基于分塊壓縮感知框架的無人機視頻編解碼研究.pdf

1、無人機視頻采集系統(tǒng)是以無線鏈路為通信信道，由無人機進行視頻信息捕獲，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。對于這類設(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，論文在解碼端引入運動補償技術(shù)以提高視頻流的整體壓縮率。

2、首先，為了滿足無人機低實現(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瑪矩陣作為分塊壓縮感知系統(tǒng)的測量矩陣，以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幀內(nèi)的空間相關(guān)性以及信息熵，提高率失真性能。其次，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D-AMP算法可以作為性能更為優(yōu)異的重

3、構(gòu)算法。第三，考慮到視頻流信號存在較強的時域相關(guān)性，雖然傳統(tǒng)的運動補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擔(dān)。論文借鑒分布式信源編碼的思想，在解碼端實現(xiàn)運動補償技術(shù)。最后，考慮到由于無人機的高速運動，影響運動估計算法對圖像塊的匹配，造成視頻質(zhì)量的下降，論文提出了一種基于飛行狀況的運動估計算法，該算法在傳統(tǒng)運動估計算法之前加入預(yù)處理操作，根據(jù)當(dāng)前幀的無人機運動狀態(tài)信息設(shè)定搜索窗口的中心點位置，有效提高了運動估計