基于H.264壓縮域的鏡頭運(yùn)動信息提取

本文根據(jù) H.264 編碼特點(diǎn)，提出了一種從 H.264 壓縮域中快速有效地進(jìn)行鏡頭運(yùn)動參
數(shù)估計(jì)的算法。鏡頭運(yùn)動信息在視頻分析處理中起著重要的作用。該算法充分利用了 H.264 壓縮碼流中的信息，通過提取預(yù)測殘差 DC 圖像的運(yùn)動背景區(qū)域，估計(jì)鏡頭運(yùn)動參數(shù)，從而保證了參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確性，有效地克服了已有文獻(xiàn)中僅僅采用運(yùn)動矢量進(jìn)行鏡頭運(yùn)動估計(jì)的局限性。根據(jù)不同的 H.264 測試序列的對比分析，結(jié)果表明本算法可快速準(zhǔn)確地對 H.264 視頻序列進(jìn)行全局運(yùn)動信息估計(jì)，同時(shí)具有很高的魯棒性。
關(guān)鍵詞：H.264 ；壓縮域；鏡頭運(yùn)動；背景估計(jì)；
大量的存貯和傳輸?shù)膱D像視頻數(shù)據(jù)都是采用不同壓縮標(biāo)準(zhǔn)完成的，諸如MPEG、H.263 和
H.264 等標(biāo)準(zhǔn)。如何從圖像和視頻的壓縮數(shù)據(jù)中提取出關(guān)鍵信息，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，快速有效地實(shí)現(xiàn)視頻管理、數(shù)據(jù)檢索和場景分析等，已成為視頻分析首要解決的問題。H.264[1] 是目前最新，也是性能最優(yōu)異的國際視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。與以前的標(biāo)準(zhǔn)相比，H.264 有不少新的特性，由于使用了幀內(nèi)預(yù)測、整數(shù)變換、多種塊大小的運(yùn)動估計(jì)和補(bǔ)償、多幀參考、1/4像素精度預(yù)測、環(huán)路濾波等新技術(shù)，使得它在編碼效率、抗干擾能力以及信道利用率方面都優(yōu)于以前的編碼標(biāo)準(zhǔn)。但是這些新技術(shù)的使用，大大增加了計(jì)算的復(fù)雜度。隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的發(fā)展和越來越多的數(shù)字視頻業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，H.264 應(yīng)用領(lǐng)域也將越來越廣泛。
近幾年，很多的視頻分析方法是通過像素域幀間圖像的亮度、色彩、紋理以及物體輪廓
形狀等特征信息的不同，提取出場景切換幀。這些方法對于檢測突變場景都能起到很好地效果。然而，大部分視頻序列中存在很多由于鏡頭運(yùn)動而產(chǎn)生地緩變場景，對于這種場景的檢測至今仍然研究得較少，而且很難準(zhǔn)確地采用突變場景的檢測方法進(jìn)行分析。
本文從 H.264 壓縮碼流中獲得的宏塊運(yùn)動矢量以及預(yù)測誤差 DC 系數(shù)，采用6參數(shù)的
鏡頭運(yùn)動模型，提出了一種快速而有效的全局運(yùn)動檢測方法。通過對不同視頻序列測試，并與文獻(xiàn)[2]中的算法進(jìn)行對比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的方法具有很高的魯棒性，可對鏡頭運(yùn)動信息進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)。