基于分块压缩感知框架的无人机视频编解码研究.pdf

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1、ｔｅＳＯＵＴＨＷＥＳＴ．ＡＯＴＯＮＯＵＮ，ＶＥＲｌ＾＾＾硕ｉ学位论胃ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾＾ｇ论文题目＝基于分块圧缩感知框架的无人机国内图书分类号：ＴＮ９２９．５密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文某于分块压缩感知樞架的无人机视频编解码研究年级２０１４姓名黄寒冰申请学位级别硕±专业信息与通信王程＊旨导老少币陈庆春二零一古年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＮ９２９．５Ｕ．ＤＣ．：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎ

2、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＵＡＶＶＩＤＥＯＣＯＤＩＮＧＳＣＨＥＭＥＢＡＳＥＤＯＮＢＬＯＣＫＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮＳＥＮＳＩＮＧＦＲＡＭＥＷＯＲＫＧｒａｄｅ：２０１４Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＨａｎｂｉｎｇＨｕａｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：Ｍ过ｓ化ｒＳｐｅｃｉａｌｔｙ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ；Ｐｒｏｆ．ＱｉｎｇｃｈｕｎＣｈｅｎＭａ２０１

3、７ｙ西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．□保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密＾使用本授权书。上方框＂＂（请在Ｗ内打Ｖ）学位论文作者签名；豕指导老师签名：Ａ秦曰期：曰期訓；＾５｜弓日７７马／專西南交通大学

4、硕±学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．基于无人机视频采集系统对编码的要求，分析并研巧现有的分块压缩感知方案：一在编码端，通过改变测量矩阵，进步降低编码复杂度，同时在编码端引入差分调制量化操作，有效地利用了顿间兀余与信息赌，，提高编码率失真性能；在解码端考虑观测值可能受到噪声的影响，因此在解码端需要进行去噪处理。通过分析对比了两种降噪重构算法，得出采用降噪近似消息传递算法更符合平台的性能要求。２．考虑到视频信号顿间存在相关性，而传统视频编码的运动补偿技术会给编码器带来巨大的计

5、算负担。借鉴分布式信源编码理论，在编码端对视频晌进行独立编码，在解码端使用运动补偿技术，提高视频流的重构质量。３．通过分析航拍视频流的特征，提出了基于飞行状态的运动估计算法。该算法在、进行传统运动估计算法之前，根据当前顿的无人机运动状态信息设定搜索窗口的中屯点位畳，有效提高了运动估计算法的搜索精度。，本人郑重声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，。对本文的研究做出贡献的个人和集体均已在文中作了明确说明。本

6、人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：曰期：各巧引９西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ页摘要无人机视频采集系统是Ｗ无线链路为通信信道，由无人机进行视频信息捕获，地面接收并分析的信息处理系统，。无人机属于能量受限系统通常采用低功耗、低性能的嵌入式设备作为视频获取设备。对于送类设备而言，低编码复杂度视频编码技术能够有效地提升系统性能。通过分析无人机视频采集系统与航拍视频流的特性，论文对现有的分块压缩感知图像编码框架进行了分析与研究，为了有效利用视频信号的时域相关性，论

7、文在解码端引入运动补偿技术Ｗ提高视频流的整体压缩率。首先，为了满足无人机低实现复杂度的要求，在不影响图像重构质量的前提下，论文研究了基于哈达玛矩阵作为分块压缩感知系统的测量矩阵，ｔｕ减少编码端的计算复杂度，提高编码速度；此外，论文研究了在编码端引入差分调制量化步骤，更有效地利用了视频信号帖内的空间相关性Ｗ及，提高率失真性能。其次，，信息赌，由于在实际场景中解码端收到的信号往往带有噪声－为了能够高质量地恢复图像，论文在比较相关的降噪重构算法的基础上，验证了ＤＡＭＰ算法可Ｗ作为性能更为优异的重构算法。第Ｈ，考虑到视频流

8、信号存在较强的时域相关性，虽然传统的运动补偿算法能够有效地利用时域冗余，但其复杂的计算将给编码端带来巨大的负担。论文借鉴分布式信源编码的思想，