基于分布式壓縮感知的WMSN多視角視頻編碼.pdf

1、無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Multimedia Sensor Networks，WMSN）具有大范圍快速組網(wǎng)、感知信息豐富、無人值守等優(yōu)勢，在國家安全、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、智能交通等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。然而WMSN傳輸與處理的數(shù)據(jù)量巨大，而能耗敏感且計算資源有限。因此，適用于WMSN的視頻壓縮編碼算法成為WMSN的研究熱點之一。
　　近年來，壓縮感知（Compressed Sensing，CS）理論的發(fā)展，為

2、視頻信號壓縮編碼提供了新的解決思路。壓縮感知具有編碼復(fù)雜度低、壓縮性能好、編碼和解碼相互獨立等優(yōu)點。在此基礎(chǔ)上發(fā)展的分布式壓縮感知（DCS，Distributed Compressed Sensing）能夠有效利用WMSN節(jié)點感知數(shù)據(jù)的時空相關(guān)性實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)的同時重構(gòu)。因此，本文在深入研究DCS理論的基礎(chǔ)上，分析WMSN多視角視頻編碼的特點及要求，提出了基于DCS的WMSN多視角視頻編碼算法，仿真實驗表明該方法在保證了圖像質(zhì)量的同時，進

3、一步減少了編碼的數(shù)據(jù)量，降低了編碼端的復(fù)雜度，有利于延長WMSN的網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　　論文的主要工作如下：首先對WMSN的概念、特點、應(yīng)用領(lǐng)域及關(guān)鍵技術(shù)作了詳細介紹；其次，在對視頻編解碼進行全面闡述的同時，重點研究了分布式視頻編碼和基于CS理論的視頻編碼；然后，在分布式壓縮視頻感知（Distributed compressive video sensing，DCVS）的理論框架下，借鑒殘差思想，研究了基于殘差的DCVS視頻編解碼方

4、法，并對殘差DCVS與DCVS的重構(gòu)誤差進行了仿真實驗對比分析。
　　在前述研究基礎(chǔ)上，本文將基于單視角視頻的殘差分布式視頻編解碼模型應(yīng)用在多視角視頻中，利用WMSN節(jié)點感知數(shù)據(jù)的時空相關(guān)性，建立WMSN中基于聯(lián)合稀疏模型的時空相關(guān)性分布式壓縮感知模型，并提出相應(yīng)的多視角視頻編解碼方案。該方案在編碼端對關(guān)鍵幀進行CS編碼，而對非關(guān)鍵幀進行聯(lián)合稀疏和觀測，并借助殘差圖像的稀疏性減少了編碼端處理的數(shù)據(jù)量；在解碼端，通過獲取視角內(nèi)與視角