ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
13
Одной из важных и часто встречающихся задач обработки
изображений является оценка движения различных объектов, присутствующих
в изображении. Выполнение такой оценки необходимо при сжатии движущих
изображений , для коррекции смазывания изображения из- за колебаний
видеокамеры в руках оператора, для совмещения изображений объекта в двух
смежных полях одного кадра при чересстрочной развертки, при передачи
стереоизображений , для обнаружения движущихся объектов в системах
охранного ТВ и т.д.
Простейший вид движения объекта в кадре – плоскопараллельное движение ,
когда объект не приближается , не удаляется и не поворачивается . Более
сложные виды движения – приближение или удаление объекта, в результате
чего изменяются его размеры в кадре, поворот объекта, взаимное перекрытие
объекта, деформация , появление или исчезновение объектов в кадре.
В цифровом телевидении широко применяется метод оценки движения в
некотором кадре (далее для определенности называемом первом кадром)
относительно какого -либо другого кадра (далее – второго кадра), называемый
соответствием блоков (block matching). Во времени первый кадр может
следовать как после второго кадра, так и до него . В простейшем варианте этого
метода первый кадр разделяется на прямоугольные блоки одинаковых
размеров. Отметим , что в стандартах MPEG, о которых пойдет речь ниже, эти
блоки называются макроблоками, чтобы не путать с блоками, используемыми в
дискретном косинусном преобразовании.
Для каждого блока первого кадра осуществляется поиск наиболее похожей
на него прямоугольной области таких размеров во втором кадре. При этом
последовательно перебирают векторы движения (или векторы смещения ) (Δn,
Δm), где Δn, Δm – приращения координат по горизонтали и по вертикали,
принимающие значения в некоторых заданных интервалах . Для каждого
вектора движения берется область во втором кадре, смещенная на этот вектор
относительно анализируемого блока первого кадра (см . рис.7, где тонкими
линиями показаны границы блоков первого кадра, а толстыми – положение
смещенной области во втором кадре), и рассчитывается сумма S(Δn, Δm)
абсолютных значений разностей элементов блока первого кадра и смещений
области второго кадра
S(Δn, Δm) = ,|),(),(|
,
∑
∈
−∆+∆+
′
Bnm
nmxnnmmx (7.1)
где x(m,n) – элемент первого кадра; x
/
(m,n) – элемент второго кадра; m, n –
дискретные координаты по вертикали и по горизонтали, отсчитываемые,
например, от левого верхнего угла блока первого кадра. Суммирование
производится по всем элементам блока .
Из всех проверенных векторов (Δn, Δm) выбирается тот, который
обеспечивает наименьшее значение суммы в (7.1). Этот вектор считается далее
вектором движения для данного блока . В некоторых случаях вместо суммы
абсолютных значений используется корень из суммы квадратов разностей ,
однако его расчет требует большего объема вычислений .
13
О дно й из важны х и часто встречаю щ ихся задач о брабо тки
изо бражений является о ценка движения различны х о бъекто в, прису тству ю щ их
в изо бражении. В ы по лнение тако й о ценки нео бхо дим о при сжатии движу щ их
изо бражений , для ко ррекции см азы вания изо бражения из-за ко лебаний
видео кам еры в ру ках о перато ра, для со вм ещ ения изо бражений о бъекта в дву х
см ежны х по лях о дно го кадра при чересстро чно й развертки, при передачи
стерео изо бражений , для о бнару жения движу щ ихся о бъекто в в систем ах
о хранно го Т В и т.д.
П ро стей ший вид движения о бъекта в кадре – пло ско параллельно е движение,
ко гда о бъект не приближается, не у даляется и не по во рачивается. Бо лее
сло жны е виды движения – приближение или у даление о бъекта, в резу льтате
чего изм еняю тся его разм еры в кадре, по во ро т о бъекта, взаим но е перекры тие
о бъекта, дефо рм ация, по явление или исчезно вение о бъекто в в кадре.
В цифро во м телевидении широ ко прим еняется м ето д о ценки движения в
неко то ро м кадре (далее для о пределенно сти назы ваем о м перво м кадро м )
о тно сительно како го -либо дру го го кадра (далее – вто ро го кадра), назы ваем ы й
со о тветствием бло ко в (block matching). В о врем ени первы й кадр м о жет
следо ватькак по сле вто ро го кадра, таки до него . В про стей шем варианте это го
м ето да первы й кадр разделяется на прям о у го льны е бло ки о динако вы х
разм еро в. О тм етим , что в стандартах MPEG, о ко то ры х по й дет речь ниже, эти
бло ки назы ваю тся м акро бло кам и, что бы не пу татьсбло кам и, испо льзу ем ы м и в
дискретно м ко сину сно м прео бразо вании.
Д ля каждо го бло ка перво го кадра о су щ ествляется по иск наибо лее по хо жей
на него прям о у го льно й о бласти таких разм еро в во вто ро м кадре. П ри это м
по следо вательно перебираю т векто ры движения (или векто ры см ещ ения) (Δn,
Δm), гд е Δn, Δm – приращ ения ко о рдинат по го ризо нтали и по вертикали,
приним аю щ ие значения в неко то ры х заданны х интервалах. Д ля каждо го
векто ра движения берется о бласть во вто ро м кадре, см ещ енная на это т векто р
о тно сительно анализиру ем о го бло ка перво го кадра (см . рис.7, где то нким и
линиям и по казаны границы бло ко в перво го кадра, а то лсты м и – по ло жение
см ещ енно й о бласти во вто ро м кадре), и рассчиты вается су м м а S(Δn, Δm)
абсо лю тны х значений разно стей элем енто в бло ка перво го кадра и см ещ ений
о бласти вто ро го кадра
S(Δn, Δm) = ∑ | x ′(m + ∆m, n + ∆n) − x(m, n) |,
m , n∈B
(7.1)
где x(m,n) – элем ент перво го кадра; x/ (m,n) – элем ент вто ро го кадра; m, n –
дискретны е ко о рдинаты по вертикали и по го ризо нтали, о тсчиты ваем ы е,
наприм ер, о т лево го верхнего у гла бло ка перво го кадра. Су м м иро вание
про изво дится по всем элем ентам бло ка.
И з всех про веренны х векто ро в (Δn, Δm) вы бирается то т, ко то ры й
о беспечивает наим еньшее значение су м м ы в (7.1). Э то т векто р считается далее
векто ро м движения для данно го бло ка. В неко то ры х слу чаях вм есто су м м ы
абсо лю тны х значений испо льзу ется ко рень из су м м ы квадрато в разно стей ,
о днако его расчет требу ет бо льшего о бъем а вы числений .
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
