圖像陣列的分布式編碼研究.pdf

1、相機陣列系統(tǒng)在越來越多的領域得到廣泛應用，密集的相機陣列產(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陣列應用系統(tǒng)研究中的一個重要內(nèi)容。本文研究了相機陣列的分布式編碼方法、解碼方法、節(jié)點圖像間的相關性、節(jié)點的排列結構、解碼端的匹配方法、分布式編碼在三維測繪系統(tǒng)中的應用等問題。 要對相機陣列產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行有效的壓縮就必須解析各個鄰近相機節(jié)點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)點間傳輸和存儲參考信息，編碼端復雜度要遠大于解碼端，對編碼器的處理能力和存儲能力以及傳輸能力要求很高。考慮到分布式相機陣列的特點是各個節(jié)點使用單獨的板上處理器編碼信息，編碼節(jié)點處理能力較低、能源供應受限、通常節(jié)點間不進行通信，而是共同和一個中心處理器通信。因此各個節(jié)點獨立的編碼各自的數(shù)據(jù)對這樣的系統(tǒng)來說是一種更加合理的方式。但獨立編碼獨立解碼的方式又不能有效的解析圖像之間的相關性，難以取得好的壓縮效率，因此綜合考慮，

3、我們既要對各個節(jié)點獨立的進行編碼，又要解析節(jié)點間的數(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是Slepian-Wolf理論和Wyner-Ziv理論，分布式編碼對互相關的信源采用獨立編碼聯(lián)合解碼的方式，并在解碼端解析信源之間的相關性，把傳統(tǒng)的編碼方法中的編碼端的復雜度轉移到了解碼端，既保持各信源編碼的獨立進行和編碼端較低的運算量，同時又能有效的去除相關信源間的冗余信息。 本文針對相機陣列

4、采集的圖像設計了一種分布式編碼方案，把相機陣列中的節(jié)點分為關鍵節(jié)點和分布式節(jié)點，分別獨立的進行編碼。對分布式節(jié)點的編碼在頻域進行，對相關性較強的低頻系數(shù)和相關性較弱的高頻系數(shù)分別編碼，對低頻系數(shù)使用伴隨式編碼，對高頻系數(shù)使用熵編碼。在解碼端利用鄰近的關鍵節(jié)點圖像來產(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)個數(shù)的影響、量化與陪集分割的關系，針對碼率要求較高的情況設計了分級量化的方法、分析了不同節(jié)點排列方式對編碼效

5、率的影響。 分布式編碼方法在解碼端解析節(jié)點圖像間的相關性，本文根據(jù)相機陣列的特點，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系，試驗表明對于不同的圖像陣列，使用這些匹配方法可以有效提高分布式編碼效率。 三維測繪系統(tǒng)是相機陣列的一個重要應用領域，使用相機陣列可以恢復場景的三維信息，進行立體測量，本文對用于三維測繪的圖像陣列使用分布式編碼方法，針對這種場景中