基于匹配幀的層次化結(jié)構(gòu)的視頻分割技術(shù).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)的興起，視頻處理技術(shù)逐漸成為數(shù)字圖像處理和數(shù)字媒體領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。視頻分割技術(shù)在視頻處理技術(shù)中占有很重要的地位，是其它一些視頻處理技術(shù)，如非真實(shí)感繪制，視頻修補(bǔ)，視頻結(jié)構(gòu)化分析等技術(shù)的關(guān)鍵步驟。視頻分割的目標(biāo)是從視頻序列中提取若干個(gè)有意義的視頻對(duì)象，它是在圖像分割基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，可以看成圖像分割技術(shù)在時(shí)間維的擴(kuò)展。但與圖像分割相比，視頻分割處理的數(shù)據(jù)更為龐大，并且需要保證分割結(jié)果在時(shí)間維的一致性，

2、這些特點(diǎn)都給視頻分割技術(shù)帶來了巨大的困難。圖像的層次化分割是在圖像分割技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是指我們?cè)趯?duì)圖像進(jìn)行分割時(shí)，既可以進(jìn)行一些粗略的分割，將場(chǎng)景分為幾大塊；也可以進(jìn)行細(xì)分割，將場(chǎng)景分成許多細(xì)小的塊。我們可以將這些分割結(jié)果組合起來，形成一種層次化的結(jié)構(gòu)。總的來說，層次化分割是值得期待的，因?yàn)樗c我們觀察物體的習(xí)慣相似，總是從概況到細(xì)節(jié)。本課題的研究將圍繞如何應(yīng)用層次化結(jié)構(gòu)信息來改善視頻分割進(jìn)行，通過分析和總結(jié)前人的研究成果，提出了

3、一種新穎的利用每幀層次化結(jié)構(gòu)信息的視頻分割技術(shù)，并設(shè)計(jì)了一種基于該方法的交互式視頻分割系統(tǒng)，提供了視頻分割的一種新思路。本文的主要工作主要包括以下方面：首先，本文總結(jié)和比較了前人對(duì)于圖像層次化分割的研究，通過實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，迭代mean-shift算法雖然原理簡(jiǎn)單，但效果不佳，基于鞍點(diǎn)檢測(cè)的算法雖然有很好的理論基礎(chǔ)，但運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)。本文最終選取了一種基于鞍點(diǎn)檢測(cè)的近似算法，該算法既有很好的理論基礎(chǔ)，又有著不錯(cuò)的分割結(jié)果。其次，本文在圖像層

4、次化分割算法的基礎(chǔ)上提出了將其應(yīng)用于視頻分割的算法。該算法的想法是源于對(duì)視頻分割中的不一致性的原因的研究。我們通過研究發(fā)現(xiàn)，基于空域優(yōu)先的視頻分割算法的不一致性并非由于分割算法本身造成的，而是由于在尋找?guī)g關(guān)聯(lián)的時(shí)候沒有考慮到圖像的層次化信息。本文對(duì)幀間關(guān)聯(lián)問題進(jìn)行了抽象，將尋找?guī)c幀關(guān)聯(lián)的問題轉(zhuǎn)化為樹與樹之間相似度的問題，由于該問題的難解性，我們尋找了一種近似的求解算法，即樹的最大覆蓋的問題，并給出了解決方案。此外，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)交互