[发明专利]矿井视频图像压缩与传输方法

权利要求书

1.一种矿井视频图像压缩与传输方法，其特征在于，采用基于压缩感知的图像压缩与处理算法，用于实现矿井视频信号的压缩采样、稀疏表示和重构算法，包括以下步骤：

步骤1、信号的压缩采样：获取视频图像信号的稀疏性矩阵特征；

步骤2、信号的稀疏表示：利用信号y＝Φx+e的稀疏特性，逼近与重构原始信号x的稀疏向量其中，y∈N为观测向量，x∈M是满足稀疏特征的权重向量，Φ∈N×M是M个特征列向量构成的正交字典，秩满足rank(Φ)＝N，且各个特征向量||Φ_i||＝1，i＝1，2，…，M，e为噪声残差，是服从零均值、方差为σ²的随机高斯噪声；

步骤3、信号的重构：重构算法实现包括以下子步骤，

4.1)重构算法初始化，估计信号观测矩阵Φ所选列向量的索引集迭代次数t＝1，噪声残差e₀＝y，残差阈值e_threshold＝||e_t-e_t-1||₂；

4.2)寻找观测矩阵Φ的列向量与噪声残差e之间相关系数最大时的列向量索引λ，使λ满足

4.3)将观测向量y投影到字典Φ的一个特征向量Φ_λ0上，计算噪声残差e₁＝y-<y，Φ_λ0>，其中e₁与Φ正交，且满足||y||²＝|<y，Φ_λ0>|²+||e₁||²；

4.4)更新索引集Λ_t＝Λ_t-1∪{λ_t}，记录所选列向量

4.5)求解稀疏信号估计并赋值

4.6)更新噪声残差t＝t+1；

4.7)作观测向量y＝Φx到字典Φ的下一个特征向量Φ_λj的投影，并计算噪声残差使噪声残差||e_t||²最小；

4.8)判断是否停止迭代；若存在||e_t+1-e_t||₂≤ε，当||e_t||²＜e_threshold时迭代结束，否则返回子步骤4.2)继续迭代、求解最优解，直到满足条件为止；

步骤4、输出稀疏估计信号：其中，

步骤5、恢复信号：将稀疏信号逆变换恢复得到图像的原始信号x。