[发明专利]基于感知哈希算法的分布式视频压缩感知自适应分组方法

说明书

本发明公开了基于感知哈希算法的分布式视频压缩感知自适应分组方法，针对在分布式视频压缩感知系统中当视频序列变化剧烈或发生场景切换时，采用固定的图像分组将导致参考帧选择的不准确进而严重影响非关键帧的重构质量，如果非关键帧与相邻关键帧的重构质量相差过大，解码端将产生视频闪烁效应的问题，本发明首先利用感知哈希算法评估图像的时域相关性大小，并根据时域相关性大小将图像分级，然后进行自适应图像分组；在自适应图像分组基础上，采用一种新的帧采样率分配模型进一步提高总体重构质量。本发明在保持总采样率不变的前提下，有效降低了解码视频中视频闪烁程度，为分布式视频压缩感知系统进一步提高提高服务质量和用户体验提供了可能。

技术领域

本发明属于视频图像处理技术领域，具体涉及一种基于感知哈希算法的分布式视频压缩感知自适应图像分组方法。

背景技术

无线传感网(WSN)是由大量具有通信和计算能力的视频传感器节点通过自组织方式组成，能够实时采集、处理现场信息，经过节点间多跳转发传输到汇聚节点。由于传感节点本身存在能量受限和传输能力有限的问题，加之无线传感器网络的信道存在时变特性，无线传感网的应用一直是研究热点之一。随着采用视频传感器构建的无线传感器网络(WVSN)来实现实时视频感知应用的增加，人们对视频传输的质量和速度提出了更高的要求和期待，如何利用无线视频传感网进行实时视频感知并保证视频质量满足用户体验(QOE)是一个亟待解决的问题。

传统的视频压缩编码系统在编码端进行复杂的运动估计(ME)与运动补偿(MC)技术进行压缩编码，与之相比，由于无线视频传感网络(WVSN)由大量视频传感器节点构成，并且传感节点本身存在能量受限和传输能力有限的问题，移动终端不能处理复杂运算的问题。为了满足新视频应用场景下的新需求,分布式视频编码(DVC)应运而生。分布式视频编码(DVC)采用“编码端各帧独立编码，解码端联合重构”的思想，将复杂的运动估计(ME)与运动补偿(MC)技术转移到了解码端，大大减轻了编码端的负担，十分适用于无线视频传感网(WVSN)。由于传统视频编码技术，例如H.26/MPEG-X编码过于复杂，为了进一步减少编码负担，整合分布式编码(DVC)与压缩感知(CS)的分布式视频压缩感知编码(DCVS)应运而生。

在分布式视频压缩感知编码中，视频帧序列被分一个个视频帧组(GOP)。帧组中的第一帧为关键帧，其余的为非关键帧。关键帧的采样率往往高于非关键帧，以获得高质量的重构的关键帧用来生成边信息(非关键帧的预测)辅助非关键帧的重构。边信息的准确与否直接影响非关键帧的重构质量，因此编码系统总是采用固定的小帧组来选择合适的参考帧来获得准确的边信息，比如GOP＝2、4、8、16。但是对于运动剧烈、场景切换的视频帧序列，即使是最小的分组大小GOP＝2,相邻关键帧差异性太大所导致的边信息不准确会严重影响非关键帧的重构质量。关键帧与非关键帧的重构质量若相差太多，重构的视频帧序列会表现出闪烁的问题，会严重影响用户体验与服务质量。

发明内容

本发明目的在于提出了一种基于感知哈希算法的分布式视频压缩感知自适应图像分组方法，该方法解决了传统分布式视频压缩感知系统中视频闪烁的问题。本发明首先利用感知哈希算法评估图像的时域相关性大小，并根据时域相关性大小将图像分级，然后进行自适应图像分组；在自适应图像分组基础上，采用一种新的帧采样率分配模型进一步提高总体重构质量。本发明在总采样率不变的前提下，有效降低了解码视频中视频闪烁程度，提高服务质量与用户体验，并且提高了整体重视频构质量，为分布式视频压缩感知系统进一步提高提高服务质量和用户体验提供了可能。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案为基于感知哈希算法的分布式视频压缩感知自适应分组方法，

设输入视频序列为X＝{x₁，x₂，…，x_i，…，x_N}；