[发明专利]一种节能的压缩感知图像编码方法

说明书

本发明涉及节能的压缩感知图像编码方法，有效解决现有技术中存在的高编码能耗及编解码能耗无法兼顾的问题，方法是：对输入图像进行块分割，划分为若干互不重叠的图像块；计算各图像块的梯度值；利用各块的梯度值构造测量矩阵，实施分块CS测量；利用各块的测量矩阵，构造投影矩阵；实施投影矩阵与观测向量的内积运算，重建各图像块，并合并成最终的重建图像。本发明根据各图像块的梯度值实施自适应CS测量，梯度值量化了图像块的稀疏度，确保了编码器在低能耗条件下仍可捕获到图像块的绝大多数信息；利用投影矩阵线性重建各图像块，在获得良好重建质量的同时降低了解码能耗。利用对CIF格式视频序列实施编解码，编码能耗低、解码能耗低。

技术领域

本发明涉及图像编码技术领域，特别是一种节能的压缩感知图像编码方法。

背景技术

随着物联网的高速发展，越来越多的设备实现了互联。设备间的数据传输消耗了巨大能量，因此，节能的物联网受到了学术界和工业界众多关注。视觉传感器是物联网中的主要能耗源，现有工作设计了一些节能传感器，例如，CITRIC(P.Chen,P.Ahammad,C.Boyer,et al.CITRIC:A low-bandwidth wireless camera network platform,ACM/IEEEInternational Conference on Distributed Smart Cameras,pp.1-10,2008)、MicrelEye(A.Kerhet,M.Magno,F.Leonardi,A.Boni,and L.Benini.A low-power wireless videosensor node for distributed object detection,Journal of Real-Time ImageProcessing,vol.2,no.4,pp.331-342,2007)等。这些节能视觉传感器尺寸很小，仅有一美分硬币大小，但尺寸限制了计算能力，当实施计算量较高的图像编码算法，例如，JPEG(M.Pennebaker.JPEG:Still Image Data Compression Standard,Springer ScienceBusiness Media,1992)、H.264/AVC(G.J.Sullivan,P.N.Topiwala,A.Luthra.The H.264/AVC advanced video coding standard:overview and introduction to the fidelityrange extensions,Proceedings of SPIE,vol.5558.pp.454-474,2004)、HEVC(G.J.Sullivan,J.-R.Ohm,W.-J.Han,and T.Wiegand,Overview of the highefficiency video coding(HEVC)standard,IEEE Transactions on Circuits andSystems for Video Technology,vol.22,no.12,pp.1649-1668,2012)等，将消耗较大能量，因此，在物联网节能要求下，亟待发明一种低能耗的图像编码方法。

针对节能物联网，压缩感知(Compressive Sensing,CS)可提供一种低能耗编码方案。CS的最大优点在于，它的随机测量能以欠奈奎斯特速率采样与压缩图像，因此，依据CS，可设计低能耗的编码器。尽管CS可降低能量投入，但它并不影响压缩效率。与传统的图像编码器相似，基于CS的图像编码器仍可生成低带宽的码流。然而，CS编码器节约能耗的代价是增加了解码图像的复杂度。虽然物联网云端有充足的能力处理高复杂度的工作，但节能的要求仍然需要。

综上所述，现有技术中的图像编码方法，存在编码能耗高的问题。CS方案可降低编码能耗，但又存在无法兼顾解码能耗的问题。

发明内容

本发明提供一种节能的压缩感知图像编码方法，可有效解决现有技术中存在的高编码能耗及编解码能耗无法兼顾的问题。