基于分塊壓縮感知框架的無(wú)人機(jī)視頻編解碼研究.pdf

1、無(wú)人機(jī)視頻采集系統(tǒng)是以無(wú)線鏈路為通信信道，由無(wú)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(wú)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(duì)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(wú)人機(jī)視頻采集系統(tǒng)與航拍視頻流的特性，論文對(duì)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(hào)的時(shí)域相關(guān)性，論文在解碼端引入運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)以提高視頻流的整體壓縮率。

2、首先，為了滿足無(wú)人機(jī)低實(shí)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(cè)量矩陣，以減少編碼端的計(jì)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(hào)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(shí)際場(chǎng)景中，解碼端收到的信號(hào)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(yàn)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(hào)存在較強(qiáng)的時(shí)域相關(guān)性，雖然傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法能夠有效地利用時(shí)域冗余，但其復(fù)雜的計(jì)算將給編碼端帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)。論文借鑒分布式信源編碼的思想，在解碼端實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)。最后，考慮到由于無(wú)人機(jī)的高速運(yùn)動(dòng)，影響運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法對(duì)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(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，該算法在傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法之前加入預(yù)處理操作，根據(jù)當(dāng)前幀的無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息設(shè)定搜索窗口的中心點(diǎn)位置，有效提高了運(yùn)動(dòng)估計(jì)