基于h.2642favc的压缩域视频场景转换检测技术的研究与应用

《基于h.2642favc的压缩域视频场景转换检测技术的研究与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第1章绪论1．1研究背景与研究意义视觉是人类获取信息的最为重要的途径之一，外部世界丰富多彩的信息大部分是通过视觉感知的。据统计，人类通过视觉获取的信息占全部获取信息的70％。随着计算机、数字通信、多媒体和网络的发展，图像与视频作为信息最重要的载体之一，已经深入人们的日常工作和生活llJ。一般来说，一幅图像可以用一个二维函数来表示。也可以把一幅单色的数字图像当作一个矩阵，矩阵的行和列标志图像的一个点，相应的矩阵元素值表示该点的灰度值。对于彩色图像，每个像素由三个基色分量——红、绿和蓝表示。为了高效编码，

2、彩色像素也可以表示为亮度(Y)和色度(U和V)分量。因此，一幅数字彩色图像可以看作是对应于三个分量的三个矩阵。视频是由图像的时间序列构成的。数字视频中每一幅这样的图像被称之为一帧。对于视频显示来说，帧率就是时间序列的播放速率，通常帧率在每秒25至30帧之间。而在无线环境下的视频服务，帧率在每秒5至15帧之间。在视频给人们带来丰富的、海量的信息量的同时，视频数据因为具有抽象程度低、信息高度膨胀等特点使视频数据急剧增加，出现了一些急需解决的问题。面对浩瀚如海的视频数据，一方面管理人员面对如何有效的管理存储

3、视频数据，一方面人们想要按照预定义的分类对视频进行查询，方便快捷的获取有用信息。视频检索就是从大量的视频数据中找到所需的视频片断的过程。随着多媒体技术和计算机网络技术的发展，数字视频的存储和传输技术都取得了重大的进展。人们可以坐在家中访问远端的多媒体数据库，如进行视频点播、电子购物和访问多媒体图书馆等。但同时，随着多媒体数据库的这些应用，人们对在多媒体数据库进行视频检索也提出了越来越高的要求，这就是要实现基于内容的视频检索【21。基于内容的视频检索就是用户只要给出所要检索的视频段的例子或特征描述，系统

4、就能自动地找到所需要的视频片断点的检索过程。一方面，视频数据是通过摄像机的拍摄和经过一定的压缩处理后制作出来的，其数据中并不存在着文本数据中那种基于人的理解的结构划分。另一方面，视频数据的基本内容是图像等物理信号，包含了大量的复杂的物理信息，而不像文本数据那样能够进行简单的内容提取和内容比较。因此，要实现基于内容的视频检索，就必须研究视频数北京T,lk大学T学硕_I．学位论文据的结构，对视频数据按照其结构将其分割成独立的视频单元，，从而得到关于视频数据的结构和每个结构单元的视频特征，这就是基于内容的视

5、频检索中的视频场景转换检测技术。目前，越来越多的应用领域采用H．264／AVC[3J作为视频压缩标准，并有逐步替代广泛使用但压缩效率较低的MPEG．2标准的趋势。随着H．264／AVC标准的逐步普及，对于压缩后的视频码流，如何有效地组织、表达、索引和查询成为目前诸多应用领域迫切的需求。既然视频场景是视频处理的基本单元，所以基于H．264／AVC压缩域的视频场景转换检测是压缩域视频数据管理和检索的基础，它的性能对后续的关键帧提取、过滤、索引等工作有直接的影响。另外，随着移动网络的完善，个性化服务需求的不

6、断增加，视频点播、直播等多媒体服务模式不断涌现，并呈现出良好的市场前景。与因特网结合，以数据和多媒体业务为主，在移动终端上向用户提供不同服务质量和内容的个性化服务，正是3G等现代移动通信技术的发展方向。视频是多媒体数据的重要组成部分，随着更多的网络带宽可以利用以及数字压缩技术的进步，无线视频通信将会得到极大发展。移动流媒体服务也因此成为当前多媒体通信领域的研究热点。当移动流媒体服务系统的用户数不断增加，就需要有效地管理这些多媒体数据。而视频场景转换检测技术作为视频数据管理的关键技术之一，如何更好的服务

7、于现有的移动多媒体服务系统，已经成为一种迫切的需求。综上所述，本文研究了基于H．264／AVC的压缩域视频场景转换检测技术，包括一种基于H．264／AVC压缩域的GOP级视频场景转变检测算法和一种压缩域视频场景突变检测算法，并且开发了这项技术的应用平台：移动流媒体服务系统。1．2研究内容H．264／AVC是新一代的视频压缩编码标准，基于H．264／AVC的压缩域视频场景检测技术是视频数据管理的关键技术之一。本文针对H．264／AVC基本层码流的特点，研究了基于H．264／AVC的压缩域GOP级和帧级别

8、的视频场景检测技术，并开发了这项技术的应用平台。总结起来，主要包括以下几方面内容：1．本文提出了一种基于H．264／AVC压缩域的GOP级视频场景转变检测算法。这种算法利用了H．264／AVC基本档次码流中的帧内预测模式、运动矢量和宏块编码类型等信息来进行场景的检测。为了证明此算法的有效性，本文将此算法和一个比较有代表性的算法进行了对比，对比实验结果表明，本文提出的算法可以获得更好的检测性能。2．本文基于H．264／AVC基本档次码流，提出了一种压缩域视