[發明專利]一種節能的壓縮感知圖像編碼方法

有效

• 申請號: 201810248307.1
• 申請日: 2018-03-24
• 公開（公告）號: CN108257191B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 李然;段曉萌;沈克琳
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

本發明涉及節能的壓縮感知圖像編碼方法，有效解決現有技術中存在的高編碼能耗及編解碼能耗無法兼顧的問題，方法是：對輸入圖像進行塊分割，劃分為若干互不重疊的圖像塊；計算各圖像塊的梯度值；利用各塊的梯度值構造測量矩陣，實施分塊CS測量；利用各塊的測量矩陣，構造投影矩陣；實施投影矩陣與觀測向量的內積運算，重建各圖像塊，并合并成最終的重建圖像。本發明根據各圖像塊的梯度值實施自適應CS測量，梯度值量化了圖像塊的稀疏度，確保了編碼器在低能耗條件下仍可捕獲到圖像塊的絕大多數信息；利用投影矩陣線性重建各圖像塊，在獲得良好重建質量的同時降低了解碼能耗。利用對CIF格式視頻序列實施編解碼，編碼能耗低、解碼能耗低。

技術領域

本發明涉及圖像編碼技術領域，特別是一種節能的壓縮感知圖像編碼方法。

背景技術

隨著物聯網的高速發展，越來越多的設備實現了互聯。設備間的數據傳輸消耗了巨大能量，因此，節能的物聯網受到了學術界和工業界眾多關注。視覺傳感器是物聯網中的主要能耗源，現有工作設計了一些節能傳感器，例如，CITRIC(P.Chen,P.Ahammad,C.Boyer,et al.CITRIC:A low-bandwidth wireless camera network platform,ACM/IEEEInternational Conference on Distributed Smart Cameras,pp.1-10,2008)、MicrelEye(A.Kerhet,M.Magno,F.Leonardi,A.Boni,and L.Benini.A low-power wireless videosensor node for distributed object detection,Journal of Real-Time ImageProcessing,vol.2,no.4,pp.331-342,2007)等。這些節能視覺傳感器尺寸很小，僅有一美分硬幣大小，但尺寸限制了計算能力，當實施計算量較高的圖像編碼算法，例如，JPEG(M.Pennebaker.JPEG:Still Image Data Compression Standard,Springer ScienceBusiness Media,1992)、H.264/AVC(G.J.Sullivan,P.N.Topiwala,A.Luthra.The H.264/AVC advanced video coding standard:overview and introduction to the fidelityrange extensions,Proceedings of SPIE,vol.5558.pp.454-474,2004)、HEVC(G.J.Sullivan,J.-R.Ohm,W.-J.Han,and T.Wiegand,Overview of the highefficiency video coding(HEVC)standard,IEEE Transactions on Circuits andSystems for Video Technology,vol.22,no.12,pp.1649-1668,2012)等，將消耗較大能量，因此，在物聯網節能要求下，亟待發明一種低能耗的圖像編碼方法。

針對節能物聯網，壓縮感知(Compressive Sensing,CS)可提供一種低能耗編碼方案。CS的最大優點在于，它的隨機測量能以欠奈奎斯特速率采樣與壓縮圖像，因此，依據CS，可設計低能耗的編碼器。盡管CS可降低能量投入，但它并不影響壓縮效率。與傳統的圖像編碼器相似，基于CS的圖像編碼器仍可生成低帶寬的碼流。然而，CS編碼器節約能耗的代價是增加了解碼圖像的復雜度。雖然物聯網云端有充足的能力處理高復雜度的工作，但節能的要求仍然需要。

綜上所述，現有技術中的圖像編碼方法，存在編碼能耗高的問題。CS方案可降低編碼能耗，但又存在無法兼顧解碼能耗的問題。

發明內容

本發明提供一種節能的壓縮感知圖像編碼方法，可有效解決現有技術中存在的高編碼能耗及編解碼能耗無法兼顧的問題。