本文關(guān)鍵詞：基于分層表達的無人機視頻壓縮算法研究

  更多相關(guān)文章： 無人機視頻 視頻壓縮 H.264 分層表達 全局運動估計 運動目標分割

【摘要】：無人機因其造價低、生存能力強、機動性能好等特點,廣泛應(yīng)用于軍事和民用的多個領(lǐng)域。視頻作為最高效、直觀的信息載體,在多種任務(wù)中發(fā)揮著不可替代的作用。然而,有限的帶寬和視頻傳輸巨大的數(shù)據(jù)量一直是限制無人機應(yīng)用的一個瓶頸問題,而當下成熟的標準壓縮算法如MPEG-2、H.264等都無法在保證傳輸質(zhì)量的同時克服以上困難。因此,針對無人機應(yīng)用的視頻壓縮算法研究具有非常重要的意義。本文提出一種基于分層表達的無人機視頻壓縮算法來解決這一問題,從而提供更為靈活的壓縮和表達方式,以適應(yīng)復(fù)雜多樣的應(yīng)用需求。本文的研究內(nèi)容主要包括以下兩個方面:一、利用無人機視頻中背景平面性、運動一致性的特點,提出一種基于全局運動估計的運動目標分割算法,將視頻中與背景運動不一致的目標快速、準確地分割出來;二、通過對無人機視頻特點的分析和挖掘,提出基于運動目標分割的分層視頻表達,該表達由背景層、目標層和增強層共同組成,每一層可獨立編碼。其中,背景層由視頻中占較大面積的地面背景組成,其在視頻中表現(xiàn)的運動主要由攝像機運動造成,采用基于六參數(shù)仿射模型的全局運動估計來實現(xiàn)高壓縮比、低復(fù)雜度的壓縮;目標層由視頻中與背景運動不一致的獨立目標組成,采用改進的H.264算法進行壓縮;增強層主要由前兩層壓縮之后的殘差組成,借鑒H.264的殘差編碼方法壓縮,往往采用較小的量化參數(shù)以保證視頻的高質(zhì)量。本文分別利用仿真視頻和實際航拍視頻來驗證所提算法的有效性和實時性,并與H.264算法進行比較。結(jié)果顯示,在極低碼率條件下,本文算法可以提供比H.264算法更高質(zhì)量、更高效率的視頻傳輸;在較高碼率條件下,本文算法可以提供與H.264算法相當?shù)闹饔^質(zhì)量。另外,本文算法的優(yōu)勢還在于更加靈活的碼率適應(yīng)性。
【關(guān)鍵詞】：無人機視頻 視頻壓縮 H.264 分層表達 全局運動估計 運動目標分割
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TN919.81
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 研究背景及意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文主要研究工作及內(nèi)容安排16-17
• 第二章 視頻處理相關(guān)基礎(chǔ)知識17-32
• 2.1 視頻全局運動估計綜述17-21
• 2.1.1 基于特征點的視頻全局運動估計17-18
• 2.1.2 基于塊匹配的視頻全局運動估計18-20
• 2.1.3 基于壓縮域信息的視頻全局運動估計20-21
• 2.2 運動目標分割綜述21-24
• 2.2.1 自動分割技術(shù)22
• 2.2.2 基于ViBe的視頻運動目標分割22-24
• 2.3 視頻壓縮標準綜述24-29
• 2.3.1 MPEG-2 視頻壓縮標準25-26
• 2.3.2 H.264視頻壓縮標準26-29
• 2.4 圖像拼接綜述29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于全局運動估計的無人機視頻運動目標分割32-46
• 3.1 無人機視頻的特點分析32-35
• 3.1.1 無人機視頻的背景32-34
• 3.1.2 無人機視頻的運動目標34-35
• 3.2 基于無人機視頻的改進全局運動估計算法35-39
• 3.2.1 圖像預(yù)處理36-37
• 3.2.2 特征點檢測、匹配與粗提純37
• 3.2.3 特征點匹配對精提純37-38
• 3.2.4 解算模型參數(shù)38-39
• 3.3 基于全局運動估計的無人機視頻運動目標分割算法39-40
• 3.4 實驗結(jié)果與分析40-45
• 3.4.1 圖像預(yù)處理實驗41-42
• 3.4.2 特征點檢測、匹配與提純實驗42-43
• 3.4.3 模型參數(shù)求取實驗43-44
• 3.4.4 運動目標分割對比實驗44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于分層表達的無人機視頻壓縮46-62
• 4.1 基于分層表達的無人機視頻壓縮算法46-48
• 4.2 基于分層表達的無人機視頻壓縮實現(xiàn)48-51
• 4.2.1 背景層壓縮算法實現(xiàn)48-49
• 4.2.2 目標層壓縮算法實現(xiàn)49-50
• 4.2.3 增強層壓縮算法實現(xiàn)50-51
• 4.3 基于分層表達的無人機視頻壓縮應(yīng)用51-53
• 4.3.1 低碼率實時應(yīng)用場景51
• 4.3.2 關(guān)注運動目標的應(yīng)用場景51-52
• 4.3.3 高碼率、高質(zhì)量應(yīng)用場景52-53
• 4.4 實驗結(jié)果與分析53-61
• 4.4.1 低碼率實時應(yīng)用場景實驗53-57
• 4.4.2 關(guān)注運動目標的應(yīng)用場景實驗57-59
• 4.4.3 高碼率、高質(zhì)量應(yīng)用場景實驗59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戴紅霞;趙力;;基于內(nèi)容的監(jiān)控視頻壓縮算法[J];電視技術(shù);2008年07期

2 夏杰;侯朝煥;;一種新型的無損視頻壓縮算法[J];電子與信息學(xué)報;2006年03期

3 祝世平;王再闊;;一種基于對象的分形視頻壓縮算法研究[J];光電子.激光;2010年05期

4 李冬梅;;基于外圍輪廓的自適應(yīng)塊大小視頻壓縮算法及其在視頻壓縮中的應(yīng)用[J];晉中學(xué)院學(xué)報;2009年03期

5 彭強;鐘俊;;一種新的固定背景視頻壓縮算法[J];計算機科學(xué);2012年S3期

6 張立東,畢篤彥,程曉宇,毛柏鑫;一種基于頻域的視頻壓縮算法及其實現(xiàn)[J];電視技術(shù);2002年06期

7 徐麗琨,黃登山;基于H.263標準的視頻壓縮算法的優(yōu)化及研發(fā)[J];電力系統(tǒng)通信;2005年07期

8 王清團;;基于MPEG-4視頻壓縮算法的改進[J];價值工程;2013年04期

9 須明;王博;何亦征;方向忠;;兩種實時視頻壓縮算法DSP嵌入式框架方案比較[J];航空電子技術(shù);2006年01期

10 陳占芳;楊華民;馮欣;;基于幀內(nèi)快速選擇的視頻壓縮算法研究[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 浙江省慈溪市教師進修學(xué)校 陳士凡;課件打包10注意[N];中國電腦教育報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馬行;基于四維矩陣的立體視頻壓縮算法研究[D];吉林大學(xué);2009年

2 秦興;小波圖像/視頻壓縮算法及其VLSI實現(xiàn)體系研究[D];浙江大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 安陽;視頻壓縮算法研究[D];河北科技大學(xué);2015年

2 王哲;一種DVI高清視頻延長傳輸?shù)姆椒ㄅc實現(xiàn)[D];南京郵電大學(xué);2015年

3 李小凡;基于分層表達的無人機視頻壓縮算法研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

4 王浩;基于視頻壓縮算法的硬件模板設(shè)計和可重構(gòu)陣列架構(gòu)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

5 季瑞瑞;低比特率視頻壓縮算法的研究[D];西安理工大學(xué);2005年

6 蔣凱;基于塊的視頻壓縮算法研究和C模型驗證[D];電子科技大學(xué);2013年

7 方周;基于4-進最優(yōu)Haar小波變換的視頻壓縮算法研究[D];湖南師范大學(xué);2007年

8 龐治年;視頻壓縮算法在Blackfin-533 DSP上的實現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2005年

9 常娜;基于H.264的視頻壓縮算法在DM642上的實現(xiàn)[D];北方工業(yè)大學(xué);2008年

10 王麗萍;面向航天應(yīng)用的視頻壓縮算法的研究與應(yīng)用[D];中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2007年

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本文編號：575726