面向MPEG-4的視頻分割和視頻編碼算法.pdf

1、MPEG-4是基于對(duì)象的多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),屬于基于內(nèi)容的第二代活動(dòng)圖像標(biāo)準(zhǔn).MPEG-4具備廣泛的用途.MPEG-4是十分開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)視頻分割、比特率控制和編碼技術(shù)等開(kāi)放的部分,允許競(jìng)爭(zhēng)和改進(jìn).MPEG-4涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括圖像分析和分割技術(shù)和編碼技術(shù),當(dāng)前成為研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn).該論文針對(duì)MPEG-4涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究.主要完成的工作分為兩大部分:其一,面向MPEG-4的視頻分割方法和算法部分.探討了從自然視頻系列中得到

2、VOP的典型方法和算法,分別從方法的思想、算法內(nèi)容和步驟、算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析.提出了基于時(shí)空信息的自動(dòng)分割法,并詳細(xì)論述該算法的過(guò)程.時(shí)間分割利用運(yùn)動(dòng)特征和多幀特征,實(shí)現(xiàn)了前景快速和慢速運(yùn)動(dòng)部分的分割,同時(shí)克服了遮擋、噪聲和物體邊界不精確的運(yùn)動(dòng)估計(jì)等導(dǎo)致錯(cuò)誤分割.空間分割利用圖像單幀的灰度信息將圖像分割成不同的區(qū)域.融合時(shí)空信息分割發(fā)揮了時(shí)間分割提供運(yùn)動(dòng)VOP的粗略掩碼和空間分割提供VOP精確邊界的優(yōu)勢(shì),同時(shí)克服了時(shí)間分割提供太粗糙邊

3、界,從而導(dǎo)致不精確的分割的缺點(diǎn)和空間分割經(jīng)常將VOP分割為多個(gè)區(qū)域,從而導(dǎo)致過(guò)分割的缺點(diǎn).VOP模型初始化簡(jiǎn)單實(shí)用.VOP模型更新能跟蹤旋轉(zhuǎn)、變形和靜止的VOP.鏡頭檢測(cè)實(shí)現(xiàn)完整的視頻系列中VOP的分割.其二,面向MPEG-4的視頻編碼方法和算法部分.針對(duì)自然視頻系列中的VOP的形狀、紋理和運(yùn)動(dòng)信息的編碼,分別進(jìn)行研究.包括:1)面向MPEG -4的VOP的形狀編碼方法和算法部分.探討了當(dāng)前典型的形狀編碼方法和算法,分別從方法的思想、算

4、法內(nèi)容和步驟、算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析.提出了改進(jìn)的四叉樹(shù)多分辨率的形狀編碼法,用相關(guān)系數(shù)來(lái)控制四叉樹(shù)的復(fù)雜度,進(jìn)一步提高形狀編碼效率,幀間形狀編碼的運(yùn)動(dòng)估計(jì)僅在有效搜索區(qū)域進(jìn)行,極大提高搜索效率,使得基于四叉樹(shù)的形狀編碼成為完善和更具競(jìng)爭(zhēng)力的算法.2)面向MPEG -4的VOP的紋理編碼方法和算法部分.探討了典型的紋理編碼方法和算法,分別從方法的思想、算法內(nèi)容和步驟、算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析.3)面向MPEG-4的VOP的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償部分.

5、探討了典型的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償方法和算法,分別從其思想、算法內(nèi)容和步驟、算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析.提出了利用塊特性的自適應(yīng)十字搜索模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)法.充分利用VOP的塊的特性,不同的塊采用不同的運(yùn)動(dòng)估計(jì)策略.首先,VOP的邊框內(nèi)塊分三類(lèi).當(dāng)前塊為VOP的透明塊時(shí),不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì),由解碼端直接生成.當(dāng)前塊為VOP的邊界塊時(shí),參考幀不填充,邊界塊間的SAD計(jì)算采用二值α平面值計(jì)算.當(dāng)前塊為VOP的模糊塊時(shí),模糊塊的SAD計(jì)算采用灰度值計(jì)算.其次,對(duì)進(jìn)行