本文選題：分塊壓縮感知　切入點(diǎn)：視頻壓縮　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：無人機(jī)視頻采集系統(tǒng)是以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(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。首先,為了滿足無人機(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)算法的搜索精度。論文圍繞無人機(jī)視頻編解碼的相關(guān)分析和研究對(duì)于后續(xù)進(jìn)一步完善適用于無人機(jī)系統(tǒng)的視頻編解碼技術(shù)方案有參考和借鑒價(jià)值。
[Abstract]:UAV video acquisition system is an information processing system which uses wireless link as communication channel, video information is captured by UAV and received and analyzed on the ground. UAV is an energy limited system, which usually uses low power consumption. Low performance embedded devices are used as video acquisition devices. For such devices, low coding complexity video coding technology can effectively improve system performance. By analyzing the characteristics of UAV video capture system and aerial video stream, In this paper, the existing block compression perceptual image coding framework is analyzed and studied. In order to effectively utilize the temporal correlation of video signal, the motion compensation technology is introduced in the decoder to improve the overall compression ratio of video stream. In order to meet the requirement of low implementation complexity of UAV, without affecting the quality of image reconstruction, this paper studies the measurement matrix based on Hadamard matrix as a block compression sensing system to reduce the computational complexity of the coding end. In addition, the paper studies the introduction of differential modulation quantization in the coding end, which makes more effective use of the spatial correlation and information entropy in the video signal frame to improve the rate-distortion performance. Secondly, because of the actual scene, In order to recover the image with high quality, this paper verifies that the D-AMP algorithm can be used as a better reconstruction algorithm on the basis of the relative noise reduction algorithm. Considering that video stream signal has strong correlation in time domain, although the traditional motion compensation algorithm can make use of time domain redundancy effectively, its complicated calculation will bring huge burden to the coding end. This paper draws lessons from the idea of distributed source coding. Finally, considering that the high speed motion of UAV affects the matching of image blocks and the video quality, a motion estimation algorithm based on flight condition is proposed in this paper. In this algorithm, preprocessing operation is added before the traditional motion estimation algorithm, and the center of the search window is set according to the motion state information of the current frame of the UAV. This paper focuses on the analysis and research of UAV video coding and decoding, which has reference value for further improving the video coding and decoding technology for UAV system.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN919.81

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本文編號(hào)：1676405