视频压缩感知多假设预测重构算法研究

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1、硕士学位论文视频压缩感知多假设预测重构算法研究作者姓名欧伟枫学科专业信号与信息处理指导教师杨春玲教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年6月ResearchonMulti-hypothesisPrediction-basedReconstructionAlgorithmsforCompressedVideoSensingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：OuWeifengSupervisor：Prof.YangChunlingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangz

2、hou,China分类号：TN919.81学校代号：10561学号：201320109347华南理工大学硕士学位论文视频压缩感知多假设预测重构算法研究作者姓名：欧伟枫指导教师姓名、职称：杨春玲教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：信号与信息处理研究方向：图像处理与视频信号处理论文提交日期：2016年6月12日论文答辩日期：2016年6月8日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：马丽红委员：杜明辉，杨春玲，刘杰平华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引

3、巧的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。／＞作者签名：砍日期；Ｗ追年／月日学位论文版权使用授权书目本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，Ｐ：研巧生在校攻读学位期间论．文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或ｋ构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除巧保密期内的保密论文外）；学校可公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编

4、学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文鳥于；□保密，在年解密后适用本授权书。好不保密，，同意在校园网上发布供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂Ｖ（请在Ｗ上相应方框内打）私．（’山／作者签名；＾日期：公指导教师签名‘心：４＾抹心日期摘要传统视频信号采集建立在奈奎斯特采样定理之上，先对视频信号进行高速采样，然后通过复杂的传统视频编码压缩算法丢弃大量的冗余数据，以实现高效存储

5、与传输。该做法造成了采样资源的巨大浪费，加上过高的压缩编码复杂度，使得传统视频编码方案在采样端资源受限的应用场景并不适用，如无线视频监控，无线多媒体传感器网络。压缩感知实现了信号的采样与压缩同时进行，大大节省了采样资源的同时降低了信号采样的复杂度，适用于采样端资源受限的应用场景。视频压缩感知将压缩感知技术用于视频信号的采集与恢复，对各视频帧进行独立观测，联合重构。其中，如何利用视频序列的帧间相关性进行高质量的视频重构是视频压缩感知的研究重点，也是本文的研究重点。多假设运动补偿能有效挖掘视频序列的帧间相关性，因此，本文重点研究了基于多假设预测的视频压缩感知重构算法。本文的主要工作

6、及研究成果如下：1.现有的Tikhonov正则化多假设预测算法以当前块在参考帧中的所有搜索块作为假设块，造成计算复杂度过高以及预测精度受限，而且，基于欧氏距离加权的Tikhonov正则化不能准确反映假设块与当前块的相似度，会造成正则化失真。针对以上问题，文中提出了最优多假设块选择方案以及联合欧氏距离与相关系数加权的正则化度量，并通过结合多参考帧技术，提出了基于多参考帧的最优多假设预测算法。此外，文中还对观测值实现了帧间DPCM量化，以进一步提高压缩效率。仿真结果表明，所提最优假设块选择方案大大降低了多假设预测的计算复杂度，同时有效提高了预测精度，基于多参考帧的最优多假设预测算法

7、具有较高的视频重构质量。2.现有的视频压缩感知多假设预测算法大多在观测域提出，这种预测方法由于受到不重叠分块的限制，造成了块效应，降低重构质量。针对该问题，文中提出了两阶段多假设预测重构方案，并针对该重构方案设计了基于帧的和基于图像组的两种实现方法。仿真结果表明，所提两阶段多假设预测重构方案通过像素域的重叠分块多假设预测，有效减小了块效应，得到了较高的重构质量，同时，文中还分析了所提算法在帧间DPCM量化下的率失真性能。关键词：视频压缩感知；重构；多假设预测；多参考帧；量化IAbstract