视频分析技术的研究和应用

视频分析

图形图像

视频分析技术的研究和应用＊

徐向丽

，

陈岳林

，

韦必忠

（桂林电子科技大学机械与交通工程系，桂林５４１００４）

摘

要：通过对视频分析关键技术的探讨及国内外研究小组科研成果的分析，揭示了视频编码

技术、视频对象分割技术、基于内容检索技术、流媒体传输技术之间的内在联系以及各自的技术要点、难点。通过介绍视频分析技术在视频监控中的应用，展望了该技术在多个领域的广阔的应用前景。

关键词：视频分析；视频编码；基于内容的视频检索；视频分割；流媒体传输

０引言

近年来随着多媒体和电子通信技术的飞速发展，

１视频分析关键技术的研究

视频编码技术是数字信息存储、播放、传输等环

１．１视频编码技术

节的前提和基础，数字视频编码标准是信息领域的基础性标准。随着计算机技术日新月异的发展变化和网络带宽的不断拓展，对视频的不断研究推动了视频编码技术的发展，如表１所示。

表１视频编码技术的发展

视频、图像、计算机视觉、多媒体数据库和计算机网络技术日益融合，视频分析技术得到了人们极大的重新视，取得了长足的进展，出现了许多相关的新概念、算法、新标准、新协议、新技术和新理论，并在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐和通信等方面得改善人们生活水到了广泛的应用，对推动社会发展、

平都起到了重要的作用。被专家列为建设信息高速公路的五大构件之一的可视通信技术，其核心内容就是视频分析技术。

本文着重讨论了当前视频分析技术的几大研究视频对象分割、基于内容的视频热点：视频编码技术、

检索、视频流传输等关键技术，并且重点论述了应用于智能视频监控系统的视频分析技术———动态视频运动目标检测技术。如图１所示。

由表中可以看到，从需要足够硬件支持才可用于实时视频压缩的ＪＰＥＧ，发展到以ＭＰＥＧ－４和Ｈ．２６４／

ＡＶＣ为主体的第二代的视频编码标准，经历了漫长的过程。

ＭＰＥＧ－４不只是具体压缩算法，它是针对数字电

现代计算机（总第二八七期）

视、交互式绘图应用、交互式多媒体等整合及压缩技术的需求而制定的国际标准。ＭＰＥＧ－４标准具有基于内容的交互性、高效的压缩性、互联网视音频广播等广泛应用性等众多独特的优点。

图１视频分析技术研究热点

ＭＰＥＧ系列标准多为数字电视采用，而Ｈ．２６ｘ系列标准主要针对多媒体通信而制定。Ｈ．２６４具有更高的数据压缩比，在同等的图像质量条件下，Ｈ．２６４的

＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．５０３６５００３）

收稿日期：２００８－０４－２２

修稿日期：２００８－０７－０７

视频流传输作者简介：徐向丽（１９８２－），男，河南南阳人，硕士研究生，研究方向为图像处理、

ＲＮＣＯＭＰＵＴＥＲ２００８．７

视频分析

图形图像

数据压缩比高出ＭＰＥＧ－２约２－３倍，比ＭＰＥＧ－４高１．５－２倍。因此，经过Ｈ．２６４压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。

杂的区域融合。同时，迭代过程使得对象边缘像素的梯度与前景、背景中平坦区域内部像素的梯度更易区分，利用基于最大类间方差的阈值算法自动获得的判别阈值，通过非线性变换进一步消除局部梯度极值造成的分割小区域，从而消除视频对象的“背景毛刺”。这种算法的难点在于选取合适的阈值，在一定的准则下较好的区分出前景和背景。图３是该算法框图。

ＡＶＳ标准是我国于２００２年开始制定的、第一个具有自主知识产权、达到国际先进水平的数字音视频编解码标准，是高清晰度数字电视、高清晰度激光视盘机、网络电视、视频通信等重大音视频应用所共同采用的基础性标准。

视频编码技术完成了针对图像帧层面的处理，以便更好的存储、播放和传输。随着多媒体技术的发展，人们对多媒体信息的需求也从简单的播放要求转向基于内容的访问、检索和操作，传统的视频分割的做法都是基于帧的分割，因此基于对象视频分割的研究显得极为重要。

１．２视频对象分割

视频分割是指对图像或视频序列按一定的标准分割成区域，以便定义图像或是视频序列中有一定意义的相对独立的空间或时间集合，并有效组织属于这些集合的元素。

文献［１］是基于像素域的分割方案，最后可以得到比较精确的结果。但是由于大量的视频序列存在于压缩域中，处理视频序列需要繁杂的计算用于解码，因此会耗费很多时间。随着视频编码标准的不断发展，出现了一些基于压缩域的视频处理方法［２，３］。文献［２］是压缩域中的视频检索和恢复技术，但这仍然是在帧的级别上进行的。文献［３］提出了一种压缩域运动对象的分割系统，但它只能应用于静止的背景。

文献［４］针对目前大部分分割算法相对复杂而且计算量大的问题，提出了一种基于运动一致性的视频对象分割方法。该方法从ＭＰＥＧ压缩码流中提取运动矢量场 …… 此处隐藏：4801字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……