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1、監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展,成本的快速降低使得越來越多的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在人們生活中的各個(gè)方面。然而監(jiān)控視頻每日二十四小時(shí)連續(xù)拍攝,其數(shù)據(jù)量巨大,給存儲(chǔ)和傳輸都造成了很大的困難,因此如何解決壓縮問題成為監(jiān)控視頻應(yīng)用的重中之重。
一方面,雨雪等動(dòng)態(tài)天氣條件會(huì)造成視頻運(yùn)動(dòng)估計(jì)的不準(zhǔn)確,導(dǎo)致的結(jié)果是運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)殘差增大,從而降低了壓縮率,而動(dòng)態(tài)的雨雪并非監(jiān)控視頻中有用的信息,卻極大的制約了當(dāng)前監(jiān)控視頻的存儲(chǔ)系統(tǒng)。因此如果能夠在視頻拍攝后有效地去除
2、視頻中的雨雪等動(dòng)態(tài)粒子,可以去除不良天氣條件造成的干擾,從而提高壓縮率。
另一方面,在編碼時(shí),監(jiān)控視頻往往被壓縮成 JPEG, MPEG-x, H.26x等標(biāo)準(zhǔn)格式。在這些標(biāo)準(zhǔn)中,圖像塊首先被變換到不同的域,然后再對(duì)其參數(shù)進(jìn)行量化,量化幅度越大,視頻數(shù)據(jù)越少。這些有損壓縮造成了圖像塊顯示的不連續(xù)性,導(dǎo)致了塊效應(yīng)。因此,如果能對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行去塊處理,就可以使得壓縮更加有效,從而提高查找效率和人眼的主觀感受??紤]到監(jiān)控視頻應(yīng)用的廣
3、泛性,視頻去雨去塊后處理算法有著很大的社會(huì)意義。
為了降低視頻的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償殘差,針對(duì)雨雪等不良天氣對(duì)圖像造成的污染,本文以各向異性擴(kuò)散核為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行研究,并根據(jù)動(dòng)態(tài)天氣的特點(diǎn),將其運(yùn)用到去雨當(dāng)中。各向異性擴(kuò)散的思想近年來在圖像降噪、圖像分割方面獲得了較為廣泛的應(yīng)用。該算法的基本思想是求解基于原始圖像的偏微分方程?;谶@種思想設(shè)計(jì)的擴(kuò)散張量(diffusion tensor)濾波器通過各向異性擴(kuò)散,可以對(duì)圖像實(shí)現(xiàn)有效的平滑,并且
4、較好地保存邊緣,從而有效去除噪聲。利用擴(kuò)散張量濾波器的這種特性,本文對(duì)雨的光度特性進(jìn)行分析,再基于這些特征設(shè)計(jì)自適應(yīng)去雨算法,同時(shí)使其在時(shí)間域和空間域上進(jìn)行各向異性濾波。修改后的濾波器可以去除動(dòng)態(tài)的雨雪,同時(shí)保持原圖片背景的完整性。結(jié)果表明,該濾波器可以較為有效的去除圖像中的雨串。而且和傳統(tǒng)的去雨方法相比,各向異性濾波器不對(duì)雨點(diǎn)軌跡進(jìn)行探測(cè),而采用自適應(yīng)濾波器對(duì)雨進(jìn)行濾除,使得算法有較好的魯棒性和運(yùn)算速度。
為了提高壓縮效率,
5、本文首先針對(duì)監(jiān)控視頻的塊效應(yīng)做了濾波的后處理工作。濾波以非局部均值濾波(NLF)作為理論基礎(chǔ),創(chuàng)新點(diǎn)在于對(duì)其參數(shù)的選擇做了自適應(yīng)的研究,選取的主要方法為機(jī)器學(xué)習(xí)。本文首先提出了衡量塊效應(yīng)的兩個(gè)指標(biāo):最小均方差和塊內(nèi)信息能量殘差,并根據(jù)以評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)PSNR為指標(biāo),計(jì)算出最佳的非局部均值濾波參數(shù)。接下來以此為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),對(duì)模型進(jìn)行了訓(xùn)練。得到模型以后,根據(jù)測(cè)試圖像信息,自適應(yīng)的計(jì)算非局部均值濾波的參數(shù),并進(jìn)行濾波。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,從本文提出的算法
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