基于MPEG-4的視頻分割算法研究.pdf

1、1999年ISO和IEC聯(lián)合發(fā)布的MPEG-4是圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)中第一個(gè)針對(duì)基于內(nèi)容的應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，它代表了未來(lái)圖像編碼的發(fā)展方向。要想實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容的功能，必須先將視頻序列分割成視頻對(duì)象，精確、通用的視頻分割至今仍是一個(gè)未解決的難題。在MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中視頻分割的內(nèi)容在附件F表述，雖然附件F中介紹了多種視頻分割算法，但未指定某種算法做為標(biāo)準(zhǔn)，目的是希望研究人員能提出更好的算法。2002年6月，我國(guó)自主制定的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS的工作組正式成立

2、，視頻組的專家統(tǒng)一了視頻壓縮以MPEG-4的框架為起點(diǎn)，而視頻分割是完成視頻壓縮的前提。本文針對(duì)半自動(dòng)視頻分割方法，對(duì)其中的梯度估計(jì)，邊界提取，幀內(nèi)圖像分割和幀問(wèn)分割中的運(yùn)動(dòng)分析進(jìn)行了研究： (1)像素灰度值的差是一個(gè)重要的測(cè)度，在視頻分割的各個(gè)步驟都要用到它，而梯度值能很好的反映該測(cè)度。本文在詳細(xì)分析梯度估計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了一種梯度估計(jì)算法，用該算法估計(jì)的梯度值在準(zhǔn)確性以及對(duì)水平、垂直和對(duì)角線方向上的變化的檢測(cè)要優(yōu)

3、于傳統(tǒng)的梯度估計(jì)算法。 (2)邊界提取是以邊緣檢測(cè)為基礎(chǔ)的，準(zhǔn)確、容易實(shí)現(xiàn)、魯棒性好的邊緣檢測(cè)算法在視頻分割中至關(guān)重要。邊緣檢測(cè)的研究是從基于梯度的算法開(kāi)始的，本文針對(duì)基于置信度的邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行了分析，該算法是由基于梯度的邊緣檢測(cè)和模板匹配法融合而成的。對(duì)其算法中的關(guān)鍵步驟，遲滯的閾值設(shè)置步驟進(jìn)行了探討，指出了對(duì)感興趣的對(duì)象的梯度值比背景紋理的梯度值小的圖像，應(yīng)選取的閾值曲線類型。 (3)在幀內(nèi)分割步驟，本文研究了基于

4、均值平移的圖像分割方法，均值平移是一種非參數(shù)且魯棒性好的聚類算法，其在圖像處理的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，是近期的研究熱點(diǎn)。將均值平移算法用于彩色圖像分割時(shí)，空間域帶寬h<,s>和色度域帶寬h<,r>是兩個(gè)重要的參數(shù)，它們決定了分割后的圖像在空間域和色度域的分辨率。本文研究了對(duì)于紋理復(fù)雜且顏色相差很大的圖像，h<,r>的選取情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，歸納出了它的取值范圍。 (4)幀間分割步驟是通過(guò)對(duì)視頻對(duì)象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本文論述了一種像