[發明專利]一種視頻壓縮信號的重建方法

有效

• 申請號: 202011461038.0
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112616052B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 周濤;李琛
• 申請（專利權）人: 上海集成電路裝備材料產業創新中心有限公司;上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H04N19/172
• 分類號: H04N19/172;H04N19/50;H04N19/61
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;尹一凡

1.一種視頻壓縮信號的重建方法，其特征在于，包括：

S01：視頻信號拆分成若干圖像組，各所述圖像組的第一幀為關鍵幀，其余幀為非關鍵幀，根據采集端輸出的關鍵幀和非關鍵幀的圖像觀測值，對非關鍵幀的圖像進行初步預測，生成非關鍵幀的圖像預測值，所述關鍵幀的圖像觀測值的采樣率大于所述非關鍵幀的圖像觀測值的采樣率；

S02：根據所述非關鍵幀的圖像預測值和所述非關鍵幀的圖像觀測值以及采集端使用的隨機采樣矩陣，計算非關鍵幀的觀測殘差和非關鍵幀的預測殘差；

S03：計算所述非關鍵幀的觀測殘差的殘差信號平均能量，并根據所述殘差信號能量的大小，選擇適配的殘差重構算法，對預測殘差進行重構，生成重構殘差；

S04：根據所述非關鍵幀的圖像預測值和非關鍵幀的重構殘差，計算非關鍵幀的圖像重構值。

2.根據權利要求1所述的視頻壓縮信號的重建方法，其特征在于，在步驟S01中，對非關鍵幀的圖像進行初步預測，生成非關鍵幀的圖像預測值包括：

使用如下公式計算非關鍵幀的圖像預測值：

其中，為非關鍵幀的圖像預測值，H_p,q是用于圖像目標塊估計的分量塊，w_p,q是對應該分量塊的權重系數，k,p為圖像塊的幀索引，k對應于同圖像組內的非關鍵幀，p對應于同圖像組內的關鍵幀和非關鍵幀，j,q是幀內的圖像塊索引，權重系數w_p,q使用如下公式計算：

其中，y_k,j為非關鍵幀的圖像觀測值，λ為時間先驗的權重因子，用于調節關聯幀間的影響力，φ為隨機采樣矩陣，p1為關聯幀的圖像塊的幀索引，所述關聯幀包括所述非關鍵幀的相鄰幀以及同圖像組內的關鍵幀，p2為非關聯幀的圖像塊的幀索引。

3.根據權利要求2所述的視頻壓縮信號的重建方法，其特征在于，對于靜態類圖像，λ＝0.5,對于動態類圖像，λ0.5。

4.根據權利要求1至3任一所述的視頻壓縮信號的重建方法，其特征在于，在步驟S02中，計算非關鍵幀的觀測殘差包括：

基于所述隨機采樣矩陣，對非關鍵幀的圖像預測值進行域變換處理，得到變換域的圖像預測值；

將所述變換域的圖像預測值與非關鍵幀的圖像觀測值相減，得到觀測殘差。

5.根據權利要求4所述的視頻壓縮信號的重建方法，其特征在于，在步驟S02中，計算非關鍵幀的預測殘差包括：

基于所述隨機采樣矩陣，對觀測殘差進行域逆變換處理，得到非關鍵幀的預測殘差。

6.根據權利要求5所述的視頻壓縮信號的重建方法，其特征在于，在步驟S03中，計算所述非關鍵幀的觀測殘差的殘差信號平均能量包括：

根據如下公式計算所述殘差信號平均能量：

其中，R為殘差信號平均能量，為非關鍵幀的觀測殘差/中的非零殘差，R為殘差信號平均能量，k為圖像塊的幀索引，j為幀內的圖像塊索引，l為非零殘差信號的索引，L為殘差信號中非零分量的數量。

7.根據權利要求6所述的視頻壓縮信號的重建方法，其特征在于，在步驟S03中，根據所述殘差信號平均能量的大小，選擇適配的殘差重構算法，對所述非關鍵幀的預測殘差進行重構，生成非關鍵幀的重構殘差包括：

根據預設的判定閾值T1和T2與殘差信號平均能量之間的關系，選擇如下公式之一，計算重構殘差的稀疏表達系數：

如果R≤T1，則使用

如果T1＜R≤T2，則使用

如果R＞T2，則使用

其中，為重構殘差的稀疏表達系數，/為非關鍵幀的預測殘差的稀疏表達系數，為非關鍵幀的觀測殘差，λ1，λ2為平衡預測圖像與觀測圖像之間的相似和差異效果的權重因子，

使用如下公式計算非關鍵幀的重構殘差：

其中，為非關鍵幀的重構殘差，Ψ為冗余字典。