交互式分割视频运动对象的研究与实现

在 MPEG- 4视频编码标准中 ,为了实现基于视频内容的交互功能 ,视频序列的每一帧由视频对象面来表示 ,而生成视频对象面 ,需要对视频序列中运动对象进行有效分割 ,并跟踪运动对象随时间的变化 .在视频分割方法中 ,交互式分割视频对象能满足分割的效率与质量指标要求 ,因此提出了一种交互分割与自动跟踪相结合的方式来分割视频语义对象 ,即在初始分割时 ,依据用户的交互与形态学的分水线分割算法相结合提取视频对象轮廓 ,并用改进的轮廓跟踪方法有效提高视频对象轮廓的精度 ;对后续帧的跟踪 ,采用六参数仿射变换跟踪运动对象轮廓的变化 ,用平移估算的运动矢量作为初始值 ,计算六参数仿射变换的参数 .实验结果表明 ,该方法能有效地分割并跟踪视频运动对象     

自动分割视频序列中运动物体的新算法：多特征联合方法

视频编码标准MPEG-4增加了适于多种应用的基于视频内容的功能,为了支持这一功能和提高编码效率,MPEG-4将视频序列中的每一帧分解成视频对象面(VOP);另外,由于基于内容的视频检索和视频监控系统均期望用分割出的关键视频对象紧致地表示一个序列,同时由于视频分割技术在模式识别、计算机视觉等领域也得到了广泛的应用,因此,分割视频运动物体并跟踪运动物体的变化变得至关重要.为了对视频中运动物体进行有效的分割,在帧差图象的基础上,采用Canny边缘检测和随机信号的高阶矩检测相结合的方法,来自动分割视频序列的前景区域和背景区域,并在前景区域中应用区域生长法进行颜色分割,以精确提取运动物体的边缘;还利用边缘和颜色特征来对分割出的运动物体建立模板,用于解决非刚体运动中局部暂时停止运动的情况.实验结果表明,此方法可以有效地分割运动物体,并能跟踪运动物体的变化.     

基于多帧灰度差异的视频对象分割

在新一代MPEG-4视频编码标准中,为了支持面向视频对象的编码和实现基于内容的应用,自动、快速地从视频场景中提取视频对象已成为一项关键技术,为此文章提出了一种基于多帧灰度差异的视频对象分割新算法。该算法首先采用多帧序列图像灰度差异的4次高阶统计量假设检验(HigherOrderStatistics,HOS),自动提取运动对象模板;然后利用数学形态学对模板作平滑和内部填充处理;最后将模板投影到原始灰度图,得到运动对象。实验结果表明,该方法能比较有效地分割视频对象。     

一种时空联合的视频运动目标提取与跟踪新算法

提出了一种时空联合的视频运动目标提取与跟踪新算法。在空域分割中,针对分水岭方法过分割现象明显的缺点,对分水岭分割方法进行了改进;在时域分割中,首先对全局运动进行了补偿,随后为消除仅用两帧帧差进行对象分割所带来的误差,采用多帧帧差求和的方法,并自适应选取累积帧差的二值化阈值;时空分割结果进行投影融合后得到视频对象,提出用一种基于区域子块匹配的方法跟踪视频对象。实验结果表明,该算法简洁有效,能较好地把对象从运动背景中提取出来,并实现跟踪。     

基于改进活动轮廓的视频对象自动分割及跟踪算法

为了能够从视频序列图像中准确地提取出运动视频对象,提出了一种基于改进活动轮廓的视频对象自动分割及跟踪方法。该方法首先采用连续帧间差的4次统计量假设检验来确定视频对象的运动区域,并使用形态滤波消除残余噪声和空洞;然后根据3帧序列图像得到的前后运动区域的相与运算来有效地解决运动视频对象前后帧的遮挡问题,以获得视频对象模板,当提取出视频对象模板的边缘轮廓后,再用梯度向量流场作为外力的改进活动轮廓算法来获得视频对象的精确轮廓;最后以此视频对象的轮廓为基础进行运动补偿,以得到下一帧图像的初始曲线,再使用改进的活动轮廓算法对下一帧图像进行分割,即可实现视频对象的跟踪。该方法不仅能够消除差分图像中的显露背景,得到运动视频对象精确的轮廓,并且可进行多目标的分割与跟踪。     

运动视频对象分割的一种快速算法

为了能够实时地对运动视频对象进行分割,提出了一种对视频序列图象中的运动对象进行快速分割提取的算法,该算法首先对图象进行滤波,并求出连续两帧图象之间的差分,然后应用“同化填充”技术和基于对象的“整体运动估计”来对差分图象进行修正,进而得到对象模板,同时利用模板缓冲区的帧间迭代来维持模板的完整性,该算法不仅不依赖于固定背景,而且能够消除差分图中的显露背景,还能得到运动目标较为精确的形状,并且算法简单,快速,鲁棒性好。     

一种鲁棒的视频分割算法

无论是在图象识别，还是在基于MPEG－4的图象压缩编码等应用领域，视频对象分割取是其中一个很重要的技术环节，为了在静止背景的情况下，能很好地解决多目标分割的问题，同时能进行单目标的分割，提出了一种鲁棒性较好的视频分割算法，该算法通过对图象序列中每连续3 帧图象进行对称差分，首先检测出目标的运动范围，然后通过对差分结构进行聚类分析来确定该帧图象中视频对象的个数，接着再利用在二值差分图象上收缩的活动轮廓，把视频对象的轮廓精确地包围起来，即得到该帧分割结果；最后利用光流法来对视频对象进行投注跟踪，修正，另外还利用多个图象序列对该方法进行了试验，实验结果表明，在静止背景下，该算法无论是对运动的单目标，还是对运动的多目标，均能较好地从静止背景中分离出来，即能得到理想的分割结果，故具有一定的鲁棒性和实用性。     

视频运动对象的自动分割

视频运动对象的分割技术在运动视觉检测和新的MPEG-4视频编码标准中十分重要，提出了一种运动对象分割算法，该算法采用序列图像帧间差的高阶统计量(Higher Order Statistics，HOS)假设检验，确定运动对象的位置，自动分离运动区域与背景；根据三帧序列图像中前后帧差图像灰度边缘重合的部分为中间帧运动对象的边缘来有效地解决运动对象前后帧的遮挡问题；采用形态滤波的方法填充分割出的运动对象二值模板中的空洞，消除残余噪声及平滑边缘，分析和实验证明，该算法需要调整的参数少，抗干扰能力强，可以高效率地进行运动对象的自动分割，此外，该算法具有潜在的并行机制，易于实现实时运动图像处理。     

一种有效的基于时空信息的视频运动对象分割算法

为实现视频编码标准MPEG-4中语义对象的自动提取,提出一种基于时空信息的运动对象分割算法。在时域上通过双边加权累积帧差和分块高阶统计算法得到目标的运动区域检测模板,以在充分利用时域信息的同时提高算法的速度;在提取空域信息时,先对视频序列的灰度图进行对比度增强处理,然后利用自适应Canny算子获取准确的空间边缘信息;最后进行时空融合,用空域边缘信息修正过的时域运动模板来提取运动对象。实验结果表明,本算法可以快速准确地分割视频运动对象。     

自动分割视频运动目标的一种实现方法

随着基于运动对象特征编码的MPEG-4压缩标准的制定及智能监控系统的广泛应用,从视频序列中分割出运动对象的算法成为当今研究的热点。为此,文章提出并实现了一种基于互帧差的视频运动对象分割方法。它先从互帧差图像中提取出运动物体的基本轮廓,通过膨胀运算将尽可能是前景的区域分离出来。再将前景区域边缘的象素作为种子队列的元素,从种子队列出发向前景区域内部收缩,最后搜索到运动物体。这种算法方法简单,运算量小,而且只使用了头两帧的信息,因而适合于实时应用。实验结果表明,这种方法能有效地分割出主要的运动目标。     

基于运动估计的Kalman滤波视频对象跟踪

提出了一种利用Kalman滤波对运动目标的形心进行预测,从而实现视频对象跟踪的算法。首先进行视频对象分割,求出运动目标的形心。再利用视频序列中连续两帧的形心和运动矢量信息,用Kalman滤波对运动目标的形心在下一帧的位置进行预测,从而快速、有效地自动跟踪多个目标对象。实验结果表明,该算法对运动目标的出现和消失,以及非刚性物体的尺度变化和变形,具有较强的鲁棒性。     

用于半自动视频对象提取的自适应网格图像分割

随着MPEG－4标准的发展和基于内容的视频处理研究,视频对象平面（VOP）的有效产生成为一个关键问题。本文提出一种基于区域的自适应网格彩色图像分割方法,可用于获得半自动视频对象跟踪和提取所需的初始VOP。该方法利用CIE L＊a*b＊色彩空间的特征量,对视频序列的第一帧进行三角形网格的分裂与合并。对MPEG－4标准测试序列的分割实验取得了较好的结果。     

嵌入式系统中视频运动对象分割

提出了一种基于嵌入式系统的视频运动对象分割算法。首先利用差图像法抽取出运动的像素点，然后通过统计像素点的状态变化频率来区分运动物体和动态背景，并配合一权值状态矩阵将全局光照突变和动态背景像素自适应融合到背景中，从而分割出运动对象并进行跟踪。实验结果表明，该算法在嵌入式系统中实时跟踪运动目标取得了很好的效果。     

使用修改的豪氏道夫距离自动提取运动对象

新的视音频编码标准MPEG－4增加了支持基于内容的功能,它把视频序列分割成语义意义上的视频对象（VO）视频对象在某一瞬时的：“快照”称为视频对象平面（VOP）,且一系列VOP表示一个运动对象,VOP分割相当困难,这主要是因为物理对象通常不以亮度,彩色或光流等低级特征来表达,所以经典的分割方法无法获得有意义的分割结果,为了对这种视频运动图象进行有效的提取,提出了一种基于修改的豪氏道夫对象踊跃器的自动VOP分割方法,首先提取出初始模型,然后用跟踪器在序列中继帧中跟踪此对象,再对模型逐帧修改,以适应对象在后继帧中形状的旋转和变化,最后根据一系列二值模型来提取出视频对象,此外,为了提高分割效果帮减少复杂性,还使用了静 背景滤除技术来滤除静态背景,实验结果表明,该算法是有效的。     

Layered Representation of a Video Shot with Mosaicing

: This paper presents a motion segmentation method useful for representing efficiently a video shot as a static mosaic of the background plus sequences of the objects moving in the foreground. This generates an MPEG-4 compliant, layered representation useful for video coding, editing and indexing. First, a mosaic of the static background is computed by estimating the dominant motion of the scene. This is achieved by tracking features over the video sequence and using a robust technique that discards features attached to the moving objects. The moving objects get removed in the final mosaic by computing the median of the grey levels. Then, segmentation is obtained by taking the pixelwise difference between each frame of the original sequence and the mosaic of the background. To discriminate between the moving object and noise, temporal coherence is exploited by tracking the object in the binarised difference image sequence. The automatic computation of the mosaic and the segmentation procedure are illustrated with real sequences experiments. Examples of coding and content-based manipulation are also shown. Received: 31 August 2000, Received in revised form: 18 April 2001, Accepted: 20 July 2001     

灰度投影结合Fisher准则的对象分割

视频对象分割是基于内容的视频编码和视频检索中的的对象跟踪方法,提出了一种可以从复杂场景中分割出MPEG-4的视频对象新方法.首先采用灰度投影匹配进行全局运动估计和补偿,用以消除背景变化的影响;然后由二次差分抽取中间帧解决遮挡问题,通过Fisher评价函数结合数学形态学填充得到运动对象分割掩膜,同时消除残余噪声以及平滑边缘.实验结果表明,该方法在一定范围内较好地解决了遮挡问题,并能够高效快速地得到比较精确的视频对象.