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监控视频的可伸缩编码与快速浏览技术研究
其他题名Scalable Coding and Fast Browsing Technology for Surveillance Video
王师峥
学位类型工学博士
导师李子青
2013-09-01
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业模式识别与智能系统
关键词监控视频 视频浓缩 可伸缩编码 快速浏览 Surveillance Video Video Synopsis Scalable Coding Fast Browsing
摘要近年来,随着国内外安防监控需求的不断增长,面向安防监控的视频高效编码与快速浏览技术受到了工业界和学术界的密切关注。其中面向监控视频灵活存储的可伸缩编码技术和面向监控视频快速浏览的视频浓缩技术是当前监控视频编码和浏览领域的研究热点。 本文通过对现有可伸缩编码技术和视频浓缩技术的深入研究发现,一方面,原有的视频浓缩技术在浏览时既对监控视频关键部分和非关键部分的区分不明显,也无法对监控视频的浓缩信息进行可伸缩浏览;另一方面,传统的可伸缩编码技术并不能与视频浓缩技术直接兼容,从而无法对原始监控视频和浓缩视频同时进行可伸缩编码与存储。为了解决这些问题,本文开展了从像素域浓缩视频生成、浏览与编码到压缩域监控视频浓缩分析的一系列研究工作。本文的主要工作和创新成果如下: 第一,针对传统的可伸缩编码技术与视频浓缩技术无法直接兼容和互补的问题,本文设计了一种基于四叉树标记的监控视频对象标志位。其中,通过运动对象的区域标志位在视频分析过程中有效标记出运动对象所在的区域,通过运动对象的映射标志位快速将原始视频中的运动对象映射到浓缩视频中生成浓缩视频,这为后续的可伸缩浓缩浏览和可伸缩浓缩编码工作提供了必要的过渡条件。同时,本文设计了一种基于压缩域信息的对象标志位帧内和帧间编码方法,实现了对对象标志位的高效存储。 第二,针对原有的视频浓缩技术对监控视频关键部分和非关键部分在浏览时无法有效区分,且只能浏览已生成好的固定浓缩比的浓缩视频导致的浏览灵活性不足的问题,本文提出了一种可变保真度的视频浓缩技术。其对原始视频的关键部分和非关键部分采用不同的浓缩强度,从而在较短的浓缩视频中最大可能地突出关键片段。同时,在原有浓缩视频浏览方案的基础上,为满足在浓缩视频和原始视频间进行灵活切换的需求,设计了一种基于对象标志位的可伸缩浓缩视频重建方法,实现了对监控视频的可伸缩浓缩浏览。 第三,针对原始监控视频和浓缩视频在独立存储时的效率低,且不利于实现监控视频的灵活存储与高效浏览的问题,本文在可伸缩浓缩浏览技术和基于ROI 的可伸缩编码技术等核心技术的支撑下,设计并实现了一套基于在线视频浓缩的可伸缩编码方法,通过对原始视频的浓缩分析将原始视频划分为基本层与增强层,以实现原始与浓缩视频的可伸缩编码。相对于传统的将原始监控视频和浓缩视频分开编码的方案,新方法在监控视频存储和浏览的灵活性方面有明显的增强效果。 第四,针对目前视频浓缩技术处理已编码压缩后的海量历史视频效率不高的问题,本文设计了一种不对已压缩监控视频进行完整解码,而直接在压缩域对监控视频进行运动对象提取和获取浓缩视频生成方案的方法。实验结果表明,压缩域视频浓缩方法在保证监控视频的主观浏览效果的前提下,明显提高了对原始监控视频码流进行浓缩分析的处理速度,为监控视频快速浏览提供了一个可靠、高效的解决方案。 综上所述,基于以上四个方面的工作,本论文在监控视频的可伸缩编码与快速浏览方面都进行了有益的探索,实现了监控视频的灵活存储与快速浏览,为视频监控提供...
其他摘要In recent years, with the increasing demands in security monitoring, high-efficient video coding and fast browsing technique for security monitoring have received a lot attentions in industry and academy. Wherein, surveillance video flexible storage oriented scalable video coding technique and surveillance video fast browsing oriented video synopsis technique have been the hotspots in current video coding and browsing field. Through the further research on existing scalable coding and video synopsis techniques, this paper found it is neither satisfactory for distinguishing the key part with non-key part in surveillance video associated with original video synopsis technique, and nor able to perform scalable browsing on synopsis information for surveillance video. Moreover, as conventional scalable coding techniques cannot be directly compatible with video synopsis technique, it is hard to proceed scalable coding ad browsing to original surveillance video and synopsis video at the same time. Thus, in order to solve these problems, this paper has carried on a series of researches, including from the generation, browsing and coding of synopsis video in the pixel domain to the synopsis analysis directly used in the compressed domain with surveillance video. The main contribution of our work includes: (1) Aiming at the incompatible problem of conventional scalable coding techniques and video synopsis techniques, this paper has designed object flags based on quadtree labels for surveillance video: the region flag of moving objects is used to effectively label the regions that moving objects located in the procedure of video analysis; and the mapping flag of moving objects is used to quickly map moving objects in original video to synopsis video for generating synopsis video, what provides the essential intermediate condition for the following works on scalable synopsis browsing and coding. Meanwhile, an intra-frame and inter-frame coding method with object flags based on compressed-domain information is designed, it has achieved the high-efficient storage of object flags. (2) Aiming at the undistinguishable problem of key part and non-key part in surveillance video during browsing with the original video synopsis techniques, and the problem that only the generated synopsis video with fixed level can be browsed so the br...
馆藏号XWLW1956
其他标识符201018014628062
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/6561
专题毕业生_博士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
王师峥. 监控视频的可伸缩编码与快速浏览技术研究[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院大学,2013.
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