[发明专利]一种基于过完备字典的视频监控图像压缩方法

摘要

本发明公开了一种基于过完备字典的视频监控图像压缩方法，包括字典训练过程和图像压缩过程。在字典训练过程中，选取一部分监控图像作为样本，通过自适应学习的方法训练字典，同时对字典学习的过程进行误差控制，使得重构图像能够达到人们所期望的质量。在图像压缩的过程中，基于该字典对图像进行稀疏表达，同时提出了一种自适应图像分块方法，使稀疏表达过程中系数的个数最少。最后根据输出数据特点设计量化和编码方法，以尽量减少图像压缩后的数据量。本发明可以预先对重构图像的质量进行设置，并且在压缩过程中根据图像内容更进行自适应的分块，能够在保证重构图像质量的同时提高图像的压缩效率。

主权项

一种基于过完备字典的视频监控图像压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选取部分视频监控图像作为训练样本，将训练样本图像独立进行三次分割，分成三个大小不同的图像块集合，图像块的大小分别为16×16、8×8、4×4；步骤2：去除作为训练样本的图像块的均值；步骤3：分别以去掉均值的16×16、8×8和4×4的图像块作为训练样本，并进行字典训练获取三个大小不同的过完备字典；步骤4：将原始图像分成多个16×16的图像块；步骤5：从第一个16×16的图像块开始，将其分成4个8×8的图像块和16个4×4的图像块；步骤6：去除步骤5中的16×16的图像块、8×8的图像块和4×4的图像块的均值；步骤7：对步骤6中去均值后的每个图像块基于对应大小的字典进行稀疏表达；步骤8：以稀疏表达结果中系数的个数作为标准，确定最优分块模式并存储，同时存储最优分块模式所对应的图像块均值和稀疏矩阵；具体实现过程是：16×16的图像块中每个8×8的图像块被分为四个4×4的图像块，如果表达这四个4×4的图像块所需要的系数少于表达原始8×8图像块所需要的系数，那么在最优分块模式中记录这个8×8的图像块分为更小的4×4的图像块来进行稀疏表达，反之则记录该8×8图像块不分块；对于一个16×16的图像块，对其中的四个8×8的图像块都进行相同操作后，得到系数的总个数，这时再对16×16的图像块进行稀疏表达，如果直接表达一个16×16的图像块所需要的系数更少，则更改之前的最优分块模式，记录该16×16的图像块不分块，反之则保留之前的最优分块模式；最后存储最优分块模式所对应的图像块均值和稀疏矩阵；步骤9：分别对最优分块模式，图像块均值和稀疏矩阵进行量化和编码；步骤10：判断是否是最后一个16×16的图像块，如果不是则转到步骤5，若果是则结束。