基于CS的視頻保密編碼與分析集成研究.pdf

1、壓縮傳感(CompressiveSensing，CS)理論以子奈奎斯特(sub-Nyquist)采樣率為圖像重構(gòu)提供了一種嶄新的框架，其核心思想是：如果信號(hào)在某一線性變換域中是稀疏的，進(jìn)行sub-Nyquist采樣就可高概率地將原始信號(hào)完美地重建，或在噪聲存在的情況下魯棒地逼近。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)(Computer Vision)應(yīng)用中，自然圖像可以在小波域中稀疏表示。根據(jù)CS理論，如果將場(chǎng)景隨機(jī)投影在與小波基不相干的測(cè)試函數(shù)集上，通過(guò)凸優(yōu)化

2、算法能夠?qū)D像重構(gòu)出來(lái)。
　　 CS理論一經(jīng)提出，就立刻成為國(guó)內(nèi)外圖像界的關(guān)注熱點(diǎn)。CS通過(guò)少量投影所獲得的非一般測(cè)量，能夠輕易捕獲圖像中的關(guān)鍵信息。而由序列圖像所組成的視頻，更是CS理論非常適宜的應(yīng)用范圍。本論文將研究CS理論在視頻領(lǐng)域的若干應(yīng)用，論文實(shí)現(xiàn)的主要工作如下：
　　 1.綜合CS理論和經(jīng)典的圖像減影算法，提出了一種基于CS的具有保密特點(diǎn)的跟蹤算法，同步實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)跟蹤和隱私保護(hù)，它可以使廣泛安置的視頻監(jiān)控應(yīng)用

3、系統(tǒng)增加對(duì)個(gè)體隱私保護(hù)的功能。這里的保密性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：(1)CS測(cè)量的固有保密性。分別將測(cè)量矩陣和投影過(guò)程視為密鑰和對(duì)敏感區(qū)域的加密，密鑰未知時(shí)解碼端無(wú)法解密。即僅獲取壓縮編碼的隨機(jī)投影不可能重構(gòu)原始視頻內(nèi)容，保護(hù)了數(shù)據(jù)信息的安全。(2)CS理論與減影結(jié)合，算法不需要重構(gòu)視頻幀就能跟蹤感興趣的目標(biāo)，所以它具有其它一般減影算法所不具備的保護(hù)隱私的優(yōu)勢(shì)。另外，根據(jù)目標(biāo)距離攝像機(jī)的遠(yuǎn)近，設(shè)計(jì)出一種投影域中背景更新的計(jì)算方法。仿真結(jié)果表

4、明，所提出的算法能夠依靠測(cè)量矩陣通過(guò)非完備測(cè)量有效地重構(gòu)真實(shí)的圖像，且其計(jì)算安全的特點(diǎn)對(duì)于某些特殊的保密應(yīng)用是尤其有用的。
　　 2.論文給出了一種CS理論與視頻分析相結(jié)合的互反饋迭代優(yōu)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)將視頻分析中得到的預(yù)測(cè)位置和邊界框大小反饋到CS重構(gòu)或解碼模塊，作為先驗(yàn)信息或約束來(lái)指導(dǎo)前景的重構(gòu)，以提高前景重構(gòu)的質(zhì)量；質(zhì)量改善的重構(gòu)結(jié)果反過(guò)來(lái)可以用于優(yōu)化目標(biāo)跟蹤的結(jié)果。論文在CS這樣一種測(cè)量和重構(gòu)某一類信號(hào)的理論中嵌入信號(hào)分析