[发明专利]基于分块策略和遗传进化的视频图像压缩感知重构方法

权利要求书

1.一种基于分块策略和遗传进化的视频图像压缩感知重构方法，包括：

(1)发送方以8帧为一个数据组，对视频图像的每一帧图像进行8×8的分块，根 据相邻帧同一位置图像块差值的二范数将图像块划分为非变化块和变化块，并对非变 化块和变化块进行随机高斯观测，得到观测向量；

(2)接收方将获取的所有观测向量进行图像块结构判别，即将每一个观测向量标记 为光滑或单方向或多方向；

(3)提取具有相同图像块结构的观测向量，对同一个图像块结构的观测向量进行 AP聚类；

(4)用已有的脊波过完备字典对产生的每一类观测向量进行种群初始化；

(5)分别利用遗传优化算法对步骤(4)的每一个遗传种群进行遗传交叉、基于方向统 计的遗传变异、遗传选择操作，获得每一类观测向量在过完备字典上的最优原子组合；

(6)根据步骤(5)获得的最优原子组合，对每一类观测向量进行重构，将它们组合成 视频数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中对非变化块和变化块进行随机高 斯观测，是指对非变化块，只对每组视频的第一帧的非变化图像块进行随机高斯观测， 其它视频帧的非变化图像块不需要观测；对变化块其每组视频的所有帧都要进行相应 的高斯随机观测；非变化块与变化块的观测率不同或相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中高斯随机观测，是将图像块，拉成列x_i, 再采用高斯矩阵Φ进行观测，得到各个图像块的观测向量：y_i＝Φ·x_i，其中Φ的大小视采 样率而定。

4.根据权利要求书1所述的方法，其中步骤(3)中对每一类观测向量进行种群初始化，按 如下步骤进行：

(3a)对于标记为光滑块的观测向量，我们将ridgelet冗余字典按照尺度进行划分， 选取前7个尺度作为光滑块的子字典，在子字典下随机生成该类的遗传初始种群；

(3b)对于标记为单方向的观测向量，将ridgelet冗余字典按方向划分为36个子字 典，根据该类观测向量的标记判别方向i，选取前后相邻共5个方向(i-2,i-1,i,i+1,i+2)的 子字典进行种群初始化，对i＝35,i+2＝1；对于i＝36，i+1＝1；i+2＝2；对于i＝1， i-1＝36；i-2＝35；对于i＝2，i-2＝36；对方向i，根据方向i的子字典随机初始化12 个个体，对方向i-1,i+1，根据方向i-1，i+1对应的子字典，分别随机初始化8个个体， 对于标定的方向i-2,i+2,根据方向i-2,i+2所对应的子字典，分别随机初始化4个个体； 将上述5个方向生成的所有个体组合作为该类单方向的初始种群；

(3c)对于标记为多方向的观测向量，将ridgelet冗余字典按方向划为36个子字典， 然后对类中的每个观测，根据步骤(2)的标记，统计他们标记的最优的三个方向，选 出这一类中最优方向最多的三个方向j,k,l，作为该类多方向块的最优3个方向方向， 对(j,k,l)每一个方向(例如j),分别选取前后相邻的5个方向(j-2,j-1,j,j+1,j+2),对 j＝35,j+2＝1；对于j＝36，j+1＝1；j+2＝2；对于j＝1，j-1＝36；j-2＝35；对于 j＝2，j-2＝36；对于方向j，根据方向j的子字典随机初始化4个个体，对于标定方 向j-1,j+1，根据方向j-1，j+1对应的子字典，分别随机初始化2个个体，对于标定的 方向j-2,j+2,根据方向j-2,j+2所对应的子字典，分别随机初始化2个个体；对j,k,l分别 按照上述操作生成个体，将所有的个体组合成多方向下该类的遗传初始种群。