[发明专利]面向WMSN的多模式压缩视频感知编解码方法

说明书

技术领域

本发明是一种面向无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks，WMSN)的视频编解码改进方案，尤其涉及一种面向WMSN的新型视频编码方法，属于无线传感器网络领域。

背景技术

WMSN视频节点感知的信息丰富，可以用于固定场景的全方位监测，且监测视频图像的背景变化极为缓慢，使得WMSN视频数据存在较大的时空冗余，而这些冗余数据在编码过程中大部分被丢弃，极大地浪费了有限的WMSN资源。

在MPEG-X及H.26X标准的视频编码方案中，采用基于块的运动估计、运动补偿等技术来提高编码效率，从而使其在相同的编码比特率条件下能获得更高的视觉质量。但这加重了编码端的计算负担，不能满足WMSN视频节点低计算量、低能耗的需求。因此，典型视频编码方案不适用于上述领域。

压缩感知(CS)理论将传统的数据采集与压缩合二为一，不需要复杂的编码过程。在视频信号处理过程中，CS适合处理单帧图像处理，而分布式压缩感知(DCS)理论研究的是多个信号间存在相关性，可以用于对视频帧序列进行联合稀疏、联合恢复。因此，将CS与DCS引入视频编码，能简化编码步骤、降低编码的复杂度，并在保证视觉质量的前提下获得更高的编码效率，从而达到降低无线视频传感器节点能耗目的。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种面向WMSN的多模式压缩视频感知编码与解码方法，可以在保证视觉质量的前提下获得更高的编码效率，从而降低无线视频传感器节点的能源消耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

在编码端，根据视频的时空相关性，采用自适应分组器对视频进行对视频进行分组，再采用四叉树图像分割法将图像组内的每幅图像分割为四个大小相同的图像块，并构成四个图像块组，将图像块组依次送入多模式稀疏编码器；然后，对图像块进行预处理，图像块组的第一个图像块被设置为关键图像块(KB块)，剩余的图像块为非关键图像块(NKB块)；同时，在多模式稀疏编码器中，NKB块被分为三种类型：跳过块(SKIP块)、分布式压缩感知块(DCS块)、压缩感知块(CS块)；再根据块的类型及编号对图像块组进行二次分组；最后，将KB块、SKIP块、DCS块和CS块分别送入相应的编码器进行编码。在解码端中，根据图像块的不同编码方式，分别重构出相应的图像块，再按图像块的编号恢复各图像块组；然后，对四个图像块组进行复接，以恢复出相应的GOP组。

实现本发明目的的技术方案是:面向WMSN的多模式压缩视频感知编码与解码方法，其特征是包括以下步骤:

1)多模式稀疏编码

1a)该方法首先将图像块组内的第一个图像块设置为KB块，剩余图像块设置为NKB块，并计算其差异值。具体公式如下：

MADiB=1H×LΣi=0H-1Σj=0L-1|KB(i,j)-NKBi(i,j)|---(1)]]>