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为了改进视频压缩感知方案的性能,提出了一种基于多重假设的视频压缩感知分层重建方案。该重建方案以图像组为单位进行,首先对关键帧进行空域多重假设预测和残差重建;接下来对图像组中的每个非关键帧分配重建层级,并按照由低至高的顺序逐层重建;每个非关键帧的重建过程逐块进行,需要其参考帧中的时域假设预测集合及当前帧中的空域假设预测集合来对每个图像块做混合多重假设预测,并通过求解全变分最小化问题进行残差重建。实验结果表明,在相同采样率下,与已有的视频压缩感知方案相比,本文方案可以获得质量更高的重建图像。