圖像陣列的分布式編碼研究.pdf

1、相機(jī)陣列系統(tǒng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，密集的相機(jī)陣列產(chǎn)生了大量高度冗余的圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)的編碼壓縮成為了相機(jī)陣列應(yīng)用系統(tǒng)研究中的一個(gè)重要內(nèi)容。本文研究了相機(jī)陣列的分布式編碼方法、解碼方法、節(jié)點(diǎn)圖像間的相關(guān)性、節(jié)點(diǎn)的排列結(jié)構(gòu)、解碼端的匹配方法、分布式編碼在三維測(cè)繪系統(tǒng)中的應(yīng)用等問(wèn)題。 要對(duì)相機(jī)陣列產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的壓縮就必須解析各個(gè)鄰近相機(jī)節(jié)點(diǎn)間的大量的冗余信息，傳統(tǒng)的解析圖像間數(shù)據(jù)冗余的方法使用聯(lián)合編碼在編碼端解析數(shù)

2、據(jù)冗余，需要在編碼節(jié)點(diǎn)間傳輸和存儲(chǔ)參考信息，編碼端復(fù)雜度要遠(yuǎn)大于解碼端，對(duì)編碼器的處理能力和存儲(chǔ)能力以及傳輸能力要求很高。考慮到分布式相機(jī)陣列的特點(diǎn)是各個(gè)節(jié)點(diǎn)使用單獨(dú)的板上處理器編碼信息，編碼節(jié)點(diǎn)處理能力較低、能源供應(yīng)受限、通常節(jié)點(diǎn)間不進(jìn)行通信，而是共同和一個(gè)中心處理器通信。因此各個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的編碼各自的數(shù)據(jù)對(duì)這樣的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一種更加合理的方式。但獨(dú)立編碼獨(dú)立解碼的方式又不能有效的解析圖像之間的相關(guān)性，難以取得好的壓縮效率，因此綜合考慮，

3、我們既要對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的進(jìn)行編碼，又要解析節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)冗余，分布式信源編碼就是滿足這種要求的一種編碼方式。 分布式編碼的理論基礎(chǔ)是Slepian-Wolf理論和Wyner-Ziv理論，分布式編碼對(duì)互相關(guān)的信源采用獨(dú)立編碼聯(lián)合解碼的方式，并在解碼端解析信源之間的相關(guān)性，把傳統(tǒng)的編碼方法中的編碼端的復(fù)雜度轉(zhuǎn)移到了解碼端，既保持各信源編碼的獨(dú)立進(jìn)行和編碼端較低的運(yùn)算量，同時(shí)又能有效的去除相關(guān)信源間的冗余信息。 本文針對(duì)相機(jī)陣列

4、采集的圖像設(shè)計(jì)了一種分布式編碼方案，把相機(jī)陣列中的節(jié)點(diǎn)分為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和分布式節(jié)點(diǎn)，分別獨(dú)立的進(jìn)行編碼。對(duì)分布式節(jié)點(diǎn)的編碼在頻域進(jìn)行，對(duì)相關(guān)性較強(qiáng)的低頻系數(shù)和相關(guān)性較弱的高頻系數(shù)分別編碼，對(duì)低頻系數(shù)使用伴隨式編碼，對(duì)高頻系數(shù)使用熵編碼。在解碼端利用鄰近的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)圖像來(lái)產(chǎn)生參考信息并做伴隨式解碼，分析了解碼圖像中誤差產(chǎn)生的因素、編碼系數(shù)個(gè)數(shù)的影響、量化與陪集分割的關(guān)系，針對(duì)碼率要求較高的情況設(shè)計(jì)了分級(jí)量化的方法、分析了不同節(jié)點(diǎn)排列方式對(duì)編碼效

5、率的影響。 分布式編碼方法在解碼端解析節(jié)點(diǎn)圖像間的相關(guān)性，本文根據(jù)相機(jī)陣列的特點(diǎn)，提出了解碼端的雙向匹配方法、解碼端生成高頻信息的方法、解碼端的半像素匹配方法，分析了編碼端匹配與解碼端匹配的關(guān)系，試驗(yàn)表明對(duì)于不同的圖像陣列，使用這些匹配方法可以有效提高分布式編碼效率。 三維測(cè)繪系統(tǒng)是相機(jī)陣列的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，使用相機(jī)陣列可以恢復(fù)場(chǎng)景的三維信息，進(jìn)行立體測(cè)量，本文對(duì)用于三維測(cè)繪的圖像陣列使用分布式編碼方法，針對(duì)這種場(chǎng)景中