图像处理第13章.ppt

第13章 视频图像处理 1. 视频表达函数 彩色视频都应该由3个函数（它们组成一个矢量函数）来表示，每个函数描述一个彩色分量。这种格式的视频称之为分量视频。(质量较高，数据量大，用于专业视频设备) 复合视频格式中的3个彩色信号被复用成一个单独的信号。将每个色度分量调到一个位于亮度分量高端的频率上，将一条色度分量加到原始亮度信号中。(数据量小质量差) 13.1.1 视频基础 比较两种模式： 逐行扫描： 清晰度高，数据量大 隔行扫描：数据量只需一半，效果模糊 {视频在显示时还需要有一定的帧率，即相邻两帧出现的频率。根据人眼的视觉暂留特性，帧率需要高于25帧/秒，低了会出现闪烁和不连续} 13.1.2 彩色电视制式 由YUV得到R、G、B的反变换为 反变换： 13.2 运动分类和表达 运动区域类型直方图 根据局部运动矢量场可实现对其的分割，并得到具有不同仿射参数模型的各个运动区域。具体就是对运动模型进行分类，统计各个运动区域满足不同运动模型的象素。 13.3.1 利用图像差的运动检测 差图像中为1的像素也可能源于不同的情况 如： f (x, y, ti )是一个运动目标的象素而 f (x, y, tj )是一个背景象素或是同一个运动目标但不同位置的象素，…… ADI有三个功能： (1) ADI中相邻象素值间的梯度关系可用来估计目标移动的速度矢量，这里梯度的方向就是速度的方向，梯度的大小与速度成正比 (2) ADI中象素的个数（值）可帮助确定运动目标的尺寸和移动的距离 (3) ADI中包含了目标运动的全部历史资料，有助于检测慢运动和尺寸较小目标的运动 13.3.1 利用图像差的运动检测 上述3中ADI图像的值都是对像素的计数结果，初始时均为零，获得下列信息： (1)正ADI图像中的非零区域面积等于运动目标的面积； (2)正ADI图像中对应运动目标移的位置也就是运动目标在参考图中的位置； (3)当正ADI图像中运动目标移动到与参考图中的运动目标不重合时，正ADI图像停止计； (4)绝对ADI图像包含了正ADI图像和负ADI图像中的所有目标区域； (5)运动目标的运动方向和运动速度可根据绝对ADI图像和负ADI图像来确定。 13.3.2 基于模型的运动检测 运动模型 考虑对摄象机建模来进行全局运动检测 全局运动通用模型： 6参数仿射模型： 8参数双线性模型： 在对模型参数进行估计时，首先从相邻帧中选取足够多的观测点，接着用一定匹配算法求出这些点的观测运动矢量，最后用参数拟合的方法估计模型参数。 13.3.3 频率域运动检测 借助傅里叶变换把检测转到频率域中进行 优点是可以分别处理平移、旋转和尺度的变化 (1)对平移的检测 根据傅里叶变换 借助平移性质 傅里叶变换相位角之差 13.3.3 频率域运动检测 考虑到傅里叶变换的分离性，得到 d? x(u)和d ? y(v)分别为f(x, y, tk)和f(x, y, tk+1)在X 轴上和Y 轴上投影的傅里叶变换的相位角之差。由于相位角的不唯一性，在计算d? x(u)和d ? y(v)时可采用下列方法，设dx的变化范围满足 K为常数，Lx为X方向的像素个数。 将f(x, y, tk)和f(x, y, tk+1)在X 轴上和Y 轴上投影的傅里叶变换的相位角各自加上2π的整数倍，可得到dθ(u)的唯一值。 13.3.3 频率域运动检测 (2)对旋转的检测 借助傅里叶变换功率谱进行， 图象中的直线模式在傅里叶功率谱中对应过频谱原点的直线模式。 对f(x, y, tk)和f(x, y, tk+1)分别进行傅里叶变换，并计算他们的功率谱： 在Pk(u, v)和Pk+1(u, v)中分别有哪些信誉好的足球投注网站对应的过原点的直线模式，再计算直线间的夹角得到旋转角。 13.3.3 频率域运动检测 (3)对尺度变化的检测 图象空间的尺度变化对应傅里叶变换域中频率高低的变化 当图像空间中目标的尺寸变大时，频率域中功率谱的低频分量会增加；当图像空间中目标的尺寸变小时，频率域中功率谱的高频分量会增加 1) 在Pk(u, v)，Pk+1(u, v)中分别有哪些信誉好的足球投注网站方向相同的直线模式Lk和Lk+1 2) 将Lk投影到Pk+1 (u, v)上，得到Lk 如果S 1，表明目标图象尺寸增加了S倍 如果S 1，表明目标图象尺寸减小了S倍 13.4 视频滤波 {滤波在这里代表多种处理过程和手段分为空域滤波器（仅考虑帧内）和时空滤波器(还考虑帧间）两类} 13.4.1 基于运动检测的滤波 1.直接滤波 基于运动检测的滤波需要在运动检测的基础上采用运动适应的技术 帧平均技术 不影响帧图象空间分辨率的情况下消除噪声 沿时间轴的1-D滤波，即进行时域