[发明专利]基于动态挑选多假设匹配块的视频压缩感知重构方法

说明书

本发明涉及一种基于动态挑选多假设匹配块的视频压缩感知重构方法，包括以下步骤：独立地重构序列中的每一帧图像；对于上述非关键帧重构得到的图像，采用K种根据距离动态挑选匹配块的模式从前后两个关键帧中依次进行匹配块的挑选，再利用多假设匹配块形成残差稀疏模型，进行K种模式下的重构该非关键帧图像；基于阈值与整体结构相似性确定非关键帧的最终重构结果。本发明能够提高重构质量。

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，特别是涉及一种基于动态挑选多假设匹配块的视频压缩感知重构方法。

背景技术

传统的视频采集系统根据奈奎斯特-香农采样定理对每帧视频采集到一组大量的信号样本，采样速率要求不小于信号带宽的两倍，随后是高复杂度的压缩编码，以消除像素之间存在的冗余。压缩感知(CS)技术的兴起提供了一种新型的信号采集与重构方法。CS只需通过将信号投射到随机基上以获得少量的测量值，根据CS理论，在某一变换域中具有稀疏或近稀疏表示的信号可以通过这些测量值得到较高可能性的重构。一些研究者提出在重构端通过块匹配进行运动估计和运动补偿，生成当前帧的一个预测。然而，现有的方法均没有考虑多假设情况下的整体结构相似性(SSIM)，只是试图最小化均方误差(MSE)。在某些情况下，基于MSE的方法并不能得到满意的视频重构效果，甚至会得到较差的结果。因此，对于视频压缩感知，匹配块的挑选策略以及如何确定最终重构结果的研究是很有必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于动态挑选多假设匹配块的视频压缩感知重构方法，能够提高重构质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于动态挑选多假设匹配块的视频压缩感知重构方法，包括以下步骤：

(1)独立地重构序列中的每一帧图像；

(2)对于步骤(1)中非关键帧重构得到的图像，采用K种根据距离动态挑选匹配块的模式从前后两个关键帧中依次进行匹配块的挑选，再利用多假设匹配块形成残差稀疏模型进行K种模式下的重构该非关键帧图像；

(3)基于阈值与整体结构相似性确定非关键帧的最终重构结果。

所述步骤(1)采用基于多假设匹配块的残差重构方法独立地重构序列中的每一帧图像，其中多假设匹配块从每帧自身进行挑选。

所述步骤(2)中K种根据距离动态挑选匹配块的模式具体包括：

第一模式：从前后两个关键帧中各挑选M/2个；

第二模式：从距离较近的关键帧中挑选M/2+1个，从距离较远的关键帧中挑选M/2-1个；

第三模式：从距离较近的关键帧中挑选M/2+2个，从距离较远的关键帧中挑选M/2-2个；

其中，M为从前后两个关键帧中挑选的总匹配块个数。

所述步骤(3)具体为：设置阈值T，如果K种模式中的一种重构的非关键帧图像与原图像的整体结构相似性大于阈值，则将该模式下重构的非关键帧图像作为最终重构结果；如果K种模式中的重构的非关键帧图像与原图像的整体结构相似性均小于阈值，则选择与原图像的整体结构相似性最大的那种模式重构的非关键帧图像作为最终重构结果。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明挑选匹配块的模式更加灵活，实现了多模式的动态挑选；同时在基于整体结构相似性的考虑下，所提方法可从总体上衡量每个视频帧的质量，进一步削弱了块效应，在增加一定复杂度的情况下有效地提升了视频重构的质量，并改善了重构视频的主观视觉质量。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是动态挑选多假设匹配块的示意图；