MPEG壓縮域運(yùn)動(dòng)對(duì)象提取算法研究.pdf

1、視頻對(duì)象(Video Object, VO)的提取是視頻信號(hào)處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，在基于對(duì)象的視頻編碼、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人臉檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別、視頻數(shù)據(jù)庫(kù)檢索等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于現(xiàn)在的視頻數(shù)據(jù)通常是以壓縮的方式來(lái)存儲(chǔ)和傳輸?shù)?，把這種壓縮的數(shù)據(jù)還原到空間域上再提取對(duì)象難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作，因此近年來(lái)運(yùn)動(dòng)對(duì)象提取的研究熱點(diǎn)從像素域逐步過(guò)渡到了壓縮域。在壓縮域進(jìn)行提取，可利用的信息有限且由于噪聲的存在，導(dǎo)致提取的對(duì)象過(guò)于粗糙。本文研究的主旨就是

2、解決上述從壓縮域直接提取VO 的難題，使之既發(fā)揮從壓縮域快速提取VO 的優(yōu)勢(shì)，又能逼近從像素域提取VO 的精度。 本文針對(duì)當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的MPEG-2 標(biāo)準(zhǔn)，研究壓縮域進(jìn)行運(yùn)動(dòng)對(duì)象提取的算法。主要工作如下： 第一，研究了在壓縮域中進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)與補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ帽尘皡^(qū)域的運(yùn)動(dòng)矢量和全局運(yùn)動(dòng)間的相似性和一致性，從背景區(qū)域的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)來(lái)估計(jì)全局運(yùn)動(dòng)，然后對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，得到前景物體的運(yùn)動(dòng)矢量。經(jīng)全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)與補(bǔ)償，使

3、后續(xù)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象提取算法既適用于靜止背景序列，也適用于動(dòng)態(tài)背景序列。 第二，提出了一種壓縮域基于時(shí)、空信息融合的運(yùn)動(dòng)對(duì)象提取算法。首先，在空域上重建I 幀的DC+2AC 低分辯率灰度圖，用閾值分割方法來(lái)獲取對(duì)象的輪廓特征，然后在時(shí)域上將P 幀的運(yùn)動(dòng)矢量置密，迭代投影于I 幀。融合空域和時(shí)域處理的信息，快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了直接從壓縮域中提取粗糙運(yùn)動(dòng)對(duì)象。再對(duì)粗糙的運(yùn)動(dòng)對(duì)象部分解碼，在時(shí)間與精度間進(jìn)行折中，以少許時(shí)間代價(jià)獲得較高的精度，實(shí)

4、驗(yàn)表明，該提取算法效果較好且具有實(shí)時(shí)性，可應(yīng)用于實(shí)時(shí)分割系統(tǒng)。 第三，提出了一種壓縮域中基于運(yùn)動(dòng)一致性模型的改進(jìn)算法，先對(duì)可從MPEG碼流中直接得到的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)進(jìn)行可靠性度量校正、致密化和濾波處理，并采用基于塊的區(qū)域增長(zhǎng)算法得到每個(gè)對(duì)象的大致運(yùn)動(dòng)區(qū)域；然后部分解碼屬于運(yùn)動(dòng)區(qū)域的塊，并把被還原的每個(gè)位置的像素值分布視為高斯分布，用統(tǒng)計(jì)的方法建立其高斯模型，通過(guò)閾值判斷可靠地提取出最終具有像素精度運(yùn)動(dòng)對(duì)象。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該算法可以有