一种基于运动特征的自适应镜头边界检测算法及实现

摘要

随着多媒体技术和Web技术的发展，基于内容的视频检索系统成为近年来研究的热点。将计算机视觉技术、数字图像处理与传统的数据库技术相结合，建立基于图像和视频内容的检索系统是一个很有实际意义的研究课题。作为这样一个检索系统中最基础的步骤，视频镜头边界检测的准确性对整个系统的性能有很大的影响。本文通过研究体育视频的特点，在现有经典算法基础上提出一种新的镜头边界检测算法。 本文首先介绍了镜头检测的概念、研究的背景和研究的理论以及应用意义，研究了解压域镜头探测技术，总结了镜头突变检测和镜头渐变检测的方法，并指出了现有方法中需要关注的问题。 本课题研究重点在于根据体育视频的基本特征，提出改进算法，主要解决的问题有：（1）减小物体/相机运动和光照的变化这两个因素对镜头边界检测的影响，提高检测的查全率及查准率。（2）使算法对不同视频都有较好的效果。 本论文主要工作如下： 1．提出使用多帧帧差作为特征值的方法。该方法可以有效地抑制随机噪声和闪光灯对镜头边界检测的影响。提高镜头边界检测算法的准确率。 2．提出自适应阈值算法。该算法有效解决了全局阈值只能对所测试的视频序列或者其中的一部分连续的视频帧有比较好的检测效果的缺点。算法灵活精确，鲁棒性强。 3．针对体育视频中运动因素对镜头边界检测的干扰，提出了加入摄像机运动分析的方法。该方法可以有效分辨出摄像机运动。提高了算法的准确率。 实验结果证明本文算法在查全率和查准率上相对于原算法有所提高，取得较好效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2 国内外相关课题的研究动态

1.3本文的工作

1.4本文结构

第二章基于内容的视频检测系统

2.1 引言

2.2系统概述

2.3视频结构化

2.3.1镜头边界检测

2.3.2场景构造

2.4视频镜头内容表示

2.4.1基于关键帧的表示

2.4.2基于图像拼接技术的背景表示

2.5目标分割

2.6视频检测与浏览

2.7本章小结

第三章视频编辑理论及视频建模

3.1 引言

3.2数字视频编辑模型

3.3编辑视频的模型

3.4特征提取和测量准则的建立

3.4.1基于像素比较的算法

3.4.2基于直方图的算法

3.4.3基于运动的算法

3.4.4基于轮廓的算法

3.5视频镜头的边界检测算法

3.5.1镜头切变的检测

3.5.2镜头渐变的检测

3.6视频镜头转换检测算法的性能评估

3.7本章小结

第四章基于块匹配的运动估计技术

4.1 引言

4.2块匹配的基本原理

4.3块匹配的技术指标

4.3.1块的形状和大小

4.3.2块匹配的准则

4.3.3搜索范围与搜索精度

4.3.4搜索起点

4.3.5搜索策略

4.4 经典块匹配算法

4.4.1.全搜索算法

4.4.2三步搜索法

4.4.3 对数搜索法

4.4.4交叉搜索法

4.4.5最近邻搜素法

4.4.6一次一个搜索法

4.5本章小结

第五章基于运动特征的自适应镜头边界检测

5.1 引言

5.2系统概述

5.3特征值提取

5.4 自动门限选取算法

5.5镜头候选区域检测

5.6改进的镜头切边边界检测

5.7改进的镜头渐变边界检测

5.7.1摄像机运动分析理论

5.7.2待测帧主运动方向算法

5.7.3结合摄像机运动分析的渐变检测

5.8本章小结

第六章实验结果及分析

6.1实验结果

6.2结果分析

6.3改进意见

第七章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文