基于压缩感知的视频信号采集观测值渐进量化算法

在基于压缩感知的视频信号采集中,观测值的量化方法会对重构质量产生重大的影响.为了设计一种性能较优的观测值量化方法,根据视频信号的帧间相关性和压缩感知的视频采集信号观测值特性,提出了基于压缩感知的视频采集信号观测值渐进量化算法.该算法将非关键帧观测值均匀量化后只传输若干不太重要的码平面,在重构端利用邻近的已解码帧通过运动估计生成该非关键帧的边信息帧,再通过观测得到该非关键帧观测值的估计,结合接收到的不太重要码平面信息,通过渐进量化的逆量化得到精确的观测值.实验结果表明:与均匀量化算法相比,文中算法在不增加编码端复杂度和不降低视频序列重构质量的基础上,能大幅降低码率;在相同码率下,不同序列获得的平均增益在0.5~2.0 d B之间,具有较高的率失真性能.     

基于PCA稀疏描述的分布式视频编码

在研究视频信号的非局部稀疏模型的基础上,提出了一种适合分布式视频编码的视频信号稀疏描述算法.在解码端,对非关键帧解码时,首先由已重建的关键帧生成边信息SI,然后在这两帧中寻找非关键帧当前块的L个相似块,作为一个类,最后利用这个类生成PCA子字典,并将所有块的子字典集合起来构成非关键帧的字典,进行视频重建.通过与典型的信号稀疏描述方法进行对比,实验结果显示,重建的PSNR值平均提高2 dB,主观视觉质量也有较大的提高.     

分布式视频压缩感知中基于边信息及其支撑集的稀疏重构

文中提出了一种基于边信息及其支撑集的分布式视频压缩感知重构方案,它是建立在压缩感知和分布式视频编码理论的基础上,具有终端简单、采样/编码复杂度极低的特点.在该重构方案中,首先利用边信息构造当前（非关键）帧的冗余字典,为压缩感知重构提供稀疏表示方法;然后利用边信息估计的信号像素值和支撑集,辅助当前帧稀疏重构,提出了一种基于交替方向乘子的迭代算法以实现该重构优化问题的求解.实验结果表明,该重构方案能够获得较好的采样率和失真性能,主观图像质量也有所提高.     

分布式视频编码中自适应图像组结构算法的改进

针对分布式视频编码系统中固定的图像组结构没有充分利用图像帧间的相关性,提出了一种在编码端自适应调节图像组结构和在解码端自适应图像组的内插算法.该算法通过帧间宏块匹配来估计相关性,将帧动态划分为关键帧和Wyner-Ziv帧,以此达到充分利用帧间相关性,提高系统压缩性能.实验结果表明,通过本文算法生成的边信息峰值性噪比(PSNR)提高约0.1～1.3 dB.     

基于运动对齐预测模型的分布式视频压缩感知重构

为了提高分布式视频压缩感知（Distributed Video Compressive Sensing,DVCS）的率失真性能,文中提出根据视频非关键帧图像的时间相关性将帧内各块分为静止块与运动块两类,并对它们设定不同的测量率以提高压缩感知（Compressive Sensing,CS）捕获信息的效率.在重构过程中,提出运动对齐多假设预测模型进行重构,该预测模型在测量域内实现运动估计,并根据运动信息在参考帧内寻找到待重构块的若干候选匹配块,利用它们的线性加权和残差重构得到非关键帧图像的重构结果.仿真实验结果表明,文中所提出的DVCS重构算法能有效提升系统的率失真性能,与现有方法相比,在重构时间基本不变的情况下,获得更好的主客观视频重构质量.     

基于压缩感知的视频编码技术研究

通过分析和比较基于传统视频编码架构和基于分布式视频压缩感知的视频压缩感知编码技术的主要特性,提出一种新的基于帧间模式决策的混合式视频压缩感知编码模型.针对不同的图像内容变化速率、感知帧测量率以及图像组尺寸等情况,分别进行算法的仿真实验.测试结果表明,所提出的混合式视频压缩感知编码技术能够在高保真重建视频序列的同时,兼顾编解码速度.     

一种多视点立体视频分布式压缩感知编解码模型

立体视频信号处理一个非常重要的问题是高效编解码问题．结合分布式信源编码和压缩感知理论,提出了一种用于多视点立体视频编解码的分布式压缩感知模型,该模型可以在实现高效编码的同时将复杂度从编码端转移到解码端,从而满足低复杂度编码的应用场合．理论分析和相关算法实验数据表明该模型是可行并且有效的．     

基于残差分布式压缩感知的视频软组播研究

提出了一种基于压缩感知理论的新型无线视频传输方案残差分布式压缩感知组播(RDCScast).在编码端,我们提出运用残差压缩感知技术来表示非参考帧,然后把参考帧的原始观测值和非参考帧的残差观测值一起打包进行传输,最主要的是我们提出了对每一个包里面的残差观测值和原始观测值进行最佳能量分配方案。在解码端,不同信道特性的接收者能够获得相应数量的包,最后运用运动估计重建视频帧。实验结果表明对于无线视频组播,RDCS-cast方法比现有的Softcast和DCS-cast方法更有效且保持了低复杂度的编码。     

一种差分分布式压缩感知视频编解码器

分析了分布式信源编码理论和分布式压缩感知理论,应用差分编码思想到分布式压缩感知视频编解码器,采用差分联合稀疏模型(DJSM),设计并实现了一种差分分布式压缩感知视频编解码器(DDCS-VC);它具有结构简洁,实现复杂度较低,码流可分级传输等特点,可广泛应用与无线传感网或泛在网络中的多点分布式视频应用场合。     

基于压缩感知的视频压缩方案设计与实现

基于压缩感知理论设计出了针对视频编解码的处理方案。该理论是近来提出的一种新颖的图像编解码算法,它能够对稀疏性信号进行远低于Nyquist采样率编码。应用该理论对视频图像进行采样以降低视频的采样速率,依据视频图像的帧内、帧间相关性对视频帧进行建模,并结合综合感知模型进行压缩感知恢复。实验结果表明,本文设计的模型具有较好的效果。