[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

技術領域

本發明涉及到一種視頻編碼中特征運動區域的檢測方法，將反映視覺感知特征的運動宏 塊有效的檢測出來，特別是能夠在背景劇烈運動以及背景紋理很復雜的情況下依然能夠檢測 出人眼感興趣的特征運動宏塊。本方法首先對視頻幀進行低通濾波處理，然后建立特征運動 方程，利用運動矢量和矩陣的特征值來找出特征運動宏塊；再建立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；最后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。

背景技術

視頻序列的運動是非常復雜的，最基本的運動是指攝像機固定，運動物體相對于背景移 動，由于攝像機是固定的，這些背景相對于相鄰幀序列而言是靜止不變的，這些運動物體所 表現出來的運動稱之為局部運動。然而在圖像處理中，通常是通過攝像機獲得原始的視頻序 列圖像，很多情況下攝像機安裝在運動平臺上，為了更好地捕捉圖像，攝像機本身也要在全 空間范圍內做掃描運動，如縮放、水平運動、豎直運動、旋轉運動等，這樣一來，固定的背 景物體會在圖像平面上顯示出一種全局的二維運動，稱之為全局運動。

運動物體檢測是近年來計算機視覺領域中備受關注的前沿方向。他在安全監控，視頻會 議，人體運動分析和圖像壓縮以及基于內容的圖像存儲與檢索等方面有廣泛的應用前景和潛 在經濟價值。在視頻圖像處理中，運動物體檢測的首要任務就是要將前景目標從背景圖像中分 割出來。一般有以下三種實現方法：背景減除法、幀間運動分析法和光流法。背景減除是目 前最常用的一種方法。它利用當前圖像與背景圖像的差分檢測出運動區域。這種方法一般能 提供最完全的特征數據，但是在動態場景的運用效果不佳；幀問運動分析法，即幀間差分法， 是在連續的圖像序列中相鄰兩個或三個相鄰幀間采用給予像素時間差分，并且閾值化來提取 圖像中的運動區域。這種方法對于動態環境具有較強的自適應性，但容易產生空洞現象；光 流法采用運動目標隨時間變化的光流特性，有效地提取和跟蹤運動目標，這種方法雖然適用于 在運動攝像機存在的前提下檢測出目標，然而，大多數光流算法復雜，抗噪性能差。

而如何從運動序列中尋找到我們主觀或者人眼所感興趣的運動區域則是一個比較大的難 題?，F在一般的做法都是利用時間掩蓋效應來尋找到這些運動區域。時間掩蓋效應是由于亮 度的變化在時間上的不連續而造成視覺閾值的提升或下降。這就說明在視頻幀中，當有場景 突變或者快速運動的目標時，視覺閾值將會有所提升，此時人眼的感知度將會大大的降低。

發明內容

本發明的目的是利用已有技術的缺陷，提供一種視頻編碼中特征運動區域的檢測方法， 利用宏塊的運動矢量以及方向來尋找人眼所感興趣的特征運動宏塊，如果對這些特征運動宏 塊進行感知編碼則可以大幅提升主觀視覺質量。

為達到上述目的，本發明的構思是：

如圖1所示，首先對視頻幀進行低通濾波處理，然后建立特征運動方程，利用運動矢量 和矩陣的特征值來找出特征運動宏塊；再建立8方向運動模型：利用宏塊運動的方向性來找 出局部運動宏塊；最后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。

根據上述構思，本發明的技術方案是：

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。

上述四個步驟進一步說明如下：

(1)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：