基于MPEG-4视频流的运动目标检测算法

论文摘要

运动目标检测是图像处理与计算机视觉领域中的一个非常活跃的分支,在视频监控和军事领域的许多方面有着广泛的应用。本文围绕压缩域中运动目标检测技术,对基于MPEG-4的单目标检测做了详细研究。针对由静止摄像机捕获的MPEG-4视频流中的运动目标检测问题,本文提出一种改进的基于MPEG-4压缩域的运动目标检测算法。该算法直接在压缩码流中获取运动矢量,并利用迭代滤波器的良好特性,尽可能还原真实运动矢量信息,采用自适应阈值选取法由运动矢量标识出运动区域。在此基础上,首先计算滑动窗口内八邻域DC系数与中心块DC系数之差的模,再根据选定的阈值来判断中心块的运动特征,然后扩展运动区域,计算新区域中背景块的平均DC系数,并与边缘块做差值计算,进而调整边缘块。算法充分利用MPEG-4码流中蕴含的运动信息,克服了仅由运动矢量检测运动目标误差大的缺点。实验结果表明,本文算法不需要对压缩流完全解码,可较大地提高检测效率,改善检测效果,对不同视频序列具有良好的普适性,在光强、亮度等因素的影响下依然保持良好的鲁棒性。面向运动背景,全局运动估计是提取运动目标广泛采用的方法。本文提出一种直接利用压缩视频码流进行全局运动估计的改进算法。算法从全局运动估计的基础出发,利用背景宏块运动相似性的特点快速建立背景宏块集合并采用常用的四参数全局运动估计模型估计运动参数。最后,计算运动矢量残差,检测运动目标。实验结果表明,本文算法只需对压缩视频流进行半解码,提高了检测效率,改善了检测效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 运动目标检测技术
• 1.3 主要工作与研究意义
• 1.4 论文安排
• 第二章 MPEG-4 标准与运动估计技术
• 2.1 MPEG-4 介绍
• 2.1.1 MPEG-4 标准视频编码的基本思想
• 2.1.2 基于对象的MPEG-4 视频编码框架
• 2.1.3 MPEG-4 标准的核心技术
• 2.2 运动估计
• 2.2.1 运动估计技术
• 2.2.2 运动信息编码技术
• 2.2.3 运动估计算法描述
• 2.4 小结
• 第三章 基于静止背景的运动目标检测
• 3.1 运动矢量与运动信息
• 3.1.1 运动矢量的编码方式
• 3.1.2 运动矢量的获取
• 3.1.3 计算运动场
• 3.2 DC 系数与运动信息
• 3.2.1 DCT 变换
• 3.2.2 量化
• 3.2.3 DC&AC 预测
• 3.2.4 DC 系数的获取
• 3.3 运动目标检测算法
• 3.3.1 基于运动矢量的运动目标检测算法
• 3.3.2 基于DC 系数的运动目标检测算法
• 3.3.3 改进的基于静止背景的运动目标检测算法
• 3.4 实验结果
• 3.5 小结
• 第四章 基于运动背景的运动目标检测
• 4.1 摄像机运动模型
• 4.2 全局运动估计模型
• 4.3 模型参数的估计
• 4.3.1 快速鲁棒的非迭代全局运动估计算法
• 4.3.2 基于迭代的全局运动估计算法
• 4.4 基于背景块搜索的全局运动目标检测算法
• 4.4.1 各种全局运动目标检测算法的优缺点
• 4.4.2 基于背景块搜索的全局运动参数估计算法
• 4.5 实验结果
• 4.6 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 未来工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间的研究成果