視覺顯著性的時(shí)空特性分析及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，圖像和視頻數(shù)據(jù)日益膨脹，人們希望能夠從中快捷地獲取有用信息。近年來，人類視覺注意機(jī)制引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。它是指人類在分析視覺場(chǎng)景時(shí)，能夠迅速地、有選擇地找到“感興趣的”部分，忽略冗余信息的一種認(rèn)知能力，從而著重處理海量視野信息中最重要的部分。因此，在圖像或視頻處理中，加入視覺顯著性，對(duì)于提高處理效率和準(zhǔn)確率具有重要的意義。鑒于此，本文構(gòu)建了一種基于時(shí)空運(yùn)動(dòng)顯著性的跟蹤方法。依據(jù)視皮層中的運(yùn)動(dòng)信息層次處理機(jī)

2、制，提取運(yùn)動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)顯著性的度量;在粒子濾波框架下，利用時(shí)空運(yùn)動(dòng)顯著圖和顏色直方圖預(yù)測(cè)目標(biāo)狀態(tài)，從而完成跟蹤。另外，針對(duì)聚集效應(yīng)對(duì)顯著性機(jī)制的影響，重點(diǎn)關(guān)注影響聚集顯著性的人臉特征，并將人臉特征和其他底層特征相結(jié)合，通過多核學(xué)習(xí)框架，實(shí)現(xiàn)聚集場(chǎng)景人臉顯著性檢測(cè)。
　　本文主要開展了以下工作:
　　(1)總結(jié)分析了當(dāng)前視覺顯著性時(shí)間特性和空間特性的研究現(xiàn)狀，概述了視覺顯著性的經(jīng)典計(jì)算模型。闡述了人類視覺系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)信息處

3、理機(jī)制，包括視覺通路層次結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單細(xì)胞和復(fù)雜細(xì)胞建模等，為仿生運(yùn)動(dòng)特征建模奠定基礎(chǔ)。
　　(2)從大腦視皮層對(duì)運(yùn)動(dòng)信息的層次處理機(jī)制出發(fā)，構(gòu)建了一種視頻序列的時(shí)空運(yùn)動(dòng)信息表征方式，即通過3D時(shí)空濾波器完成對(duì)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的底層編碼、最大化匯集算子完成運(yùn)動(dòng)特征的局部編碼;再利用前后幀之間的時(shí)間關(guān)聯(lián)性實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)顯著性度量，即在運(yùn)動(dòng)顯著性的度量過程中加入歷史幀信息和衰落因子，使得歷史幀對(duì)當(dāng)前幀的影響隨時(shí)間逐漸增強(qiáng)，使得較早歷史信息對(duì)跟蹤的干擾較

4、小;
　　(3)在時(shí)空運(yùn)動(dòng)顯著圖的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種融合時(shí)空運(yùn)動(dòng)顯著性的目標(biāo)跟蹤方法，首先為了彌補(bǔ)運(yùn)動(dòng)信息中色彩信號(hào)的損失，將其與通過對(duì)立色計(jì)算生成色彩顯著圖進(jìn)行整合，生成視頻幀的最終顯著圖;最后，在粒子濾波框架下，將最終顯著圖與顏色直方圖相結(jié)合，用來衡量不同預(yù)測(cè)狀態(tài)與觀測(cè)狀態(tài)之間的相關(guān)性，進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。在目標(biāo)跟蹤過程中加入視覺顯著性，能夠增強(qiáng)顯著的目標(biāo)區(qū)域，抑制干擾區(qū)域，提升跟蹤性能;
　　(4)分析了聚集場(chǎng)景下的顯著性機(jī)