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基于特征排列和空间激活的显著物体检测方法

电子与信息学报 2022年第3期44卷 1093-1101页

作者：祝世平谢文韬赵丛杨李庆海北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

显著物体检测目前在计算机视觉领域中非常重要,如何处理不同尺度的特征信息成为能否获得优秀预测结果的关键。该文有两个主要贡献,一是提出一种用于显著目标检测的特征排列方法,基于自编码结构的卷积神经网络模型,利用尺度表征的概念将... 详细信息

显著物体检测目前在计算机视觉领域中非常重要,如何处理不同尺度的特征信息成为能否获得优秀预测结果的关键。该文有两个主要贡献,一是提出一种用于显著目标检测的特征排列方法,基于自编码结构的卷积神经网络模型,利用尺度表征的概念将特征图进行分组和重排列,以获得一个更加泛化的显著目标检测模型和更加准确的显著目标预测结果;二是在输出部分利用了双重卷积残差和FReLU激活函数,抓取更全面的像素信息,完成空间信息上的激活。利用两种算法的特点融合作用于模型的学习训练。实验结果表明,将该文算法与主流的显著目标检测算法进行比较,在所有评测指标上都达到了最优的效果。

关键词：显著物体检测多尺度特征排列空间激活

基于变化检测和改进的GVF snake模型的运动目标轮廓提取

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光电子．激光 2013年第9期24卷 1803-1810页

作者：祝世平高洁北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

为了解决当前目标跟踪中目标轮廓提取不精确的问题,在对传统GVF(gradient vector flow)snake活动轮廓模型改进的基础上,提出一种基于变化检测和改进的GVF snake活动轮廓模型的视频目标轮廓提取算法。首先,通过基于t显著性检验的变化检... 详细信息

为了解决当前目标跟踪中目标轮廓提取不精确的问题,在对传统GVF(gradient vector flow)snake活动轮廓模型改进的基础上,提出一种基于变化检测和改进的GVF snake活动轮廓模型的视频目标轮廓提取算法。首先,通过基于t显著性检验的变化检测方法消除背景边界的影响,并获取初始运动变化区域的临界四边形作为GVF snake的初始轮廓。然后,对初始轮廓应用改进的GVF snake模型以获得精确的轮廓边界。改进模型采用4方向各项异性扩散,并采用下降速度较快的保真项系数以增强GVF snake进入凹陷的能力,且保持对弱边界的收敛。本文方法克服了手动绘制初始轮廓的缺点,对传统GVF snake方法进行了改进,且空间准确度(SA)有很大提高。实验表明,本文方法成功分割出目标凹陷部分并对弱边界有较好的收敛效果,提高了轮廓提取的精确度。

关键词：轮廓提取变化检测 GVF snake

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基于分形的深度图序列编码算法

光电子．激光 2014年第3期25卷 565-573页

作者：祝世平赵冬玉北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

充分利用深度图序列相邻帧间的局部相似性,并结合H.264帧内预测编码算法,提出了一种适用于深度图序列编码的新方法,即深度图序列的I帧编码采用H.264帧内预测结构而P帧编码采用基于分形理论的压缩方法。首先介绍了分形编码的理论基础,然... 详细信息

充分利用深度图序列相邻帧间的局部相似性,并结合H.264帧内预测编码算法,提出了一种适用于深度图序列编码的新方法,即深度图序列的I帧编码采用H.264帧内预测结构而P帧编码采用基于分形理论的压缩方法。首先介绍了分形编码的理论基础,然后通过改进非均匀多层次六边形格点整像素运动搜索(UMHexagonS)方法,提出了一种更适用于分形编码的基于运动矢量场的自适应六边形搜索算法,从而形成了基于分形的深度图P帧预测编码结构。实验结果表明:本文提出的编码系统在很大程度上提高了H.264的编码性能,峰值信噪比差值(BDPSNR)平均提高了3.54dB,编码比特率差值(BDBR)平均降低40.98%,同时编码复杂度也大大降低,平均编码时间减少了85.27%。

关键词：三维视频(3DV)编码深度图分形编码 P帧预测 H 264

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基于变化检测和帧差累积的视频对象分割方法

光电子．激光 2013年第8期24卷 1592-1599页

作者：祝世平高洁郭智超北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

针对目前许多视频对象分割方法中分割边界不精确、遮挡和不规则运动问题解决效果不好等问题,提出一种新的视频对象分割算法。利用人眼的视觉特点,即对运动(时间梯度)和边缘(空间梯度)都特别敏感,把帧间运动变化检测(时域定区间帧差累积... 详细信息

针对目前许多视频对象分割方法中分割边界不精确、遮挡和不规则运动问题解决效果不好等问题,提出一种新的视频对象分割算法。利用人眼的视觉特点,即对运动(时间梯度)和边缘(空间梯度)都特别敏感,把帧间运动变化检测(时域定区间帧差累积)和图像的边缘检测结合起来,首先利用t显著性检验检测对称帧的帧间变化,再对检测出的初始运动变化区域进行时域定区间帧差累积计算,并进一步整合形成记忆掩膜(MT);然后应用改进的Kirsch边缘检测算子较为精确地检测当前帧中所有的边缘信息,减少MT膜中的残留噪声,并通过时空滤波获得语义视频对象平面;最终选择性的应用填充及形态学处理操作,实现视频对象的分割。实验结果验证了本文算法的有效性和准确性。

关键词：记忆掩膜(MT) 显著性变化检测 Kirsch边缘检测时空滤波视频对象分割

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基于时域定区间记忆补偿的视频对象分割算法

光电子．激光 2010年第8期21卷 1241-1246页

作者：祝世平马丽侯仰拴北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

提出了一种新的基于时域定区间记忆补偿的视频对象分割算法。首先,使用对称帧帧差累计法及帧差图像的四阶矩检测出初始运动变化区域;然后,对检测出的初始运动变化区域通过时域定区间记忆补偿法进行补偿,并进一步整合形成全局运动记忆母... 详细信息

提出了一种新的基于时域定区间记忆补偿的视频对象分割算法。首先,使用对称帧帧差累计法及帧差图像的四阶矩检测出初始运动变化区域;然后,对检测出的初始运动变化区域通过时域定区间记忆补偿法进行补偿,并进一步整合形成全局运动记忆母板,在空域使用Sobel边缘检测算子较为精确地检测得到当前帧中所有边缘;最后,进行时空融合,从而提取出完整精细的运动对象轮廓并通过填充得到运动对象模板。实验证明了本文算法的正确性和快速性。

关键词：时域定区间记忆补偿全局运动记忆母板 Sobel 视频分割时空融合

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一种基于对象的分形视频压缩算法研究

光电子．激光 2010年第5期21卷 725-730页

作者：祝世平王再阔北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

基于分形视频压缩的典型方法,提出了一种改进并提高其压缩性能的方法,用更有效的宏块划分规则替代传统的四叉树划分规则、简化块的搜索策略和范围、使用类似H.264标准的I帧和减少重复计算等。提出了一种在分形视频压缩算法中的基于对象(... 详细信息

基于分形视频压缩的典型方法,提出了一种改进并提高其压缩性能的方法,用更有效的宏块划分规则替代传统的四叉树划分规则、简化块的搜索策略和范围、使用类似H.264标准的I帧和减少重复计算等。提出了一种在分形视频压缩算法中的基于对象(OB)压缩的实现方法,可以对任意对象单独进行压缩编码,极大地提高压缩比和压缩速度,降低比特率并节省数据传输时的带宽。实验结果表明,相比典型的方法,本文提出的分形视频压缩算法,压缩比提高了近4倍,压缩速度快近10倍,图像质量提高了3～5dB,显著地提高了分形视频压缩算法的性能;同时,OB的压缩方法简单有效,压缩比和压缩速度又有大幅度提高,使分形视频压缩的应用具有更大的灵活性和实用性。

关键词：分形基于对象(OB) 视频压缩 H.264

基于Snake活动轮廓模型的视频跟踪分割方法

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光电子．激光 2013年第1期24卷 139-145页

作者：祝世平郭智超高洁马丽北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

基于Snake活动轮廓模型,采用时空融合的方式,根据短时间内相邻帧的运动趋势差异相似的前提,首先将视频序列分成若干个小段,每段有k帧视频,选取段内的前两帧为关键帧,通过运动检测的方式自动得到这两帧中运动对象的大致区域;然后进行帧内... 详细信息

基于Snake活动轮廓模型,采用时空融合的方式,根据短时间内相邻帧的运动趋势差异相似的前提,首先将视频序列分成若干个小段,每段有k帧视频,选取段内的前两帧为关键帧,通过运动检测的方式自动得到这两帧中运动对象的大致区域;然后进行帧内Snake演变,搜索精确轮廓;最后以关键帧间运动对象形心的运动矢量预测勾勒后续帧的初始轮廓,进行帧内Snake精确轮廓定位,从而实现所有帧的视频对象分割。相比于传统方法,本文方法克服了手动绘制初始轮廓的缺点,在空域对Snake贪婪方法进行了改进而且精确度高,速度快。实验表明,本文方法成功地实现了前后帧图像之间运动对象的对应匹配关系,并通过改进后的Snake贪婪方法得到了精确的分割结果。

关键词： Snake模型 Snake贪婪方法视频分割时空融合

基于H.264的内容自适应分数像素运动估计算法

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光电子．激光 2010年第9期21卷 1369-1373页

作者：祝世平田隽北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

分数像素精确运动估计的改进是整个运动估计模块优化的关键,本文提出了基于H.264的内容自适应分数像素运动估计算法。首先,提出基于平坦区域宏块预测的无效分数像素运动矢量(MV)搜索省略算法(SMBP);然后,改进H.264采用的基于中心的分数... 详细信息

分数像素精确运动估计的改进是整个运动估计模块优化的关键,本文提出了基于H.264的内容自适应分数像素运动估计算法。首先,提出基于平坦区域宏块预测的无效分数像素运动矢量(MV)搜索省略算法(SMBP);然后,改进H.264采用的基于中心的分数像素搜索算法(CBFPS),提出基于预测矢量的增强型菱形模板(EDSP)搜索算法。实验结果表明,内容自适应分数像素运动估计算法比分数像素全搜索算法(FFPS)在峰值信噪比(PSNR)有微小降低(0.095～0.209 dB)的情况下,平均减少了75.6%的分数像素搜索点,整个运动估计模块平均节省了38.5%的计算量。

关键词：视频压缩 H.264/AVC 运动估计分数像素搜索自适应

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基于预搜索的高效双目分形视频编码

光学精密工程 2012年第3期20卷 675-684页

作者：祝世平陈菊嫱北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系北京100191

设计了基于预搜索的高效双目分形视频编码,并成功应用于立体视频编码之中。对基本分形双目视频编码进行了改进。利用了树状划分准则,起始帧采用块离散余弦变换(DCT)编码,简化了块搜索范围并提前减少了重复运算。在双目立体视频编码中,... 详细信息

设计了基于预搜索的高效双目分形视频编码,并成功应用于立体视频编码之中。对基本分形双目视频编码进行了改进。利用了树状划分准则,起始帧采用块离散余弦变换(DCT)编码,简化了块搜索范围并提前减少了重复运算。在双目立体视频编码中,以左通道为基本层,采用单独的运动补偿预测(MCP)方式进行编码,充分利用了预搜索限制条件、改进的非对称十字形多层次六边形格点搜索算法、去方块环路滤波和分数像素块匹配算法;以右通道为增强层,采用MCP加视差补偿预测(DCP)方式进行编码,选择误差最小的匹配块作为预测结果。在进行DCP编码时,充分利用视差分布约束条件,提出了快速的视差估计算法。实验结果表明,提出的编码方法在保证一定的峰值信噪比(PSNR)前提下,平均压缩时间是基本分形双目视频编码的18%～23%,压缩比提高了15.13～47.49,显著地改善了基本分形视频压缩算法的性能,使分形视频压缩的应用具有更大的灵活性和实用性。

关键词：双目分形视频编码预搜索运动估计视差估计环路滤波分数像素块匹配