复杂场景约束下区域填充技术研究与实现

论文摘要

视频内容的特征提取和过滤是数字视频处理、模式识别等领域的重要组成部分,在民用和军事上均具有广泛的应用。随着互联网的发展和普及,人们可以在网络上获得各种信息,怎么防止未成年人接触到色情内容是一个严肃的社会问题。要防止色情内容的蔓延,除了要从法律角度采取措施外,从技术角度考虑过滤技术也是一种有效手段。目前网络的过滤技术主要有三种,分别是基于URL过滤方式、基于文本的过滤方式和基于图像内容的过滤方式。其中基于图像内容的过滤方式比前两种过滤方式具有更广泛的适应性,它可以应付变化的情况,是一种更为彻底、有效的过滤方式。基于内容的视频敏感信息过滤及视频重造是本文的工作平台。我们试图通过将视频中的敏感信息整体去除,并保持其他信息完整性用于重造力图达到与原视频结构一致的视频,并使观察者无法察觉到内容已经被修改,具备视觉上可接受性。本文主要研究视频帧序列中运动目标的监测与感兴趣对象标识后的移除问题(通过填充该对象区域实现)。本文主要工作如下:1、通过对三种过滤技术的介绍和发展现状的总结,分析存在的不足,提出基于内容的视频敏感信息过滤及视频重造。2、对视频结构以及视频镜头种类进行了简要的描述,然后对为计算不连续性而采用的提取特征和建立测量准则的常用方法进行概述。3、在对已有运动目标检测的技术分析基础上,提出利用像素分类的方法重构背景,构造基于背景差法的运动目标检测。4、介绍了最佳猜测理论和贝叶斯框架理论、图像修补与视觉心理学和变分法的相关知识。针对小尺度区域填充,着重阐述了基于变分法的图像修补理论;针对大尺度区域填充,着重阐述了纹理合成技术。5、通过分析整体变分图像修补模型的不足,在整体变分模型的理论基础上引入基于可变参数的变分模型,并给出了求解该模型的数值算法。6、针对现有图像补全算法的运行速度慢、容易产生误匹配以及引入模糊等缺点,通过对已有的基于样本的图像补全算法分析,提出利用局部梯度信息来自适应选择模板窗口的大小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图索引
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 网络过滤技术介绍
• 1.2.1 基于URL 的过滤方式
• 1.2.2 基于文本方的过滤方式
• 1.2.3 基于图像内容的过滤方式
• 1.3 目前已有的基于图像内容的过滤方式的研究进展
• 1.3.1 国外研究进展
• 1.3.2 国内研究进展
• 1.4 存在的不足
• 1.5 基于内容的视频敏感信息过滤及视频重造
• 1.6 论文的内容与组织结构
• 1.7 本章小结
• 第二章 视频镜头分割方法研究
• 2.1 视频镜头
• 2.1.1 视频镜头
• 2.1.2 镜头转换类型的划分
• 2.2 镜头分割特征提取及测量准则
• 2.2.1 基于像素的方法
• 2.2.2 基于直方图的方法
• 2.2.3 基于边缘检测的方法
• 2.3 镜头变化的检测
• 2.3.1 镜头切变的检测
• 2.3.2 镜头渐变的检测
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于图像序列的运动目标检测
• 3.1 运动检测技术综述
• 3.2 基于背景差法的运动检测
• 3.3 基于像素归类的背景重构模型
• 3.3.1 背景重构算法
• 3.3.2 运动检测与分割
• 3.3.3 背景更新算法
• 3.3.4 背景中微小变动区域的处理
• 3.4 运动检测实验
• 3.5 本章小结
• 第四章 区域填充技术的理论基础
• 4.1 图像补全的方法论
• 4.1.1 最佳猜测原理和贝叶斯框架理论
• 4.1.2 图像修补与视觉心理学
• 4.2 变分法的相关知识
• 4.3 图像的整体变分模型
• 4.4 纹理合成
• 4.4.1 纹理合成的定义
• 4.4.2 纹理合成的技术
• 4.5 本章小结
• 第五章 小尺度区域填充
• 5.1 图像修补模型
• 5.1.1 模型的建立
• 5.1.2 模型的理论分析
• 5.2 图像修补数值算法
• 5.3 小区域填充实验
• 5.3.1 衡量标准的选择
• 5.3.2 实验结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 大尺度区域填充
• 6.1 相关研究
• 6.2 算法的依据
• 6.2.1 优先权的计算
• 6.2.2 模板窗口大小的选择
• 6.2.3 块效应去除
• 6.2.4 算法的伪代码
• 6.3 大区域填充实验
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 未来工作建议及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻硕期间取得的研究成果