基于微小運動放大的視覺增強及其應(yīng)用研究.pdf

1、微小運動放大技術(shù)是一種用于改變視頻中感興趣信號變化幅度的技術(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)到視覺增強的效果，從而挖掘出有價值的信息。
　　根據(jù)對運動信息處理方式的不同，微小運動放大技術(shù)可以分為基于運動特征跟蹤的拉格朗日顯式運動放大方法和基于像素點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光流跟蹤和增大運動幅度來放大變化，利用背景填充和渲染合成放大視頻，計算繁瑣，實際操作困難

2、。歐拉放大方法則通過分析視頻中每個像素點隨時間變化的灰度值，利用時域濾波來放大感興趣信號的運動變化，但是該方法對視頻YIQ三個通道進(jìn)行放大處理，計算過程十分耗時。同時，該方法在進(jìn)行濾波時往往依據(jù)多次實驗和經(jīng)驗來選擇頻帶范圍，使得信號中的噪聲也進(jìn)行了放大。歐拉方法采用固定的濾波器對整個視頻序列進(jìn)行處理，放大后的信號呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律，不能有效保留原始信號的運動狀態(tài)。而且在實際視頻處理中，自動的頻率檢測及放大，顯得尤為重要。
　　針對

3、上述問題，本文提出了基于Y通道的加速方法以及針對單頻率和多頻率的微小運動自動放大方法，其中自動放大方法主要通過頻率估計和頻率自動檢測的方式來設(shè)計合適的濾波器。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通道的運動放大加速方法。結(jié)果表明：RGB方法相對EVM方法在處理速度方面有所提升，但是運動放大效果會產(chǎn)生彩色斑點；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)針對單一頻率的視頻序列，采用頻率全局估計的方式，對視頻中每幀圖像進(jìn)行高斯平滑下采樣，分析運動信號在低空間分辨下隨時間變化的情況；通過時頻分析求出所有像素點的頻率分布，并據(jù)此進(jìn)行聚類分析，選出其中微小運動點所對應(yīng)的中心頻率及分布范圍，設(shè)計用于放大處理的帶通濾波器。實驗表明，該方法僅針對視頻中的微小運動信息進(jìn)行放大處理，有效抑制了噪聲信號的放大，并為實際視頻中頻率參數(shù)選擇問題提供了思路。
　　3)針對時間上多頻率