基于MPEG-4的視頻分割和運動估計算法研究與設(shè)計.pdf

1、隨著人們對視頻信息需求的日益增長，H.26X、MPEG系列視頻國際標準不斷被推出，我國也積極推動自己的音視頻編解碼標準(AVS)的制定，AVS的視頻部分已于2006年3月1日開始實施。其中，由MPEG組織制定的MPEG-4標準是一種基于“內(nèi)容”的可交互性的第二代視頻壓縮標準，該標準在視頻檢索、視頻監(jiān)控和IPTV等方面都具有良好的發(fā)展前景。本論文對MPEG-4的高級應(yīng)用前提——視頻分割和運動估計算法進行了分析和改進。 盡管MPEG

2、-4定義了視頻對象的概念，但是卻沒有定義視頻分割算法，因此本論文對視頻分割算法進行了研究和設(shè)計。首先，介紹了現(xiàn)有的幾種視頻分割算法，并對其進行了分析。其中的對稱差分法能準確快速地檢測到運動物體，在實時性要求較高的視頻壓縮中具有一定的優(yōu)越性；但是該方法存在有時會提取不全或提取不出物體的缺陷。然后，本論文在對稱差分法的基礎(chǔ)上提出了一種視頻分割算法，加入運動估計，還在對稱差分法的中間處理過程——二值圖像的預(yù)處理中加入了雙閾值法作去噪去空洞處理

3、。實驗表明，本論文的算法解決了對稱差分的缺陷，在運動信息不夠明顯的情況下依然能夠提取出整個物體，從而增強了對稱差分法的健壯性。 運動估計算法不僅對本論文的視頻分割有著很重要的意義，在整個的視頻壓縮算法中也具有舉足輕重的作用，是視頻壓縮中占用計算量最大的一部分。本論文接下來介紹了運動估計算法原理，隨后對幾種經(jīng)典的運動估計算法進行了描述和分析。 本論文在對標準視頻序列進行深入分析之后，發(fā)現(xiàn)運動矢量的分布除具有中心偏移性這一特

4、點外，還具有另一重要特點，即在中心點水平和垂直方向上的分布較其他方向的分布更為密集，據(jù)此本論文提出了一種符合該特點的運動估計算法——新十字形搜索算法(NCS)，將搜索模板改進為大小十字形。實驗表明該算法較之前的鉆石搜索算法在圖像質(zhì)量和搜索點數(shù)方面均具優(yōu)越性。 運動估計中除了運動搜索算法，起點的預(yù)測也是不可或缺的，本論文設(shè)計了一種與NCS相匹配的運動預(yù)測算法，首先將預(yù)測器的數(shù)量減少為兩個，并采用比較精確的比較法，然后根據(jù)自適應(yīng)的閾