基于分塊壓縮感知框架的無人機(jī)視頻編解碼研究.pdf

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1、ｔｅＳＯＵＴＨＷＥＳＴ．ＡＯＴＯＮＯＵＮ，ＶＥＲｌ＾＾＾碩ｉ學(xué)位論胃ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾＾ｇ論文題目＝基于分塊圧縮感知框架的無人機(jī)國內(nèi)圖書分類號：ＴＮ９２９．５密級：公開國際圖書分類號：西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文某于分塊壓縮感知樞架的無人機(jī)視頻編解碼研究年級２０１４姓名黃寒冰申請學(xué)位級別碩±專業(yè)信息與通信王程＊旨導(dǎo)老少幣陳慶春二零一古年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＮ９２９．５Ｕ．ＤＣ．：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎ

2、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＵＡＶＶＩＤＥＯＣＯＤＩＮＧＳＣＨＥＭＥＢＡＳＥＤＯＮＢＬＯＣＫＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮＳＥＮＳＩＮＧＦＲＡＭＥＷＯＲＫＧｒａｄｅ：２０１４Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＨａｎｂｉｎｇＨｕａｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：Ｍ過ｓ化ｒＳｐｅｃｉａｌｔｙ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ；Ｐｒｏｆ．ＱｉｎｇｃｈｕｎＣｈｅｎＭａ２０１

3、７ｙ西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可Ｗ將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１．□保密，在年解密后適用本授權(quán)書；２．不保密＾使用本授權(quán)書。上方框＂＂（請在Ｗ內(nèi)打Ｖ）學(xué)位論文作者簽名；豕指導(dǎo)老師簽名：Ａ秦曰期：曰期訓(xùn)；＾５｜弓日７７馬／專西南交通大學(xué)

4、碩±學(xué)位論文主要工作（貢獻(xiàn)）聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：１．基于無人機(jī)視頻采集系統(tǒng)對編碼的要求，分析并研巧現(xiàn)有的分塊壓縮感知方案：一在編碼端，通過改變測量矩陣，進(jìn)步降低編碼復(fù)雜度，同時在編碼端引入差分調(diào)制量化操作，有效地利用了頓間兀余與信息賭，，提高編碼率失真性能；在解碼端考慮觀測值可能受到噪聲的影響，因此在解碼端需要進(jìn)行去噪處理。通過分析對比了兩種降噪重構(gòu)算法，得出采用降噪近似消息傳遞算法更符合平臺的性能要求。２．考慮到視頻信號頓間存在相關(guān)性，而傳統(tǒng)視頻編碼的運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)會給編碼器帶來巨大的計

5、算負(fù)擔(dān)。借鑒分布式信源編碼理論，在編碼端對視頻晌進(jìn)行獨(dú)立編碼，在解碼端使用運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)，提高視頻流的重構(gòu)質(zhì)量。３．通過分析航拍視頻流的特征，提出了基于飛行狀態(tài)的運(yùn)動估計算法。該算法在、進(jìn)行傳統(tǒng)運(yùn)動估計算法之前，根據(jù)當(dāng)前頓的無人機(jī)運(yùn)動狀態(tài)信息設(shè)定搜索窗口的中屯點(diǎn)位畳，有效提高了運(yùn)動估計算法的搜索精度。，本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中作了明確說明。本

6、人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：曰期：各巧引９西南交通大學(xué)碩±研究生學(xué)位論文第Ｉ頁摘要無人機(jī)視頻采集系統(tǒng)是Ｗ無線鏈路為通信信道，由無人機(jī)進(jìn)行視頻信息捕獲，地面接收并分析的信息處理系統(tǒng)，。無人機(jī)屬于能量受限系統(tǒng)通常采用低功耗、低性能的嵌入式設(shè)備作為視頻獲取設(shè)備。對于送類設(shè)備而言，低編碼復(fù)雜度視頻編碼技術(shù)能夠有效地提升系統(tǒng)性能。通過分析無人機(jī)視頻采集系統(tǒng)與航拍視頻流的特性，論文對現(xiàn)有的分塊壓縮感知圖像編碼框架進(jìn)行了分析與研究，為了有效利用視頻信號的時域相關(guān)性，論

7、文在解碼端引入運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)Ｗ提高視頻流的整體壓縮率。首先，為了滿足無人機(jī)低實現(xiàn)復(fù)雜度的要求，在不影響圖像重構(gòu)質(zhì)量的前提下，論文研究了基于哈達(dá)瑪矩陣作為分塊壓縮感知系統(tǒng)的測量矩陣，ｔｕ減少編碼端的計算復(fù)雜度，提高編碼速度；此外，論文研究了在編碼端引入差分調(diào)制量化步驟，更有效地利用了視頻信號帖內(nèi)的空間相關(guān)性Ｗ及，提高率失真性能。其次，，信息賭，由于在實際場景中解碼端收到的信號往往帶有噪聲－為了能夠高質(zhì)量地恢復(fù)圖像，論文在比較相關(guān)的降噪重構(gòu)算法的基礎(chǔ)上，驗證了ＤＡＭＰ算法可Ｗ作為性能更為優(yōu)異的重構(gòu)算法。第Ｈ，考慮到視頻流

8、信號存在較強(qiáng)的時域相關(guān)性，雖然傳統(tǒng)的運(yùn)動補(bǔ)償算法能夠有效地利用時域冗余，但其復(fù)雜的計算將給編碼端帶來巨大的負(fù)擔(dān)。論文借鑒分布式信源編碼的思想，