要求1所述的一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法，其特征在于，所述步驟2)中的分塊尺寸為B＝32。

4.根據權利要求1所述的一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法，其特征在于，所述步驟5)中的關鍵幀的測量率假設固定為0.7。

5.根據權利要求1所述的一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法，其特征在于，所述步驟6)中的近似不變塊不分配測量率，其余模式的塊分配測量率，每個非關鍵幀總的測量率取為0.3。

6.根據權利要求1所述的一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法，其特征在于：所述步驟6)中的壓縮感知的稀疏矩陣采用沃爾什-哈達瑪矩陣。

7.根據權利要求1所述的一種基于時間相關性的分布式視頻壓縮感知重構方法，其特征在于：所述步驟10)中重構采用梯度投影稀疏重構算法，重構迭代次數取為100。