隨著車輛的普及以及行車記錄儀的廣泛使用,基于車載視頻的車輛行車行為事件檢測(cè)具有重要的研究?jī)r(jià)值。目前,人們對(duì)車輛行車行為檢測(cè)的研究主要集中在像素域,運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤技術(shù)的研究也主要集中在像素域。近年來(lái),雖然已經(jīng)有學(xué)者基于早期或者最新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)在壓縮域內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分割、檢測(cè)的研究,但是這些研究大多是基于交通監(jiān)控視頻。本文基于HEVC壓縮視頻,利用壓縮域中的編碼單元結(jié)構(gòu)、變換單元結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)矢量、幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式和DCT系數(shù)等信息,提出一套在HEVC壓縮域中對(duì)車載視頻中的車輛行車行為進(jìn)行檢測(cè)的方法。論文的研究?jī)?nèi)容可以分為以下三個(gè)部分:一、提出了一種基于HEVC編碼視頻I幀的車道線檢測(cè)方法。算法首先對(duì)HEVC壓縮視頻碼流數(shù)據(jù)分析,提取出碼流數(shù)據(jù)中包含的編碼單元結(jié)構(gòu)、幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式、變換單元結(jié)構(gòu)和DCT系數(shù);再根據(jù)編碼單元尺寸,分割出道路區(qū)域;然后,根據(jù)DCT系數(shù)得到道路邊緣檢測(cè)圖;最后,依據(jù)方向優(yōu)先級(jí)的規(guī)則來(lái)搜索邊緣檢測(cè)圖,并基于幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式檢測(cè)出車道線。提出的算法無(wú)需對(duì)視頻進(jìn)行完全解碼,節(jié)省時(shí)間以及計(jì)算量。二、提出了基于HEVC編碼視頻運(yùn)動(dòng)矢量和Kalman濾波的車道線跟蹤方法。算法首先建立車道線的直線模型,并通過(guò)最小二乘法擬合出直線模型的方程;然后利用Kalman濾波對(duì)方程參數(shù)進(jìn)行跟蹤,預(yù)測(cè)出車道線在下一幀中的位置;同時(shí)結(jié)合區(qū)域搜索匹配的方法,在車道線預(yù)測(cè)的一定范圍內(nèi),以運(yùn)動(dòng)矢量為特征信息,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行搜索匹配,確認(rèn)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)塊是否屬于車道線范圍,完成車道線的跟蹤。三、提出了基于車道線斜率變化規(guī)律的車輛行車行為檢測(cè)方法。首先分析了車外基于交通監(jiān)控視頻和車內(nèi)基于行車記錄視頻進(jìn)行車輛行為檢測(cè)的差異;然后對(duì)變道行為進(jìn)行特征分析,找出在變道過(guò)程中,車道線斜率的變化規(guī)律,并利用此規(guī)律進(jìn)行變道行為檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,本文提出的上述算法能夠較好地實(shí)現(xiàn)車道線的檢測(cè)、跟蹤,并在此基礎(chǔ)上檢測(cè)出車輛行進(jìn)時(shí)的左右變道行為;算法不需要對(duì)視頻進(jìn)行完全解碼,計(jì)算簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN919.81;U463.6
【部分圖文】：

采樣格式的視頻，一個(gè)宏塊包含一個(gè) 大小的亮度塊和兩個(gè) 大小的色度塊�，F(xiàn)在的視頻大多是高清或超高清視頻，HEVC 標(biāo)準(zhǔn)考慮到了這類高清視頻的特性，引入了樹形編碼單元 CTU，一個(gè) CTU 包含一個(gè) 亮度塊和兩個(gè)相應(yīng)的色度塊, 其中， 亮度塊的尺寸有 3 種： 、 、 。一般來(lái)說(shuō)，為了獲得更高的編碼及壓縮效率，HEVC 會(huì)優(yōu)先采用大尺寸的塊來(lái)劃分圖像。（2）編碼單元在 H.264/AVC 中，編碼單元的大小是固定的，而在 HEVC 中，編碼單元 CU 的尺寸大小可以是 、 、 和[47]。CU 是 HEVC 中最基本的單元，它是進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼和幀間預(yù)測(cè)編碼的基礎(chǔ)。一幅圖像可以被劃分為若干個(gè) CTU，并且這些 CTU 互相不重疊，每個(gè) CTU 都采用基于四叉樹的循環(huán)分層結(jié)構(gòu)。如果一個(gè) CTU 沒(méi)有進(jìn)一步劃分的話，那么這個(gè) CTU 包含一個(gè) CU。如果一個(gè) CTU 進(jìn)一步劃分的話，那么這個(gè) CTU 就包含多個(gè)CU。圖 2.2 是一幀圖像劃分為 CTU 以及一個(gè) CTU 劃分為多個(gè) CU 的示意圖。

圖 2.3 HEVC 預(yù)測(cè)單元的劃分模式單元元 TU 是進(jìn)行變換和量化過(guò)程的基本單元。TU 也是以編碼單元 CU 為基礎(chǔ)四叉樹結(jié)構(gòu)，一個(gè) CU 可能包含一個(gè)或者多個(gè) TU，TU 有 4 種大小的尺寸：、[49]。由于變換和量化是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有損壓縮，所以采用這種靈僅可以保存多一點(diǎn)的圖像細(xì)節(jié)，也能夠更好地集中圖像能量。在充分壓縮夠進(jìn)一步提高編碼效率。如果一個(gè) CU 塊采用的是幀間編碼，那么 TU 的尺寸大。如果一個(gè) CU 塊采用的是幀內(nèi)編碼，那么 TU 的尺寸不能比 PU 的預(yù)測(cè)測(cè)編碼[50]技術(shù)是指利用圖像在空間上的相關(guān)性，用已編碼的重構(gòu)像素塊信素塊信息，這樣可以去除圖像的空間冗余信息。HEVC 與 H.264/AVC 的幀

士研究生學(xué)位論文 第二章 HEVC 編碼標(biāo)準(zhǔn)與車道線檢。這時(shí)候，如果還是使用整像素精度來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，那么預(yù)測(cè)的誤一步提高運(yùn)動(dòng)估計(jì)的精度，將其提升到亞像素級(jí)別。HEVC 標(biāo)準(zhǔn)使用，此外，還使用了更多鄰近的像素點(diǎn)進(jìn)行亞像素精度插值。 編碼標(biāo)準(zhǔn)中，視頻數(shù)據(jù)幀的亮度分量的運(yùn)動(dòng)估計(jì)的精確度是 1/4 像素精確度則是 1/8 像素。下面將以亮度分量的插值算法為例進(jìn)行簡(jiǎn)單介法原理基本與之相同。如圖 2.6 所示，是亮度分量的 1/2 像素和 1/4 像

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