基于確定性二值觀測矩陣的視覺圖像壓縮傳感技術(shù)研究.pdf

1、嵌入式視覺是移動機器人重要研究內(nèi)容之一，對于自主移動機器人以及太空探險、海洋探測、危險環(huán)境作業(yè)都具有極其重要的意義。但是由于視覺信息數(shù)據(jù)量大，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)處理、傳輸與存儲性能。21世紀(jì)出現(xiàn)的壓縮傳感技術(shù)為機器人環(huán)境視覺海量數(shù)據(jù)實時處理、存儲與傳輸提供了一種新的解決方案。課題圍繞壓縮傳感技術(shù)在嵌入式視覺中應(yīng)用及實現(xiàn)等關(guān)鍵問題，展開了相關(guān)技術(shù)與理論研究，主要完成的工作如下:
　　(1)分析了環(huán)境視覺小波稀疏和Bandelet稀疏的效

2、果，指出了在較大壓縮比（觀測值較?。┖洼^小壓縮比（觀測值較大）下的兩種稀疏變換的效果、穩(wěn)定性和優(yōu)勢。對于給定的256×256環(huán)境紋理圖像，在觀測值M＞96時，Bandelet與Sym8小波稀疏重構(gòu)效果的峰值信噪比差別不大，Sym8小波稀疏略優(yōu)于Bandelet稀疏。在觀測值M=160的情況下，最大峰值信噪比都達(dá)到了30dB以上，都可以較好的恢復(fù)原始草坪圖像。在M≤80時小波稀疏環(huán)境圖像重構(gòu)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，而Bandelet相對穩(wěn)定，在M

3、=96時，小波稀疏偶爾會出現(xiàn)重構(gòu)不穩(wěn)定現(xiàn)象。在一定觀測值下，Bandelet的細(xì)節(jié)分辨能力優(yōu)于小波稀疏，并在觀測值較小的高稀疏壓縮比下，Bandelet稀疏重構(gòu)較易獲得好的穩(wěn)定的環(huán)境圖像重構(gòu)效果。
　　(2)給出了基于硬件平臺的小波稀疏變換硬件實現(xiàn)原理和基于 Matlab仿真環(huán)境的小波稀疏變換壓縮傳感技術(shù)實現(xiàn)與恢復(fù)重構(gòu)效果，表明了嵌入式環(huán)境視覺壓縮傳感在終端恢復(fù)重構(gòu)的可行性。
　　(3)設(shè)計了基于偽隨機序列的適合硬件實現(xiàn)的二

4、值觀測矩陣，完成了基于偽隨機序列二值觀測矩陣的機器人環(huán)境視覺壓縮傳感與恢復(fù)重構(gòu)仿真。256×256環(huán)境視覺圖像直觀的恢復(fù)重構(gòu)仿真結(jié)果表明:基于正交小波稀疏的環(huán)境視覺圖像由偽隨機序列二值觀測矩陣觀測測量，可以實現(xiàn)壓縮傳感有效重構(gòu)，對于草坪圖像在觀測值M=176的情況下，恢復(fù)重構(gòu)峰值信噪比可達(dá)34db，可滿足一般環(huán)境視覺監(jiān)測要求。
　　(4)基于向量表達(dá)二值觀測矩陣的設(shè)計，進一步設(shè)計了確定性簡單二值觀測，并完成了相關(guān)分析。小波稀疏下的