[发明专利]一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法

说明书

本发明公开了一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法，其特征在于，包括以下步骤：利用测量矩阵对视频流的参考帧和非参考帧进行基于块的采样，并对不同的块进行编号；根据块变化程度确定搜索窗大小，判断非参考帧中的各个块相对于参考帧中相同编号块的变化程度；非参考帧利用搜索窗大小得到非参考帧残差重构信号，参考帧利用采样值基于块的压缩感知投影平滑滤波算法快速重构算法进行重构得到参考帧假设集合；最后将参考帧假设集合与非参考帧残差重构信号相加即重构出非参考帧信号。本发明减少在多假设预测过程中的算法时间复杂度，缩短重构时间，并提高低采样率下的视频重构质量。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法。

背景技术

近年来，传统的视频编码技术由于其编码端计算复杂度高，不适合在无线多媒体传感器网络这种编码端资源受限的场景下应用。针对这一问题，学者将视频压缩感知技术与分布式原理相结合，提出了分布式视频压缩感知技术，将编码端的复杂度转移到了解码端。通过在编码端用远低于奈奎斯特采样速率采集到的数据，可以精确重构出视频信息。使得分布式视频压缩感知被大量应用于医疗、教育、生产等诸多领域。

在分布式视频压缩感知中，重构技术是视频质量的关键因素之一。其中多假设预测重构技术利用视频帧间和帧内在时间和空间上的相关性，获得了较高的重构质量。但是现有的多假设预测方法在参考帧中进行多假设搜索时采用固定的搜索窗大小，没有考虑视频帧中不同块的变化快慢问题，导致算法时间复杂度高，重构时间长，降低了重构效率，而且在低采样条件下重构质量较差。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种动态改变搜索窗大小的方法，加快了重构速度，并提高了低采样率下的视频重构质量。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法，致力于减少在多假设预测过程中的算法时间复杂度，缩短重构时间，并提高低采样率下的视频重构质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用测量矩阵对视频流的参考帧进行基于块的采样，并对不同的块进行编号，计算公式为：

其中为参考帧测量值，为参考帧中的待重构原始块，为参考帧的块测量矩阵，另外每一块的测量数目记为M；

S2、利用测量矩阵对视频流的非参考帧进行基于块的采样，并对不同的块进行编号，计算公式为：

其中为非参考帧的测量值，为非参考帧中的待重构原始块，为非参考帧的块测量矩阵，另外每一块的测量数目记为M₀；

S3、根据块变化程度确定搜索窗大小，判断非参考帧中的各个块相对于参考帧中相同编号块的变化程度；

S4、参考帧利用采样值基于块的压缩感知投影平滑滤波算法快速重构算法进行重构得到参考帧假设集合，非参考帧利用步骤S3确定的搜索窗大小得到非参考帧残差重构信号；

S5、最后将加权的假设集合与非参考帧残差重构信号相加即重构出非参考帧信号。

上述的一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法，其特征在于，非参考帧中的块与重构出的参考帧中的块的对应位置编号相同。

上述的一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法，其特征在于，所述步骤S1中块大小B＝16，采样率定为0.5。

上述的一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法，其特征在于，所述步骤S2中块大小B＝16，采样率分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5。

上述的一种动态改变搜索窗大小的多假设预测方法，其特征在于，所述S3具体为，取参考帧中前M₀个测量值，通过以下公式：