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面向对象的彩色视频四维矩阵DCT编码

杜相文  
【摘要】:为了实现对彩色视频的高效编码,本文提出了一种面向对象的四维矩阵DCT(4D-MDCT)压缩编码方法。 本文对已有的多维矩阵理论进行了扩展和完善,定义了多维矩阵点乘法、阵乘法和阵除法等新的运算法则,并给出了零平面的定义。 首先用四维矩阵模型对彩色视频序列进行建模,然后对四维矩阵进行划分、4D-MDCT 和量化,得到量化系数子矩阵,再运用省略零平面编码对量化系数子矩阵进行编码。为了去除子矩阵间的相关性,提出了一种基于预测和补偿的4D-MDCT 编码方法,该方法在获得高压缩性能的同时,也保持了高的信噪比,其性能要优于MPEG-4。 为了进一步提高编码效率,对视频进行了分割。在分割过程中采用了时-空联合的分割方法。提出了一种自适应确定阈值的方法来提取变化检测模板,并用分水岭变换对模板进行填充。在空间域分割时,采用基于多级形态学梯度的分水岭算法来进行。在分水岭变换前对主梯度分量的梯度进行归一化,有效地减轻了过分割。最后用时空融合的模板来提取视频对象。 对视频对象采用4D-MDCT 编码,对背景采用基于三维矩阵变换的编码技术,并且只对新露出的背景区域进行更新编码。 面向对象的4D-MDCT 编码可进一步降低视频的比特率,并有着令人满意的视觉效果。


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