无线信道环境下压缩感知视频的重构研究

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1、单位代码：10293密级：硕士学位论文论文题目：无线信道环境下压缩感知视频的重构研究学号1011010619姓名赵彦孟导师宋建新教授学科专业信号与信息处理研究方向图像处理与多媒体通信申请学位类别工学硕士论文提交日期二零一四年二月万方数据ResearchontheReconstructionofVideointheRadioChannelEnvironmentsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeof

2、MasterofEngineeringByZhaoYanmengSupervisor:Prof.SongJianxinFebruary2014万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及

3、相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：_________

4、___导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要随着信息技术的快速发展，人们对于信息的需求急剧增加，社会生活中图像和视频是主要信息载体。传统信息采样遵守奈奎斯特准则，采样频率需要达到信号最高频率两倍以上才能无失真恢复。但是压缩感知理论突破了奈奎斯特准则限制，可以以远低于奈奎斯特准则的采样率对信息进行采集，同时实现近乎无失真重构。本文针对无线信道环境下压缩感知理论在视频重构中的问题，在以下三个方面做了较为深入的研究工作：首先，研究了无线信道环境下压缩感知中测量值丢失对重构质量

5、影响。对压缩感知中测量值特性进行了理论分析，然后对一维信号和二维视频信号中测量值特性进行了实验分析，最后对图像和视频信号中测量值丢失对重构质量影响进行仿真实验，实验结果表明，重构质量与测量值丢失率呈线性关系，测量值对重构原始信号作用是等重要性的。其次，研究了无线信道环境下压缩感知的抗干扰性能。建立了压缩感知干扰模型，对受到干扰的信号进行分类，进而在接收端通过二阶限制的最小L1范数算法和二阶限制的最小TV算法来实现压缩感知的抗干扰性能。在一维信号研究中，根据测量值中混入噪声大小来求解合适的约束参数，使得重构出较

6、好的信号质量。在二维图像信号研究中，研究了部分测量值中加入噪声和测量值量化对重构图像质量影响，并获得了相应的变化关系曲线。最后，研究了压缩感知理论在视频重构中的应用。提出了一种压缩感知视频的运动补偿重构方法：将当前视频帧中因接收到较少测量值重构出质量较差的视频块，在前一重构质量较好的视频帧中搜索出该视频块的最匹配块，将最匹配块进行压缩感知测量获得测量值，将测量值用于当前视频块的继续重构，从而改善当前视频块的重构质量。仿真实验表明，本章提出的压缩感知视频的运动补偿重构方法相比于传统方法能较好的改善重构质量较差视

7、频帧的重构质量，特别是能明显改善运动较为缓慢视频帧的重构质量。关键词:视频重构，压缩感知，测量值丢失，抗干扰性能，运动补偿I万方数据AbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnology,peoplehaveincreasinglydemandoninformation,theimagesandvideoarethemaininformationcarrierinsociallife.TheShannonandNyquistsamplingtheorems

8、pecifiesthattoavoidlosinginformationwhencapturingasignal,onemustsampleatleasttwotimesfasterthanthesignalbandwidth.ButCompressivesensingpresentsanewmrthodcancaptureandrepresentcompressiblesignalsatarate