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为了实现远距离的水下无线光通信,采用高灵敏度的光子计数探测器来探测接收端的光信号,接收端从探测器输出的离散脉冲中提取有效信息。由于水下信道的衰减作用和光量子效应,光信号在传输过程中存在误码问题。为了减少传输数据量,远距离的水下无线光视频通信需要对视频文件进行压缩编码。传统的视频编码方式采用预测和变换结合的混合编码方法进行压缩,视频帧之间有很大的依赖性。若某一帧视频数据丢失,其它视频帧将无法解码,这会对恢复连续的视频流造成巨大困难,因此传统编码方式不适合容易出现误码的水下单光子视频通信系统。分布式压缩感知视频编码(Distributed Compressive Video Sensing,DCVS)结合了压缩感知(Compressed Sensing,CS)与分布式视频编码(Distributed Video Coding,DVC)的优点,能够将编码端的复杂度转移到解码端,具有编码复杂度低、鲁棒性强的优点。针对以上分析,本文围绕基于分布式压缩感知的水下单光子视频传输技术进行研究,主要的研究内容和取得的成果总结如下:(1)为了分析影响水下单光子通信质量的因素,本文综合光子的发射与探测的泊松随机过程、水下通信信道特性,利用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)方法建立了远距离弱链路的水下单光子通信系统模型。研究两种解调方法中时隙内光子数、相邻光子时间间隔以及解调阈值等参数对系统通信性能的影响,推导出了误码率(Bit Error Rate,BER)的计算公式。(2)为实现水下单光子视频的可靠传输,本文提出并验证了一种基于残差测量的分布式视频压缩感知联合信道编码方案,对传输的信息进行了专门数据帧设计。实验分析了采样率、信道误码率对重构视频帧质量的影响,验证了在较高误码率的通信环境下,只要测量率足够大,依旧能够清晰的还原视频帧。(3)为了进一步降低发送端传输的数据量并保证接收端的重建质量,本文充分利用视频信号的时空特性,提出了一种自适应测量值传输和二次重建的DCVS方案。仿真结果显示该自适应测量值传输方案能够根据视频信号的复杂度适当的减少发送数据量,而二次重建方案能够在第一次重建的基础上进一步提升重建质量。