技术领域本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线视频传输方法及装置。
背景技术：
ZigBee技术作为一种无线通信技术具有组网简单、成本低和功耗低的特点，适用于小范围内的无线网络组建。通过ZigBee技术组建的无线网络在传输视频图像时，人眼的视觉暂留效应要求无线网络至少每秒传输20帧视频图像，而ZigBee技术组建的无线网络的基本数据传输速率为250kbps，以分辨率为800*600的图像为例，每秒只能传输约半帧视频图像。因此，ZigBee技术组建的无线网络无法实时传输视频图像。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种无线视频传输方法及装置，以使ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像。本发明实施例的一个方面是提供一种无线视频传输方法，包括：发送端设备依据目标视频图像获得测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ；所述发送端设备依据所述测量基矩阵Φ和所述稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ；所述发送端设备将所述目标视频图像与所述稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，以压缩所述目标视频图像；所述发送端设备通过ZigBee无线网络将所述稀疏信号x发送给接收端设备。本发明实施例的另一个方面是提供一种无线视频传输方法，包括：接收端设备接收发送端设备发送的稀疏信号x；所述接收端设备依据所述稀疏信号x和已知的过完备字典D获得恢复信号s；所述接收端设备将所述恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像。本发明实施例的另一个方面是提供一种发送端设备，包括：矩阵生成模块，用于依据目标视频图像获得测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ；依据所述测量基矩阵Φ和所述稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ；计算模块，用于将所述目标视频图像与所述稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，以压缩所述目标视频图像；发送模块，用于通过ZigBee无线网络将所述稀疏信号x发送给接收端设备。本发明实施例的另一个方面是提供一种接收端设备，包括：接收模块，用于接收发送端设备发送的稀疏信号x；信号恢复模块，用于依据所述稀疏信号x和已知的过完备字典D获得恢复信号s；图像恢复模块，用于将所述恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像。本发明实施例的另一个方面是提供一种无线视频传输系统，包括所述的发送端设备和所述的接收端设备。本发明实施例提供的无线视频传输方法及装置，通过测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ，将目标视频图像与稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，实现了对目标视频图像的压缩处理，由于压缩后的目标视频图像在ZigBee无线网络中传输速度更快，使得ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像。附图说明图1为本发明实施例提供的无线视频传输方法流程图；图2为本发明另一实施例提供的无线视频传输方法流程图；图3为本发明实施例提供的发送端设备的结构图；图4为本发明实施例提供的接收端设备的结构图；图5为本发明实施例提供的无线视频传输系统的结构图。具体实施方式图1为本发明实施例提供的无线视频传输方法流程图。本发明实施例针对由ZigBee技术组建的无线网络中的视频图像传输提供了无线视频传输方法，该方法的具体步骤如下：步骤S101、发送端设备依据目标视频图像获得测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ；所述发送端设备依据目标视频图像获得测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ包括：所述发送端设备依据所述目标视频图像的宽度w生成宽度递增数组(1,2,3,…w)，依据所述目标视频图像的高度h生成高度递增数组(1,2,3,…h)；所述发送端设备从所述宽度递增数组(1,2,3,…w)中任选两个不同的元素x1和x2，且x1<x2，x1和x2的组合方式有种，从所述高度递增数组(1,2,3,…h)中任选两个不同的元素y1和y2，且y1<y2，y1和y2的组合方式有种；所述发送端设备依据种x1和x2的组合方式，以及种y1和y2的组合方式生成n个矩形滤波器h，其中，所述矩形滤波器h=1,x1≤x≤x2,y1≤y≤y20,else;]]>所述发送端设备将所述n个矩形滤波器h排成一列生成所述测量基矩阵Φ；所述发送端设备以n为列数、以m＝2n为行数、以服从高斯分布的数ψij为矩阵元素生成所述稀疏基矩阵Ψ，1≤i≤m，1≤j≤n。本发明实施例中的目标视频图像宽度为w，高度为h，依据宽度w生成宽度递增数组(1,2,3,…w)，依据高度h生成高度递增数组(1,2,3,…h)，从所述宽度递增数组(1,2,3,…w)中任选两个不同的元素x1和x2，且x1<x2，则x1和x2的组合方式有种，从所述高度递增数组(1,2,3,…h)中任选两个不同的元素y1和y2，且y1<y2，则y1和y2的组合方式有种；对于每一种x1和x2的组合方式和每一种y1和y2的组合方式生成一个矩形滤波器h，矩形滤波器h=1,x1≤x≤x2,y1≤y≤y20,else;]]>则依据种x1和x2的组合方式和种y1和y2的组合方式将生成个矩形滤波器h，将n个矩形滤波器h排成一列构成测量基矩阵Φ。构造稀疏基矩阵Ψ的具体过程为：将m＝2n作为稀疏基矩阵Ψ的行数，将n作为稀疏基矩阵Ψ的列数，取m*n个服从高斯分布的数ψij，1≤i≤m，1≤j≤n作为矩阵元素构成稀疏基矩阵Ψ。步骤S102、所述发送端设备依据所述测量基矩阵Φ和所述稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ；所述发送端设备依据所述测量基矩阵Φ和所述稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ包括：所述发送端设备将所述稀疏基矩阵Ψ和所述测量基矩阵Φ进行矩阵相乘获得所述稀疏感知矩阵Θ＝ΨΦ。由步骤S101可知稀疏基矩阵Ψ为m*n的矩阵，测量基矩阵Φ为n*1的矩阵，则稀疏感知矩阵Θ为m*1的矩阵。步骤S103、所述发送端设备将所述目标视频图像与所述稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，以压缩所述目标视频图像；所述目标视频图像与所述稀疏感知矩阵Θ相乘的实质是用带随机高斯权重的若干矩形滤波器对图片进行滤波，并将每次滤波的结果进行求和，得到稀疏形式的图像的哈尔小波分解特征，即稀疏向量x(k)，本发明实施例将稀疏向量x(k)记作稀疏信号x，实现了对目标视频图像的压缩处理。步骤S104、所述发送端设备通过ZigBee无线网络将所述稀疏信号x发送给接收端设备。对于视频文件的每一帧图像都依据上述步骤S101-S103进行处理获得每一帧图像对应的稀疏信号x，稀疏信号x在ZigBee自主无线网络中的协调器和终端节点之间传输，即本发明实施例中的发送端设备可以为协调器，接收端设备可以为终端节点，或者接收端设备可以为协调器，发送端设备可以为终端节点。本发明实施例通过测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ，将目标视频图像与稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，实现了对目标视频图像的压缩处理，由于压缩后的目标视频图像在ZigBee无线网络中传输速度更快，使得ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像。图2为本发明另一实施例提供的无线视频传输方法流程图。本发明实施例针对由ZigBee技术组建的无线网络中的视频图像传输提供了无线视频传输方法，该方法的具体步骤如下：步骤S201、接收端设备接收发送端设备发送的稀疏信号x；步骤S202、所述接收端设备依据所述稀疏信号x和已知的过完备字典D获得恢复信号s；所述接收端设备依据所述稀疏信号x和已知的过完备字典D获得恢复信号s包括：所述接收端设备计算所述稀疏信号x与所述过完备字典D中每个列向量的内积，确定出第一最优列向量使得其中，di,i＝1......n是所述过完备字典D的列向量，1≤r0≤n；所述接收端设备依据所述第一最优列向量计算获得第一残值R1x=x-<x,dr0>dr0;]]>所述接收端设备计算所述第一残值R1x与所述过完备字典D中每个列向量的内积，确定出第二最优列向量使得其中，di,i＝1......n是所述过完备字典D的列向量，1≤r1≤n；所述接收端设备依据所述第二最优列向量计算获得第二残值R1x=R1x-<R1x,dr1>dr1;]]>所述接收端设备重复计算第z最优列向量以及第z残值Rzx，直至RZx<ε,ε是预定阈值，则所述恢复信号本发明实施例所述接收端设备依据所述稀疏信号x和已知的过完备字典D获得恢复信号s的具体步骤如下：步骤a、所述接收端设备计算所述稀疏信号x与所述过完备字典D中每个列向量的内积，确定出第一最优列向量使得其中，di,i＝1......n是所述过完备字典D的列向量，1≤r0≤n；所述接收端设备依据所述第一最优列向量计算获得第一残值步骤b、所述接收端设备计算所述第一残值R1x与所述过完备字典D中每个列向量的内积，确定出第二最优列向量使得其中，di,i＝1......n是所述过完备字典D的列向量，1≤r1≤n；所述接收端设备依据所述第二最优列向量计算获得第二残值步骤c、重复执行步骤a和b，计算第z最优列向量以及第z残值Rzx，直至RZx<ε,ε是预定阈值，则所述恢复信号步骤S203、所述接收端设备将所述恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像。所述接收端设备将所述恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像包括：所述接收端设备将所述恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压列向量；所述接收端设备将所述解压列向量排列成宽度为w、高度为h的目标图像。在本发明实施例中，过完备字典D是以n为列数、以m＝2n为行数、以服从高斯分布的数pij为元素的矩阵，1≤i≤m，1≤j≤n。本发明实施例通过过完备字典D对压缩处理后的稀疏信号x解压获得恢复信号s，并将恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像，实现了对ZigBee无线网络中传输的目标视频图像的解压缩，使得ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像。图3为本发明实施例提供的发送端设备的结构图。本发明实施例提供的发送端设备可以执行无线视频传输方法实施例提供的处理流程，如图3所示，发送端设备30包括矩阵生成模块31、计算模块32和发送模块33，其中，矩阵生成模块31用于依据目标视频图像获得测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ；依据所述测量基矩阵Φ和所述稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ；计算模块32用于将所述目标视频图像与所述稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，以压缩所述目标视频图像；发送模块33用于通过ZigBee无线网络将所述稀疏信号x发送给接收端设备。矩阵生成模块31具体用于依据所述目标视频图像的宽度w生成宽度递增数组(1,2,3,…w)，依据所述目标视频图像的高度h生成高度递增数组(1,2,3,…h)；从所述宽度递增数组(1,2,3,…w)中任选两个不同的元素x1和x2，且x1<x2，x1和x2的组合方式有种，从所述高度递增数组(1,2,3,…h)中任选两个不同的元素y1和y2，且y1<y2，y1和y2的组合方式有种；依据种x1和x2的组合方式，以及种y1和y2的组合方式生成n个矩形滤波器h，其中，所述矩形滤波器h=1,x1≤x≤x2,y1≤y≤y20,else;]]>将所述n个矩形滤波器h排成一列生成所述测量基矩阵Φ；以n为列数、以m＝2n为行数、以服从高斯分布的数ψij为矩阵元素生成所述稀疏基矩阵Ψ，1≤i≤m，1≤j≤n。矩阵生成模块31还具体用于将所述稀疏基矩阵Ψ和所述测量基矩阵Φ进行矩阵相乘获得所述稀疏感知矩阵Θ＝ΨΦ。本发明实施例通过测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ，将目标视频图像与稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，实现了对目标视频图像的压缩处理，由于压缩后的目标视频图像在ZigBee无线网络中传输速度更快，使得ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像。图4为本发明实施例提供的接收端设备的结构图。本发明实施例提供的接收端设备可以执行无线视频传输方法实施例提供的处理流程，如图4所示，接收端设备40包括接收模块41、信号恢复模块42和图像恢复模块43，其中，接收模块41用于接收发送端设备发送的稀疏信号x；信号恢复模块42用于依据所述稀疏信号x和已知的过完备字典D获得恢复信号s；图像恢复模块43用于将所述恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像。信号恢复模块42具体用于计算所述稀疏信号x与所述过完备字典D中每个列向量的内积，确定出第一最优列向量使得其中，di,i＝1......n是所述过完备字典D的列向量，1≤r0≤n；依据所述第一最优列向量计算获得第一残值计算所述第一残值R1x与所述过完备字典D中每个列向量的内积，确定出第二最优列向量使得其中，di,i＝1......n是所述过完备字典D的列向量，1≤r1≤n；依据所述第二最优列向量计算获得第二残值重复计算第z最优列向量以及第z残值Rzx，直至RZx<ε,ε是预定阈值，则所述恢复信号s=Σz=0Z-1<Rzx,drz>drz.]]>所述过完备字典D是以n为列数、以m＝2n为行数、以服从高斯分布的数pij为元素的矩阵，1≤i≤m，1≤j≤n。图像恢复模块43具体用于将所述恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压列向量；将所述解压列向量排列成宽度为w、高度为h的目标图像。本发明实施例通过过完备字典D对压缩处理后的稀疏信号x解压获得恢复信号s，并将恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像，实现了对ZigBee无线网络中传输的目标视频图像的解压缩，使得ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像。图5为本发明实施例提供的无线视频传输系统的结构图。本发明实施例提供的无线视频传输系统可以执行无线视频传输方法实施例提供的处理流程，如图5所示，无线视频传输系统50包括上述实施例中的发送端设备30和上述实施例中的接收端设备40。本发明实施例提供的无线视频传输系统可以执行无线视频传输方法实施例提供的处理流程。综上所述，本发明实施例通过测量基矩阵Φ和稀疏基矩阵Ψ获得稀疏感知矩阵Θ，将目标视频图像与稀疏感知矩阵Θ相乘获得稀疏信号x，实现了对目标视频图像的压缩处理，由于压缩后的目标视频图像在ZigBee无线网络中传输速度更快，使得ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像；通过过完备字典D对压缩处理后的稀疏信号x解压获得恢复信号s，并将恢复信号s和稀疏感知矩阵Θ相乘获得解压的目标图像，实现了对ZigBee无线网络中传输的目标视频图像的解压缩，使得ZigBee技术组建的无线网络能够实时传输视频图像。在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。