基于匹配追踪的视频图像压缩传感处理

摘要

在当今的数字化时代,信息的种类纷繁复杂,同时信息的传输量也非常巨大。传统的信号处理技术逐渐无法适应时代的发展,而压缩传感理论的出现成为信号处理技术的一个新方向。压缩传感理论目前广泛应用于各个领域。而针对该理论的重构算法,国内外的学者也提出了各种算法。本文针对压缩传感贪婪追踪算法展开研究,并且应用到视频信号中。
　　本文在学习压缩传感的基本原理以及经典重构算法的基础上,提出了基于局部回溯的同步分段弱阈值正交匹配追踪(Backtracking-basedSmultaneousStagewiseWeakOrthogonalMatchingPursuit,B-SStWOMP)算法。
　　本文对贪婪追踪的经典算法进行了详细的介绍与学习。而本文提出的B-SStWOMP算法,结合了回溯思想,分段弱阈值思想以及联合稀疏估计思想,对多个信号进行联合重构。在每次迭代中,通过设置阈值条件,选取对各个信号贡献最大能量的原子进行信号重构。把B-SStWOMP算法与其他几个经典算法应用在视频重构当中。通过仿真实验表明,B-SStWOMP算法优于同类算法,平均比OMP算法和SOMP算法的峰值信噪比高2dB,比CoSaMP算法高5-7dB左右,比GPSR_BB算法高3-7dB左右,比SOMP算法高4dB左右,并且,重构精度和匹配度在抽样率大于等于0.3时,也比其他算法要好。同时发现,该算法应用于变化较大的视频信号时,受视频中对象的运动大小影响。
　　最后,本文把提出的算法应用到交通视频当中。通过仿证明,CS理论是交通视频监控方面有良好的前景,不仅可以节省大量的存储空间,而且可以更快速有效的传送视频图像,具有很好的实时性。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3压缩传感的应用

1.4 本文研究内容和结构安排

第2章 压缩传感理论

2.1压缩传感的信号处理方法与传统方法对比

2.2压缩传感基本原理

2.3压缩传感重构

2.4 分布式压缩传感

2.5 基于压缩传感的视频重构

2.6 本章总结

第3章 基于贪婪迭代思想的CS算法

3.1 正交匹配追踪（OMP）算法

3.2 压缩采样匹配追踪（CoSaMP）算法

3.3 分段正交匹配追踪（StOMP）算法

3.4 正则化正交匹配追踪（ROMP）算法

3.5 子空间追踪（SP）算法

3.6 本章总结

第4章 基于局部回溯的同步分段弱阈值正交匹配追踪

4.1 基于局部回溯的同步分段弱阈值正交匹配追踪（B-SStWOMP）算法

4.2 B-SStWOMP算法性能分析以及仿真实验

4.3 B-SStWOMP算法的实际应用

4.4 本章总结

第5章 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 未来工作与展望

参考文献

致谢

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