MPEG-4标准的研究及其在视频监控系统中的应用

摘要

随着现代信息社会对通信业务要求的不断增长、多媒体通信与通信网容量的矛盾的日益突出，极大地制约了数字通信的发展。多媒体技术的发展目标就是要解决这个矛盾。 本文首先阐述了多媒体编解码和数字视频监控系统的发展和现状，然后对一系列多媒体编解码标准做了简单的介绍。其中，MPEG-4编码过程主要由以下几部分组成：形状编码、运动信息编码和纹理信息编码，并重点分析了块匹配法、钻石搜索法(DS)、DCT变换编码、量化及可变长度编码(VLC)等。 MPEG-4最大的创新点是基于内容的编码，需要把对象分解成语义意义的视频对象面(Video Object Plane，VOP)。但是目前VOP分割尚未受到像运动分割那样的注目，所建议的提案也相对较少。 VOP的分割主要分为两大类：一类是在背景与VOP对象同时运动时VOP的分割，如摄像机的运动。另一类是背景静止，仅仅VOP对象运动的视频序列，如重要部门的监控系统。由于本文所开发的系统主要针对后一类的情况，在研究了一种基于背景估计的VOP分割算法后对该算法进行了一定的改进。论文中对改进前和改进后的算法都在实际的视频序列中进行了测试，并将实验结果进行了对比和分析。实验结果表明改进后的算法在性能上比改进前的算法也有一定的超越。 在将该改进后的算法应用到实际的视频监控系统中发现一般情况下完全静止的背景是不存在的，背景或多或少的都会由于外界的因素发生一些改变。针对此类情况，论文采用了一种背景随着场景变化而发生缓变的方法来解决这个问题。论文中对该方法进行了的实际测试，实验结果表明采用该方法对由外界因素，如光照的变化、摄像头的细微震动，所引起的背景细微变化下能较好的进行VOP分割。最后在实际系统中也对改进的编码系统进行了测试，结果表明在保证图像质量的前提下压缩比有一定的提高。

目录

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声明

第1章绪论

1.1多媒体数据编解码的发展及现状

1.2视频监控的发展及现状

1.3本文的研究内容

第2章MPEG-4编码技术研究及实现

2.1形状编码技术

2.2运动信息编码技术

2.2.1运动估计算法描述

2.2.2运动信息编码实现

2.3纹理信息编码技术

2.3.1纹理信息编码技术描述

2.3.2纹理信息编码实现

第3章MPEG-4中VOP分割算法的研究

3.1运动分割和VOP分割发展和现状

3.1.1运动分割

3.1.2 VOP的分割

3.2基于背景估计的VOP分割算法

3.2.1静止背景下的视频构成与邻帧差分方法分析

3.2.2基于背景估计的视频分割

3.2.3改进的背景静止条件下的背景估计

3.2.4实验结果与性能比较

第4章MPEG-4在视频监控系统中的应用

4.1软件开发平台及使用技术简介

4.1.1软件开发平台—Delphi

4.1.2使用技术简介

4.2视频监控系统的设计与实现

4.2.1系统构架

4.2.2系统软件功能设计

4.2.3系统软件结构设计

4.2.4系统界面实现

4.3应用中出现的问题及解决方案

4.4实验结果与分析

4.4.1缓变背景情况下的VOP分割试验结果与参数确定

4.4.2系统测试结果与分析

第5章总结

参考文献

致谢

附录