[发明专利]基于长短期参考帧挑选假设匹配块视频压缩感知重构方法

摘要

本发明涉及一种基于长短期参考帧挑选假设匹配块视频压缩感知重构方法。通过充分挖掘图像帧之间的相似性，本发明提出了一种新的视频压缩感知重构策略：长短期参考帧动态挑选多假设匹配块，所提方法主要包括四个阶段：第一阶段，对压缩视频序列中每帧的测量值进行单独的图像重构；第二阶段，为较低采样率的图像帧指定长短期的多个重构参考帧；第三阶段，从多个参考帧中挑选多个假设匹配块；第四阶段，利用多假设匹配块形成残差稀疏模型，进而完成各个图像帧的重构。所提方法在增加一定复杂度的情况下能够获得较好的视频重构质量。

主权项

1.一种不同帧采样率下的视频压缩感知重构方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对压缩视频序列中每帧的测量值进行单独的图像重构，若当前帧为压缩视频序列中的关键帧，则重构得到的图像保存作为最终的重构帧，将关键帧重构得到的图像作为长期参考帧，若当前帧为压缩视频序列中的非关键帧，则进入步骤2，其中，视频重构以图像组GOP的形式进行，在GOP内有一个采样率较高的帧，其余帧的采样频率较低，则将每个GOP内采样率较高的帧定义为关键帧，其余采样频率较低的帧定义为非关键帧；步骤2、采用最相邻的非关键帧作为参考帧之一，将每一个非关键帧作为其后相邻的非关键帧的一个短期参考帧，对于当前非关键帧，从其短期参考帧中挑选固定个数的匹配块；步骤3、基于模式①或模式②，从长期参考帧中挑选当前非关键帧的多假设匹配块，其中：模式①：帧间匹配块个数固定，包括以下流程：若从两长期参考帧中挑选匹配块的总个数为M，每个GOP内帧的个数为s，当前GOP的序号为q，那么当前非关键帧l从前一长期参考帧中挑选匹配块的个数为从后一长期参考帧中挑选匹配块的个数为M‑N；模式②：帧间匹配块个数阶梯递减调节，包括以下流程：设最大迭代次数为Itr，阶梯递减步长为Step，t为当前迭代次数，x^t‑1为当前帧的上次迭代结果，在匹配块个数调整的过程中，如果前后两次重构帧的PSNR之差的绝对值小于一个固定的阈值τ，则说明在该匹配块个数条件下，重构质量提升已经达到上限了，应该调节匹配块的个数，但是匹配块的个数应有下限h，帧间匹配块的总个数确定如下：M＝M‑Steps.t.|PSNR(x^t)‑PSNR(x^t‑1)|<τ之后，基于动态调节的M，从长期参考帧中获取多假设匹配块；步骤4、挑选步骤2及步骤3得到的多假设匹配块，作为当前非关键帧的匹配块，计算当前非关键帧每块与对应的匹配块线性组合之间残差，然后，根据残差系数为零的概率对残差系数进行加权，得到一个加权的范数最小化问题，采用Split Bregman迭代算法解决该问题，从而完成当前非关键帧的重构。