基于压缩感知的多描述图像编码和解码方法

摘要

本发明提供一种基于压缩感知的多描述图像编码和解码方法，属于图像处理领域，该方法以图像行列相关系数和稀疏度为依据，自适应地选择图像的下采样方式,并根据采样图像的测量值确定多个描述。其中，描述信息包括当前描述的主信息和另一个描述的保护信息。当传输信道环境恶劣而使一个描述丢失时，本发明给出一种基于加权的方法来预测丢失的描述。同时，为了克服传统平衡多描述结构中当两个描述同时接收到时所带来的冗余信息的浪费，本发明能根据信道状况，最优化调整主信息与冗余信息的码率，本发明编码效率高，解码图像具有较高的信噪比和很好的视觉效果。

主权项

一种供基于压缩感知的多描述图像编码方法，其特征在于，包括：步骤1.确定下采样方式，并根据所述下采样方式，进行下采样获得子图像X₁的小波系数矩阵K1，子图像X₂的小波系数矩阵K2；步骤2.对所述子图像X₁的小波系数矩阵K1进行基于压缩感知的0系数舍弃，获得稀疏小波系数矩阵L1；对所述子图像X₂的小波系数矩阵K2进行基于压缩感知的0系数舍弃，获得稀疏小波系数矩阵L2；步骤3.确定主信息编码码率P1和冗余信息的编码码率P2；根据所述主信息编码码率P1和冗余编码码率P2，计算主信息观测值M1和冗余信息观测值M2，并生成主信息随机矩阵Z1、冗余信息随机矩阵Z2，其中，主信息观测值M1＝主信息编码码率P1×信号的分量数量N；冗余信息观测值M2＝冗余编码码率P2×信号的分量数量N，主信息随机矩阵Z1维数为M1×N；冗余信息随机矩阵Z2维数为M2×N；步骤4.将所述主信息随机矩阵Z1和冗余信息随机矩阵Z2作为观测矩阵，通过计算主信息随机矩阵Z1与主信息稀疏小波系数矩阵L1的乘积，获得主信息观测向量Y1，通过计算冗余信息随机矩阵Z2与主信息稀疏小波系数矩阵L2的乘积，获得冗余信息观测向量Y2；步骤5.将所述主信息观测向量Y1的奇数位和冗余信息观测向量Y2的偶数位结合，形成描述1信息；将所述主信息观测向量的偶数位和冗余信息观测向量的奇数位结合，形成描述2信息；步骤1所述确定下采样方式，包括如下步骤步骤11.对原始图像进行隔行采样，获得隔行采样子图像A、B；对所述输入图像进行隔列采样，获得隔列采样子图像C、D；步骤12.对所述隔行采样子图像A、B进行同一小波变换，形成隔行采样图像的小波系数矩阵A₁、B₁；对所述隔列采样子图像C、D进行同一小波变换，形成隔列采样图像的小波系数矩阵C₁、D₁，步骤13.分别统计所述小波系数矩阵A₁、B₁、C₁、D₁的中包括各子带在内的，感知理论框架中的非零元素的个数，分别获得小波系数矩阵A₁、B₁、C₁、D₁对应的非零元素的数量K₁、K₂、K₃、K₄；步骤14.如果小波系数矩阵A₁、B₁、C₁、D₁对应的非零元素的数量K₁、K₂、K₃、K₄不完全相等，则转步骤15；否则，分别计算小波系数矩阵A₁、B₁、C₁、D₁稀疏绝对值的和；如果小波系数矩阵A₁、B₁、C₁、D₁稀疏绝对值的和不完全相等，则采用稀疏绝对值和最小的小波系数矩阵所对应的采样方式；否则，按下式计算图像的行或列相关系数γ_k：如果γ₁＞γ₂，选择隔行采样方式，执行步骤16；否则，选择隔列采样方式，执行步骤16；其中，φ_k1,φ_k2,…,φ_kn是奇数行或列的像素值；…,是偶数行或列的像素值；是奇数行或列像素的平均值，是偶数行或列像素的平均值；k＝1表示奇数，k＝2表示偶数；步骤15.如果所述小波系数矩阵A₁、B₁、C₁、D₁对应的非零元素的数量K₁、K₂、K₃、K₄的最小值为K₁或K₂，则选取隔行采样方式，否则，采用隔列采样方式；步骤16.在主信息和冗余信息中设置采样方式标识字节。