MPEG-2压缩域中鲁棒性摄像机运动估计算法的研究

论文摘要

在当今信息爆炸的时代,如何实现信息的快速检索正受到研究者们越来越多的关注。作为多媒体信息的重要组成部分,视频信息往往以压缩格式存在,为实现快速的视频检索,更希望寻求一种能在压缩域直接实现视频特征提取的算法。视频拍摄中的摄像机运动反映了视频的全局运动信息,因此研究压缩域下的摄像机运动估计算法具有重要的理论意义和使用价值。本文首先简单介绍了基于内容的视频检索的背景历史与发展现状,对视频检索中的一些关键技术进行了阐述,为后文的研究打下理论基础。其后对摄像机运动估计的理论知识进行了介绍,并介绍了现行的一些估计算法,分析和比较了压缩域下几种典型估计算法和其存在的问题。随后,本文提出了一种基于“自适应样本随机一致性”（ASRC）估计的鲁棒性摄像机运动估计算法。该算法只使用MPEG-2中p帧的运动矢量,降低了视频处理的复杂度。首先对运动矢量进行一定的预处理,去除一部分低活动性宏块中的奇异值影响,然后采用简化的4参数仿射模型描述摄像机运动,结合均值漂移、“两步尺度估计”（TSSE）鲁棒性尺度估计和ASRC鲁棒性参数估计算法等估计模型的参数。该算法可以同时进行尺度和参数的估计,即在进行参数估计的同时,可以给出该次

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 视频检索的关键技术简介
• 1.2 视频检索中运动特征提取技术的介绍和研究现状
• 1.3 论文的内容安排
• 第2章 摄像机运动估计的算法研究
• 2.1 摄像机运动描述子概述
• 2.1.1 MPEG-7 标准简介
• 2.1.2 摄像机运动描述子
• 2.2 摄像机运动模型
• 2.2.1 二维运动矢量估计
• 2.2.2 摄像机运动非参数模型
• 2.2.3 摄像机运动参数模型
• 2.3 摄像机运动参数模型的估计
• 2.4 经典的压缩域下的摄像机运动估计算法
• 2.4.1 基于M-估计的摄像机运动估计算法
• 2.4.2 基于LMedS 估计的摄像机运动估计算法
• 2.5 本章小结
• 第3章 MPEG-2 压缩域中基于ASRC 的鲁棒性摄像机运动估计
• 3.1 基于ASRC 的鲁棒性摄像机运动估计算法设计和框图
• 3.2 基于ASRC 估计算法的摄像机运动模型
• 3.3 MPEG-2 运动矢量的预处理模块
• 3.4 基于ASRC 估计算法的概率密度估计模块
• 3.4.1 Mean Shift 迭代方法
• 3.4.2 Mean Shift Valley 迭代方法
• 3.4.3 自适应窗半径选择
• 3.5 TSSE（Two-step scale estimator）尺度估计
• 3.6 ASRC（Adaptive-Scale Residual Consensus）参数估计
• 3.7 本章小结
• 第4章 算法实现和性能评估
• 4.1 算法实现
• 4.1.1 MPEG-2 运动矢量的预处理算法流程
• 4.1.2 均值漂移和均值漂移谷迭代算法流程
• 4.1.3 TSSE 鲁棒性尺度估计算法流程
• 4.1.4 基于ASRC 的鲁棒性摄像机运动估计算法流程
• 4.2 基于ASRC 的鲁棒性摄像机运动估计算法性能分析
• 4.2.1 算法的可行性检测
• 4.2.2 运动量较少的视频段
• 4.2.3 运动量较多的视频段
• 4.3 性能评估
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文