基于冗余字典的监控视频压缩编码算法的研究与实现

发布时间：2017-04-20 11:00

  本文关键词：基于冗余字典的监控视频压缩编码算法的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：监控系统作为保障公共安全的有效手段,近年广泛的出现在人们的生活之中。监控视频海量的数据,给存储和传输带来了巨大的成本压力。传统的视频编码技术采用基于正交变换和运动估计相结合的混合编码结构,编码过程复杂,运算量大,与监控系统的硬件限制相冲突。监控视频是背景长时间较为固定,前景经常变动的有特点的视频。常见的视频编码算法,很少有为监控视频专门定制的,难以更有针对性的压缩监控视频,所以对监控视频的编码技术的研究急需突破。本文将基于冗余字典的信号稀疏表示理论应用在监控视频的压缩编码过程,研究了基于冗余字典的监控视频压缩编码算法。针对传统混合编码结构运动估计补偿复杂度高的特点,探索了无运动估计的分布式压缩编码算法。研究并实现了基于冗余字典的监控视频稀疏分解算法,在对监控视频特点进行深入分析的基础上,设计了基于图像块的冗余字典设计和训练方法,进而以此为基础,设计并实现了一种基于冗余字典的监控视频稀疏分解算法。实验结果表明,本文所设计的冗余字典设计方法能够为各个图像块建立有效的冗余字典,基于所建立的字典能够实现对监控视频的有效描述,且重建效果良好。研究并实现了基于冗余字典的监控视频压缩编码算法。基于所建立的基于图像块的冗余字典设计方法,设计并实现了一种基于冗余字典和JPEG-LS,在对监控视频进行稀疏分解的基础上,对稀疏分解系数进行量化和压缩编码,实现了对监控视频的有效压缩。进一步针对训练所得的字典对前景目标的稀疏表示能力较弱的问题,提出了一种基于关键帧的压缩编码算法,其中关键帧前景保留,对背景稀疏分解、量化和压缩编码,而非关键帧仅保留前景。实验结果表明基于关键帧的算法在高压缩比时能明显提高重建质量。研究并设计实现了一种基于区域字典的监控视频压缩编码算法。针对基于图像块的方法运算量大,字典训练时间长的问题,提出一种基于图像区域的冗余字典设计与训练方法,在此之上设计并实现了基于区域字典的监控视频压缩编码算法。算法利用区域字典对监控视频稀疏分解后,其余处理参照基于冗余字典的监控视频压缩编码算法。本文实验结果中,区域字典有效的提高了算法的压缩比,同时基于区域字典和关键帧的监控视频压缩编码算法能在重建质量相等的情况下,压缩比比MJPEG算法提高了1.5-2.3倍。
【关键词】：监控视频 稀疏分解 冗余字典 视频编码
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81

  本文关键词：基于冗余字典的监控视频压缩编码算法的研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：318495