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数字视频中台标检测与修复算法研究

作　者: 彭莉
导　师: 李树涛
学　校: 湖南大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 台标检测台标去除图像修复视频修复支持向量机小波变换图像信息熵泊松方程
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 68次
引　用: 2次
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内容摘要

台标是固化在数字视频中的一种标识符号,它影响了视频的视觉观赏性并且不利于数字视频的交流。如何快速、完美的移除视频中的固化台标信息成为一个亟待解决的问题。数字图像和视频修复技术的出现使得自动视频中台标去除和修复成为可能。本文在分析了几种典型的数字图像修复算法和数字视频修复算法以及各自的优缺点的基础上,围绕静态图像修复以及动态视频中台标的检测和修复问题展开研究。针对数字视频中台标的纹理特性和结构特性,本文提出了一种基于SVM的由粗到精的台标检测算法。这种算法使用了视频变化跟踪、形态学处理、机器学习等手段精确检测和定位视频中的透明和半透明台标。针对现有图像修复算法对大缺损区域修复效率低下的现状,本文提出了基于小波变换的图像修复算法。该方法充分利用小波分解系数的时-频特性,不仅提高图像修复的速度,而且也大大提高了修复结果的视觉合理性。实验结果显示该方法鲁棒性强,处理速度快,有较高的实际应用价值。为了去除视频中的台标,使去除台标后的视频具有自然、流畅的画面质量,本文提出了一种基于Poisson方程的数字视频修复算法。该方法首先使用全局优化方法对视频的边缘结构进行修复,再根据修复的结构信息建立Poisson方程,通过求解该方程实现对视频的有效修复。实验结果显示,修复的视频具有良好的时-空特性,修复痕迹不易被人察觉。最后对本文的工作进行了总结,结合现有台标检测、图像修复和视频修复方法的不足,探讨了下一步的可能研究方向。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-16
  1.1 课题的背景及研究意义  9-10
  1.2 台标检测算法概述  10-11
  1.3 数字图像与视频修复研究现状  11-14
    1.3.1 数字图像修复  11-12
    1.3.2 数字视频修复  12-14
  1.4 本文研究主要内容及结构  14-15
  1.5 本章小结  15-16
第2章数字图像与视频修复理论及典型算法  16-29
  2.1 数字图像修复理论  16-20
    2.1.1 Helmholtz最佳猜测假定  17
    2.1.2 平滑修复  17-18
    2.1.3 图像修复应遵循的原则  18-20
  2.2 数字图像修复的典型算法  20-23
    2.2.1 基于统计学建模的图像修复方法  20-21
    2.2.2 基于PDE建模的图像修复方法  21-22
    2.2.3 纹理合成图像修复方法  22-23
  2.3 数字视频修复理论  23-26
  2.4 数字视频修复的典型算法  26-28
    2.4.1 基于图像修复的视频修复算法  26
    2.4.2 基于运动估计的视频修复算法  26-27
    2.4.3 基于全局优化的视频修复算法  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章基于支持向量机的台标检测方法  29-41
  3.1 台标检测相关问题  29-30
  3.2 基于支持向量机的台标检测与定位  30-39
    3.2.1 基于亮度变化的台标粗定位  31-35
    3.2.2 样本特征提取  35-38
    3.2.3 基于支持向量机的精确台标检测与定位  38-39
  3.3 实验结果  39-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章基于小波变换的纹理合成图像修复方法  41-55
  4.1 小波变换  41-43
  4.2 纹理合成  43-45
  4.3 基于小波变换的纹理合成图像修复  45-49
    4.3.1 对缺损图像进行二维小波变换  45-46
    4.3.2 利用结构信息确定修复顺序  46-48
    4.3.3 基于取样的纹理合成图像修复  48-49
  4.4 实验结果  49-53
  4.5 本章小结  53-55
第5章基于Poisson方程的台标去除与视频修复方法  55-69
  5.1 基于全局优化的视频梯度图修复  56-59
    5.1.1 梯度图获取  56
    5.1.2 目标函数建立  56-57
    5.1.3 基于全局优化的视频结构修复  57-59
  5.2 Poisson方程理论  59-60
    5.2.1 Poisson方程的形式  59-60
    5.2.2 Poisson方程的边界条件和解的唯一性  60
    5.2.3 Poisson方程在数字图像处理中的应用  60
  5.3 基于Poisson方程的视频修复  60-64
    5.3.1 Poisson方程的建立  60-62
    5.3.2 离散化  62-63
    5.3.3 求解Poisson方程组  63-64
  5.4 实验结果  64-67
  5.5 本章小结  67-69
结论  69-71
参考文献  71-77
致谢  77-78
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  78-79
附录B 攻读学位期间所参加的科研项目目录  79-80
附录C 论文中的彩色修复结果图像  80

数字视频中台标检测与修复算法研究

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