面向WMSN的壓縮視頻感知編解碼技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Multimedia Sensor Networks，WMSN)因其感知信息豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)而廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。然而，WMSN的多媒體視頻感知節(jié)點(diǎn)的能源和計(jì)算能力都有限，且巨量多媒體視頻數(shù)據(jù)的處理與傳輸需要消耗大量計(jì)算資源和能源，這加速了多媒體視頻節(jié)點(diǎn)死亡速度，進(jìn)而縮短了WMSN整體生存周期。因此，迫切需要研究一種適用于WMSN的低復(fù)雜度視頻壓縮編碼算法，以減少視頻數(shù)據(jù)傳輸量，延長(zhǎng)WMSN

2、的網(wǎng)絡(luò)生命周期,從而保證WMSN監(jiān)測(cè)的可靠性及有效性。
　　近年來(lái)，壓縮感知（Compressed Sensing，CS）理論的發(fā)展，為視頻信號(hào)壓縮編碼提供了新的解決思路。CS具有編碼復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。且以CS理論為基礎(chǔ)的分布式壓縮感知（Distributed Compressed Sensing，DCS）能夠有效利用WMSN節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)的時(shí)空相關(guān)性等冗余信息。因此，借鑒CS與DCS理論，在對(duì)壓縮視頻感知編解碼方案（Compress

3、ed Video Sensing，CVS）與基于CS的分布式視頻編解碼方案(Distributed Compressive Video Sensing，DCVS)改進(jìn)的基礎(chǔ)上，本文針對(duì)WMSN視頻特性，提出了兩種面向WMSN視頻編碼算法。具體如下：
　?。?）基于CVS編解碼方案，本文提出了一種面向WMSN的多模式壓縮視頻感知編解碼算法。該算法首先根據(jù)視頻的局部相關(guān)性對(duì)視頻進(jìn)行自適應(yīng)分組。在對(duì)各組關(guān)鍵幀進(jìn)行處理時(shí)，采用CS方法在編

4、碼端對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)投影，并利用OMP算法完成解碼端的重構(gòu)過(guò)程。在對(duì)組內(nèi)非關(guān)鍵幀的處理過(guò)程中，編碼端先進(jìn)行模式?jīng)Q策，并將其劃分為多種模式的圖像塊，再根據(jù)圖像塊的不同編碼模式采用相應(yīng)的稀疏方式進(jìn)行稀疏；在解碼端，則根據(jù)圖像塊的稀疏方式，并結(jié)合局部邊信息重構(gòu)出對(duì)應(yīng)的非關(guān)鍵幀。實(shí)驗(yàn)表明：該方法在保證重構(gòu)質(zhì)量的同時(shí)，能有效減少視頻數(shù)據(jù)的傳輸。
　?。?）基于DCVS編解碼方案，本文提出了一種基于聚類字典學(xué)習(xí)的分布式壓縮視頻感知編碼算法。該算法