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视频序列中运动对象分割的研究

作　者: 程明
导　师: 李吉星
学　校: 武汉大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 视频对象分割块匹配 SRG 非相似准则
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

随着通信和信息处理技术的发展，基于视频的应用展现出了强大的灵活性和可扩展性。视觉通信随之成为成长最快的信息载体。数字化的应用和服务正大量涌现，如数字电视，远程会议系统，视频电话和基于图像的交互式多媒体系统等。这些伴随着大数据量的应用和服务要求更先进的数字信号处理技术，以便进行更高效的存储和传输，以及更准确的分析和更灵活的操纵。视频对象分割就是实现这些目标的基本技术。视频对象分割，旨在分割出视频序列中的运动对象并沿时间轴跟踪运动对象的演进。许多与图像处理、视频压缩、模式识别相关的应用都依赖于对运动对象的分割。视频对象分割技术同时也是基于内容的视频编码、视频内容的操纵和交互式多媒体等应用的重要工具。对视频对象的分割通常是将视频的内容分割成具有语义的区域，并进一步作为对象来处理。这些语义上分割出的对象能够独立地编码，从而实现交互式多媒体中对视频内容基于对象的操纵。本文首先叙述了视频对象分割技术的产生和发展，讨论了视频对象分割技术的现状。阐述了该领域的基本研究方法，并对这些方案进行了比较系统的分类。然后，本文讨论了与运动分割息息相关的运动估计中块匹配(BMA)技术并且通过实验得出了本文所采用的运动匹配搜索策略。在接下来的章节中，本文提出两种视频运动分割算法的改进方案：一种是基于整体运动矢量修正的运动分割算法，这种算法可以对差分模板进行比较好的修正，有效改善模板性能，提高分割质量，这是一种自动分割方案；另外一种是改进了的基于种子区域生长(SRG)算法的交互式分割方案。为了提高算法对运动对象非平移运动方式的适应性，本文改进了算法的非相似准则，并取得良好的效果。

全文目录

引言  8-10
第一章视频对象分割技术  10-20
  1.1 视频对象分割技术  10-11
  1.2 自动分割方案  11-16
    1.2.1 基于时间相关性的分割方法  12-14
    1.2.2 基于时空相关性的分割方法  14-16
    1.2.3 存在的问题  16
  1.3 交互式分割方案  16-19
    1.3.1 分割对象跟踪方法  16-17
    1.3.2 基于变化检测的方法  17-18
    1.3.3 基于形态学的方法  18
    1.3.4 存在的问题  18-19
  1.4 视频对象分割技术的评价  19-20
第二章运动估计和块匹配  20-34
  2.1 运动估计  20-23
    2.1.1 运动模型  20-21
    2.1.2 光流法  21-22
    2.1.3 光流约束方程  22-23
  2.2 块匹配  23-30
    2.2.1 图像匹配  23-27
    2.2.2 三步搜索法  27
    2.2.3 新三步搜索法  27-28
    2.2.4 四步搜索法  28-29
    2.2.5 钻石搜索法  29-30
  2.3 实验结果及比较分析  30-34
    2.3.1 搜索算法小结  30-31
    2.3.2 实验结果及分析  31-34
第三章基于对象运动矢量修正的分割算法  34-43
  3.1 对象差分模板  34-37
    3.1.1 图像差分  34-35
    3.1.2 基于“距离”的模板填充  35-37
  3.2 基对象运动矢量的模板修正  37-39
  3.3 实验结果及分析  39-43
第四章基于种子区域生长的运动分割算法  43-53
  4.1 种子区域生长算法  43-45
    4.1.1 算法介绍  43-44
    4.1.2 SRG算法实现方案  44-45
  4.2 交互式基于SRG的运动分割  45-49
    4.2.1 对象初始化  46-47
    4.2.2 运动分割非相似尺度  47
    4.2.3 改进的SRG运动分割算法及实现策略  47-49
  4.3 实验结果及分析  49-53
第五章总结和展望  53-55
参考文献  55-58
致谢  58

视频序列中运动对象分割的研究

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