一种分布式视频压缩感知中确定性测量矩阵的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式视频压缩感知中确定性测量矩阵的优化方法。该优化通过在正交对称托普利兹矩阵(Orthogonal Symmetric Toeplitz Matrices,OSTM)的基础上通过引入伪随机循环的构造方法，增加确定性测量矩阵的伪随机特征，这样便保证了测量矩阵的随机性能，提高了感知性能与硬件友好度。具体优化方法如下：第一步、采用格雷互补序列(Golay ComplemEntary Sequences)作为符号序列，根据正交托普利兹矩阵的构造规则，构造出N个方阵Φi；第二步、将生成的N个方阵看作一维向量；第三步、将该一维向量作为分块矩阵的第一行，再根据循环矩阵的生成方式，生成余下N‑1行，得到分块阵Φ。最后对分块阵进行规范化，获得最终的优化测量矩阵。最后通过仿真实验结果对比，基于优化的测量矩阵压缩测量获得的重构图像PSNR显著提高。

An optimization method for deterministic measurement matrix in distributed video compressed sensing

The invention discloses an optimized method for determining the measurement matrix in distributed video compression sensing. The optimization by orthogonal symmetric matrix (Orthogonal top Liz Symmetric Toeplitz Matrices, OSTM) construction method using pseudo random cycle through based on pseudo random features increase uncertainty of measurement matrix, which guarantee the performance of random measurement matrix, improve the sensing performance and hardware friendliness. The following specific optimization methods: the first step, the complementary sequence (Golay ComplemEntary Gray Sequences) as a sequence of symbols, according to the rules of construction is to construct the general Liz matrix, N matrix with I; the second step, will generate the N matrix as a one-dimensional vector; the third step, the one dimensional vector as the first line block matrix, and then according to the way of generating circular matrix, generated the remaining N line 1, get a block matrix. Finally, the block matrix is normalized to obtain the final optimal measurement matrix. Finally, by comparing the simulation results, the reconstructed image PSNR based on the optimized measurement matrix compression measurement is significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式视频压缩感知中确定性测量矩阵的优化方法
本专利技术涉及一种分布式视频压缩感知中测量矩阵优化算法，属于视频图像处理领域。
技术介绍
在图像压缩感知成像过程中，测量矩阵在视频压缩感知系统中具有举足轻重的作用，其性能会影响到编码效率与视频的重建质量。目前大多数测量矩阵是随机的，由于随机性太强，使得此类矩阵具有存储量大、难以硬件实现等缺陷。为了克服随机测量矩阵的固有缺陷，在现有的确定性测量矩阵中，权衡测量矩阵构建的复杂程度、重建性能、编码效率、矩阵维数受限与否等多方面因素决策出一个最适用于传感网的测量矩阵，但该矩阵的感知性能仍差于随机高斯测量矩阵。我们选定正交托普利兹测量矩阵(OSTM)，在该矩阵基础上进行优化，通过引入伪随机循环来构造。正交托普利兹矩阵是一种确定性测量矩阵，其结构如下：其中，a1,b1,b2,…,bk,c由线性变换得出ωn＝e2πi/n。该矩阵的构造方法如下：(1)使用长度为N/2的二进制序列来作为符序列σ＝[s1,....,sN/2,±s1,sN/2,....,s2]并对符号序列进行傅里叶逆变换(IFIT)来获取长度为N的g序列。(2)将g的元素作为正交对称托普本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式视频压缩感知中确定性测量矩阵的优化方法，其特征在于，该优化方法是在正交对称托普利兹确定性测量矩阵的基础上，通过引入伪随机循环的优化方法来构造测量矩阵，具体步骤如下：(1)选取格雷互补序列为符号序列，产生N个的n×n方阵Φi，1≤i≤N，每个Φi均为正交对称托普利兹矩阵；(2)将生成的N个方阵看成一个一维分块行向量，Φ1,Φ2,...,ΦN，然后按照循环矩阵的构造方法，生成N‑1个余下行向量，最后得到一个分块阵Nn×Nn的方阵Φ，结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种分布式视频压缩感知中确定性测量矩阵的优化方法，其特征在于，该优化方法是在正交对称托普利兹确定性测量矩阵的基础上，通过引入伪随机循环的优化方法来构造测量矩阵，具体步骤如下：(1)选取格雷互补序列为符号序列，产生N个的n×n方阵Φi，1≤i≤N，每个Φi均为正交对称托普利兹矩阵；(2)将生成的N个方阵看成一个一维分块行向量，Φ1,Φ2,...,ΦN，然后按照循环矩阵的构造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张登银，秦家伟，丁飞，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32