基于壓縮感知的分布式視頻編碼技術(shù)研究

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1、單位代碼：１０２９３密級：公開碩女＃僅化Ａ論文題目；基于壓縮感知的分布式視頻編碼技術(shù)研究１０１３０１０４０５學(xué)號張奔姓名曹雪虹教授導(dǎo)師信號與信息處理學(xué)科專業(yè)研究方向現(xiàn)代通信中的智能信號處巧巧術(shù)：ｉ：工學(xué)碩申請學(xué)位類別二一六年四月＿零論文提交日期南京郵電大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表

2、或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意與我。一切相關(guān)的法律責(zé)任本人學(xué)位論文及涉及相關(guān)資料若有不實，愿意承擔(dān)。￣。．的（研究生簽名？如擊；馬日期；南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人授權(quán)南京郵電大學(xué)可Ｗ保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子文檔；允許論文被查閱和借閱；可Ｗ將學(xué)位論文的全部或部分肉容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索；可Ｗ采用影印、縮

3、印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致涉。論文的公布〔包括刊登）授權(quán)南京郵電大學(xué)研巧生院辦理。密學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書。研究生簽名：Ａ導(dǎo)師簽名詳氣ResearchonDistributedVideoCodingBasedonCompressiveSensingThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngin

4、eeringByZhangBenSupervisor:Prof.CaoXuehongApril2016摘要分布式壓縮感知視頻編碼采用獨立編碼聯(lián)合解碼方案降低了編碼端的復(fù)雜度，在資源受限的無線視頻通信領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在編碼端，視頻信號的關(guān)鍵幀和非關(guān)鍵幀獨立編碼即與各自采樣矩陣相乘得到圖像幀的亞采樣值；在解碼端，關(guān)鍵幀直接利用亞采樣值解碼，非關(guān)鍵幀則利用亞采樣值和由關(guān)鍵幀得到的邊信息進(jìn)行聯(lián)合解碼。分布式壓縮感知視頻編解碼框架中，邊信息的精確度和重建算法直接影響視頻重建質(zhì)量。為了獲得更精確的邊信息

5、，本文對字典樣本提取方法進(jìn)行了改進(jìn)。為了進(jìn)一步提高重建質(zhì)量，對迭代閾值圖像重建算法進(jìn)行了改進(jìn)。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點體現(xiàn)在以下三個方面：（1）為了生成和非關(guān)鍵幀高度相關(guān)的字典樣本，提出了自適應(yīng)加權(quán)邊信息字典生成算法。首先對重建后的兩個相鄰關(guān)鍵幀進(jìn)行運動估計，再在測量域?qū)\動估計后的兩個相鄰關(guān)鍵幀和非關(guān)鍵幀進(jìn)行相似性度量，根據(jù)度量值來設(shè)定邊信息生成算法中兩個關(guān)鍵幀的權(quán)值；然后利用運動估計后的相鄰兩個關(guān)鍵幀和權(quán)值加權(quán)生成訓(xùn)練字典所需要的樣本；最后利用此樣本訓(xùn)練的字典和GPSR算法重建非關(guān)鍵幀。本算法充分利

6、用了相鄰兩個關(guān)鍵幀和非關(guān)鍵幀的相似性，得到了更精確的邊信息，最終提高了視頻的重建質(zhì)量。（2）為了提高迭代閾值重建算法中邊信息的精確度，提出了一種基于多假設(shè)預(yù)測的邊信息生成算法。首先對相鄰的兩個關(guān)鍵幀進(jìn)行雙向運動估計得到初始邊信息；再利用初始邊信息和相鄰兩個關(guān)鍵幀分別與非關(guān)鍵幀的測量值進(jìn)行多假設(shè)預(yù)測，得到三個候選邊信息；最后根據(jù)三個候選邊信息塊測量值與非關(guān)鍵幀塊測量值之間的相關(guān)性大小確定入選的塊，所有的入選塊組合成了最終的邊信息。實驗結(jié)果表明該方法生成的邊信息能很好地提高非關(guān)鍵的重建質(zhì)量。（3）針對基

7、于塊平滑投影的Landweber迭代重建算法中每次迭代只利用了前一次迭代結(jié)果，導(dǎo)致重建質(zhì)量不高的缺點，對該算法的迭代過程進(jìn)行了改進(jìn)。在算法的迭代過程中通過將前兩次迭代的結(jié)果都加入到下一次迭代計算，有效的減小了在閾值迭代過程中產(chǎn)生的偏差，提高了重建質(zhì)量。關(guān)鍵詞:壓縮感知，分布式視頻編碼，字典學(xué)習(xí)，多假設(shè)預(yù)測，迭代閾值算法IAbstractDistributedcompressedsensingvideousinganindependentcodingandjointdecodingschemeredu

8、cesthecomplexityoftheencodingside.Itiswidelyusedinresourceconstrainedwirelessvideocommunications.Intheencoder,keyframeandnon-keyframeareencodedrespectivelytogetsub-samplingvaluesbymultiplyingeachsamplematrix.Inthedecoder,thekeyframesare