[发明专利]一种基于过完备字典的视频监控图像压缩方法

权利要求书

1.一种基于过完备字典的视频监控图像压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选取部分视频监控图像作为训练样本，将训练样本图像独立进行三次分割，分成三个大小不同的图像块集合，图像块的大小分别为16×16、8×8、4×4；

步骤2：去除作为训练样本的图像块的均值；

步骤3：分别以去掉均值的16×16、8×8和4×4的图像块作为训练样本，并进行字典训练获取三个大小不同的过完备字典；

步骤4：将原始图像分成多个16×16的图像块；

步骤5：从第一个16×16的图像块开始，将其分成4个8×8的图像块和16个4×4的图像块；

步骤6：去除步骤5中的16×16的图像块、8×8的图像块和4×4的图像块的均值；

步骤7：对步骤6中去均值后的每个图像块基于对应大小的字典进行稀疏表达；

步骤8：以稀疏表达结果中系数的个数作为标准，确定最优分块模式并存储，同时存储最优分块模式所对应的图像块均值和稀疏矩阵；

具体实现过程是：16×16的图像块中每个8×8的图像块被分为四个4×4的图像块，如果表达这四个4×4的图像块所需要的系数少于表达原始8×8图像块所需要的系数，那么在最优分块模式中记录这个8×8的图像块分为更小的4×4的图像块来进行稀疏表达，反之则记录该8×8图像块不分块；对于一个16×16的图像块，对其中的四个8×8的图像块都进行相同操作后，得到系数的总个数，这时再对16×16的图像块进行稀疏表达，如果直接表达一个16×16的图像块所需要的系数更少，则更改之前的最优分块模式，记录该16×16的图像块不分块，反之则保留之前的最优分块模式；最后存储最优分块模式所对应的图像块均值和稀疏矩阵；

步骤9：分别对最优分块模式，图像块均值和稀疏矩阵进行量化和编码；

步骤10：判断是否是最后一个16×16的图像块，如果不是则转到步骤5，若果是则结束。

2.根据权利要求1所述的基于过完备字典的视频监控图像压缩方法，其特征在于：步骤3中采用K-SVD算法进行字典训练，并在字典训练的过程中利用算式：

ϵ=(2n-1)b10PSNR10;]]>；

对图像信号表达误差ε进行控制；其中n表示图像的位深，b表示图像块的边长，PSNR表示图像客观质量评价指标。

3.根据权利要求1所述的基于过完备字典的视频监控图像压缩方法，其特征在于：步骤中7中采用OMP算法进行稀疏表达，利用算式：

ϵ=(2n-1)b10PSNR10;]]>

对重构图像信号表达误差进行控制，其中n表示图像的位深，b表示图像块的边长，PSNR表示图像客观质量评价指标。

4.根据权利要求1所述的基于过完备字典的视频监控图像压缩方法，其特征在于：步骤中9中采用霍夫曼编码方法对稀疏矩阵的系数值编码，通过对多幅图像稀疏表达过程中量化后的系数进行统计，在编解码端设置固定的霍夫曼码表。