基于自适应阈值的压缩域上MPEG视频关键帧提取算法的研究

摘要

近年来,计算机技术、多媒体技术的迅猛发展给人们的生活带来了日新月异的变化,人们每天都在接收大量的信息,在大量的多媒体信息当中,视频数据占有很大比重,随着视频数据的日益丰富,人们日益迫切需要在大量视频素材中方便地寻找感兴趣的视频片段,因此,视频数据库管理系统逐渐成为研究热点。
　　 目前,基于内容的视频检索已成为视频数据信息管理系统的一项关键技术,而关键帧提取技术是视频分析和基于内容的视频检索的基础,关键帧的使用不但大大减少了视频索引的数据量,同时也为视频摘要和检索提供了一个组织框架。关键帧提取的方法和效率直接关系到视频检索系统的效率,因此关键帧提取方法的研究具有重要的现实意义。
　　 关键帧提取算法分两类,一类是在非压缩域上提取关键帧,需要将每帧图像完全解码后再处理;另一类是在压缩域上提取,只需部分解码。本论文(设计)首先分析了关键帧提取方法的现状,然后深入研究了常用的关键帧提取方法,以及MPEG视频压缩国际标准,最后编程实现了一种基于自适应阈值的压缩域上MPEG视频关键帧提取算法,该算法首先过滤了B帧和P帧,只采用I帧提取图像特征,简化了关键帧提取过程,然后镜头分割同时提取图像特征,只需部分解压,大大降低了关键帧提取的计算复杂度,提高了关键帧提取的效率。其次,算法采用自适应阈值,能更好的适应MPEG各种类型影片,克服了常用的算法中只针对一类影片关键帧提取的缺陷。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 研究的背景

1.2 课题研究的意义

1.3 镜头检测及关键帧提取研究现状

1.4 本论文研究工作

1.5 本论文组织

2 相关理论基础

2.1 视频数字化及分析

2.2 视频数据特点及结构

2.2.1 视频数据的特点

2.2.2 视频数据的结构

2.3 镜头边界概述

2.3.1 镜头间的切换

2.3.2 镜头内的运动

2.4 关键帧提取技术的难点

2.5 MPEG国际标准概述

2.6 MPEG-2视频数据结构

2.7 MPEG-2编码

2.7.1 MPEG-2帧间编码

2.7.2 MPEG-2运动补偿

2.7.3 MPEG-2帧内编码

2.7.4 量化

2.7.5 可变长编码

2.8 MPEG-2解码

2.8.1 解码流程

2.8.2 可变长解码

2.8.3 反向扫描

2.8.4 反量化

2.8.5 反向离散余弦变换

2.9 本章小结

3 镜头分割及关键帧提取方法

3.1 镜头分割方法

3.2 关键帧提取原则

3.3 非压缩域关键帧提取法

3.3.1 基于镜头的方法

3.3.2 基于帧图像信息法

3.3.3 基于运动分析法

3.3.4 视频聚类分析方法

3.3.5 基于内容分析方法

3.3.6 基于图论的方法

3.4 压缩域关键帧提取法

3.5 本章小结

4 实验程序设计

4.1 实验程序概述

4.2 算法描述

4.3 I帧DC缩微图提取的实现

4.4 镜头分割模块与关键帧提取模块实现

4.5 关键帧提取结果及分析

4.5.1 关键帧提取评价准则

4.5.2 关键帧提取结果评价

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 展望

参考资料

附录A

附录B

附录C

附录D

附录E

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