基于前景背景分离的分布式压缩感知视频编解码方法

摘要

本发明涉及一种基于前景背景分离的分布式压缩感知视频编解码方法：根据重构精度和实时性的要求，将视频按照帧序分为关键帧，即I帧，和非关键帧，即P帧；对于I帧，选择适当的观测矩阵对其进行测量；对于P帧，需要与对应I帧进行背景和前景分离，再使用相同的观测矩阵对分离后的前景进行测量，使用差分完成背景和前景的分离，在编码端引入解码模式判断，将一个GOP中P帧的解码模式分为跳帧模式SKIP、普通模式NORMAL和字典学模式DL三种模式，再使用相同的观测矩阵对差值进行测量。本发明可以降低编码端复杂度。

主权项

一种基于前景背景分离的分布式压缩感知视频编解码方法，包括下列两个方面：(1)在编码端，根据重构精度和实时性的要求，将视频按照帧序分为关键帧，即I帧，和非关键帧，即P帧，每两帧组成一图像组GOP；对于I帧，选择适当的观测矩阵对其进行测量；对于P帧，需要与对应I帧进行背景和前景分离，再使用相同的观测矩阵对分离后的前景进行测量，使用差分完成背景和前景的分离，设P帧与I帧的差值为d_v，在编码端引入解码模式判断，判断依据为d_v的均方误差值MSE，根据MSE的值将一个GOP中P帧的解码模式分为跳帧模式SKIP、普通模式NORMAL和字典学习模式DL三种模式，若MSE小于阈值下限，则判定这两帧非常相似，该P帧无需重构，可直接使用I帧重构结果作为其重构结果；若MSE在阈值范围内，则直接对I帧和P帧的前景分别进行重构；若MSE大于阈值上限，表明这两帧差别很大，应更新稀疏字典以适应新的场景，解码端在完成此GOP内I帧的重构后用字典学习算法更新当前稀疏字典；(2)在解码端，首先根据编码端发送的判断信号确定解码模式，之后对该GOP的两帧进行相应的解码操作，具体的解码操作为：若为跳帧模式，则只重构I帧，P帧用I帧重构结果替代；若为普通模式，I帧和差值分别进行重构，再通过图像重组得到P帧的重构结果；若为字典学习模式，则先按照普通模式的步骤进行重构，再根据I帧的重构结果进行字典更新，并将更新后的稀疏字典应用于P帧和下一个I帧的重构中，最后按照帧序和帧率输出重构视频流。