基于微小運(yùn)動(dòng)放大的視覺增強(qiáng)及其應(yīng)用研究.pdf

1、微小運(yùn)動(dòng)放大技術(shù)是一種用于改變視頻中感興趣信號(hào)變化幅度的技術(shù)。這類技術(shù)可以將原本人眼無法感知的微弱變化放大到可以觀察的幅度，達(dá)到視覺增強(qiáng)的效果，從而挖掘出有價(jià)值的信息。
　　根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)信息處理方式的不同，微小運(yùn)動(dòng)放大技術(shù)可以分為基于運(yùn)動(dòng)特征跟蹤的拉格朗日顯式運(yùn)動(dòng)放大方法和基于像素點(diǎn)分析的歐拉隱式視頻放大方法(EVM)。拉格朗日放大方法通過特征點(diǎn)光流跟蹤和增大運(yùn)動(dòng)幅度來放大變化，利用背景填充和渲染合成放大視頻，計(jì)算繁瑣，實(shí)際操作困難

2、。歐拉放大方法則通過分析視頻中每個(gè)像素點(diǎn)隨時(shí)間變化的灰度值，利用時(shí)域?yàn)V波來放大感興趣信號(hào)的運(yùn)動(dòng)變化，但是該方法對(duì)視頻YIQ三個(gè)通道進(jìn)行放大處理，計(jì)算過程十分耗時(shí)。同時(shí)，該方法在進(jìn)行濾波時(shí)往往依據(jù)多次實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來選擇頻帶范圍，使得信號(hào)中的噪聲也進(jìn)行了放大。歐拉方法采用固定的濾波器對(duì)整個(gè)視頻序列進(jìn)行處理，放大后的信號(hào)呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律，不能有效保留原始信號(hào)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而且在實(shí)際視頻處理中，自動(dòng)的頻率檢測(cè)及放大，顯得尤為重要。
　　針對(duì)

3、上述問題，本文提出了基于Y通道的加速方法以及針對(duì)單頻率和多頻率的微小運(yùn)動(dòng)自動(dòng)放大方法，其中自動(dòng)放大方法主要通過頻率估計(jì)和頻率自動(dòng)檢測(cè)的方式來設(shè)計(jì)合適的濾波器。具體的研究工作和貢獻(xiàn)如下：
　　1)本文首先討論了基于RGB顏色空間和基于Y通道的運(yùn)動(dòng)放大加速方法。結(jié)果表明：RGB方法相對(duì)EVM方法在處理速度方面有所提升，但是運(yùn)動(dòng)放大效果會(huì)產(chǎn)生彩色斑點(diǎn)；Y通道方法則不僅在處理速度方面得到了明顯的提升，而且在放大效果方面與EVM方法基本保持

4、一致。
　　2)針對(duì)單一頻率的視頻序列，采用頻率全局估計(jì)的方式，對(duì)視頻中每幀圖像進(jìn)行高斯平滑下采樣，分析運(yùn)動(dòng)信號(hào)在低空間分辨下隨時(shí)間變化的情況；通過時(shí)頻分析求出所有像素點(diǎn)的頻率分布，并據(jù)此進(jìn)行聚類分析，選出其中微小運(yùn)動(dòng)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的中心頻率及分布范圍，設(shè)計(jì)用于放大處理的帶通濾波器。實(shí)驗(yàn)表明，該方法僅針對(duì)視頻中的微小運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行放大處理，有效抑制了噪聲信號(hào)的放大，并為實(shí)際視頻中頻率參數(shù)選擇問題提供了思路。
　　3)針對(duì)時(shí)間上多頻率