1.一种基于信息熵的视频自适应采样率设定方法,假设输入的视频序列帧xt有N=Ic×Ir个像素,分成n个大小为B×B的块,第i个块的列向量形式记为xt,i,i=1,...,n,n=N/B2,分块尺寸:B×B,分块测量矩阵为ΦB,其特征在于,包含以下步骤:(1)将原始视频流拆分为关键帧和非关键帧,奇数帧为关键帧,偶数帧为非关键帧;或者偶数帧为关键帧,奇数帧为非关键帧;
(2)在采集端,用结构化随机哈达玛矩阵作为测量矩阵Φ对关键帧和非关键帧进行CS测量;
(3)对于关键帧,采用固定的自适应分块采样率,假设对关键帧的采样率为a,视频帧的像素为N,可知总采样次数M=aN;
(4)对于非关键帧,由于视频序列此前已经将关键帧解码重构,因此利用关键帧与非关键帧的差值将极大地减少编码端运算量,从而提高编码效率,提前预设图像总采样率,使总采样率与关键帧保持一致,则非关键帧图像总采样率也为a,可知总采样次数M,预采样率为d(a>d);
(5)为步骤4中各块自适应设定测量率,设关键帧的重构矩阵为Y,非关键帧的预采样矩阵为X,则X的维数为M′U′=Y-X(M′=d×N)
U′为其差值,其中的值表示该像素点灰度值变化量,由于差值范围在(-265,265)之间,因为不能直接对数据进行统计分析,所以将差值加256,即U=U′+256
保证了数据可以进行hash散列,由此得出每块测量域的预采样像素变化量的概率pij,进而进行预测估计和采样率分配;
(6)由以上步骤得出每块测量域的预采样像素变化量的概率pij,进而进行预测估计和采样率分配,由此每个图像块ai测量域的信息熵为h(ai)=Σ-pijlogpij
利用每块的信息熵占所有块熵值总和的比例,根据熵的比例计算出每块的测量次数:(7)设定块的测量次数上界为upper=0.9B2,找出超出上界的块,将其测量次数限定为upper,随后将剩余的测量次数均匀地分配给未越界的块,再次分配后可能又会出现越界的块,那么重复上述操作,直到所有块均不越界为止,如此就可得到最终的各块测量次数;
(8)在重构端,利用梯度投影稀疏重构算法重构出视频序列中的关键帧,利用边信息和采样得到非关键帧的信息重构出非关键帧。
2.根据权利要求1所述的一种基于信息熵的视频自适应采样率设定方法,其特征在于:步骤1中关键帧的采样率固定为0.7。
3.根据权利要求1所述的一种基于信息熵的视频自适应采样率设定方法,其特征在于:步骤3中非关键帧的总采样率设为0.7时,预采样率分别采用0.2,0.3,0.4,0.5,0.6;非关键帧的预采样率设为0.4时,总采样率取0.4,0.5,0.6,0.7,0.8。
4.根据权利要求1所述的一种基于信息熵的视频自适应采样率设定方法,其特征在于:步骤5中优化后的差值为原像素差值加上265,保证了数据可以进行hash散列,由此得出每块测量域的预采样像素变化量的概率pij,进而进行预测估计和采样率分配。
5.根据权利要求1所述的一种基于信息熵的视频自适应采样率设定方法,其特征在于:步骤7中采样次数上界为upper=0.9B2,分块大小B取32,使得各分块分配的采样数均不超过upper值。