[發明專利]視頻編碼中特征運動區域的檢測方法

無效

• 申請號: 200810203979.7
• 申請日: 2008-12-04
• 公開（公告）號: CN101436301A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 張錦輝;石旭利;沈禮權;郭健;張兆揚
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 何文欣

1.一種視頻編碼中特征運動區域的檢測方法，能將視頻序列中的特征運動區域通過快速檢 測出來，特別是能夠有效的將一幀視頻圖像中的人眼感興趣的特征運動區域有效的檢測 出來，其特征在于首先對視頻幀進行濾波預處理，然后運用特征運動方程計算幀中的特 征運動區域，再利用8方向運動模型來得到局部運動區域，最后綜合特征運動區域和局 部運動區域的宏塊后得到最終的特征運動區域；具體的步驟如下：

(1)對視頻幀進行預處理：對未編碼的原始序列進行低通濾波處理；

(2)建立特征運動方程：利用運動矢量和矩陣的特征值來找出特征運動宏塊；

(3)建立8方向運動模型：利用宏塊運動方向性來找出局部運動宏塊；

(4)利用特征運動區域以及局部運動區域的相關性得到最終的特征運動區域；

所述步驟(1)的對視頻幀進行預處理的方法是對當前幀利用5×5的高斯模板進行低通濾 波，模板如下所示：

245424912945121512549129424542;]]>

所述步驟(2)的建立特征運動方程的步驟是：

①定義一個2×2的矩陣，公式如下：

Z=Σy∈ωΣx∈ωIx2IxIyIxIyIy2---(1)]]>

上式中ω表示希望獲得特征區域的大小，取ω＝16；I_x，I_y表示圖像P在x與y方向上 的一階偏導數，在計算時用中心差分來代替一階偏導數的計算，公式如下：

Ix=∂P(x,y)∂x=Pcur(x+1,y)-Ppre(x+mv_x-1,y+mv_y)2---(2)]]>

Iy=∂P(x,y)∂y=Pcur(x,y+1)-Ppre(x+mv_x,y+mv_y-1)2---(3)]]>

上式中P_cur(x，y)表示當前圖像P的坐標(x，y)上的亮度值，P_pre(x，y)表示前一幀圖像的坐 標(x，y)上的亮度值，mv_x，mv_y表示當前宏塊的水平與垂直方向的運動矢量； ②矩陣Z計算出來之后，利用數學方法計算出Z的兩個特征值，其中較大的值定義為 λ₁，較小的值為λ₂，保留特征值λ₂；

③根據上述的方法計算當前幀中每一個宏塊的矩陣Z以及它的最小特征值，然后對每 一個宏塊的最小特征值從大到小排序，前20％的特征值所對應的宏塊即為特征運動宏塊； 所述步驟(3)的建立8方向運動模型的步驟如下：

①統計前一編碼幀中的所有宏塊的運動矢量，根據運動矢量的方向分為8個方向，按逆 時針方向對8個方向分別編號為方向1-方向8；

偏離方向1左右15度角以內的所有運動矢量都歸化為方向1的運動矢量，以此類推，偏 離各個方向15度以內的運動矢量都歸化為該方向的運動矢量；并且統計該方向的運動宏塊的 個數，然后計算該方向所有宏塊水平與垂直運動大小的平均值為ave_mv_x，ave_mv_y；如果 宏塊的運動矢量為0，即該宏塊為靜止宏塊，則標記該宏塊為方向0宏塊；

②統計8方向運動宏塊以及靜止宏塊的個數，此時哪個方向的運動宏塊最多，則我們假 定該方向為全局運動方向，該方向的平均運動矢量為全局運動矢量；

③令mv_x_i，mv_y_i為第i個宏塊的水平與垂直方向的運動矢量，利用公式(4)、(5)重新 計算宏塊的運動矢量，其中ave_mv_x，ave_mv_y為水平與垂直的全局運動矢量，

mv_x_i＝mv_x_i-ave_mv_x????(4)

mv_y_i＝mv_y_i-ave_mv_y????(5)

④根據步驟③得到新的宏塊運動矢量之后，重新計算全局運動方向，即跳轉到步驟① 與步驟②，得到最終的全局運動方向；

⑤假定方向i為全局運動方向，對于每一個宏塊來說，如果該宏塊的運動方向為方向i 或者是與i相鄰的兩個方向，則標記該宏塊為全局運動宏塊，否則標記其為局部運動宏 塊；

所述步驟(3)的利用特征運動區域以及局部運動區域的相關性得到最終的特征運動區域 的步驟如下：

①以當前局部運動宏塊為中心，如果該宏塊周圍3×3宏塊存在一定數量的特征運動宏 塊，則當前局部運動宏塊為最終的特征運動宏塊；

②以當前非特征宏塊為中心，如果該宏塊周圍3×3宏塊存在一定數量的局部運動宏塊， 則當前局部運動宏塊為最終的特征運動宏塊。