Исследование и разработка алгоритмов матирования видеопоследовательности

• Автор: Синдеев, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ПО ГЛАВАМ
1. Алгоритм матирования изображений
1.1. Байесовский подход
1.2. Алгоритм аналитического матирования
1.3. Предлагаемы й алгоритм
1.4. Гладкость канала прозрачности
1.5. Сортировка пикселов по цветовой близости
1.6. Иерархический подход
1.7. Интерактивное матирование изображений
1.8. Численное сравнение
1.9. Программная реализация
1.10. Заключение
2. Матирование видео по ключевым кадрам
2.1. Существующие подходы
2.2. Основные проблемы существующих методов
2.3. Общая идея предлагаемого алгоритма
2.4. Функционал энергии
2.5. Заключение
3. Вычисление оптического потока
3.1. Основные подходы к вычислению оптического потока
3.2. Предлагаемый двухкадровый алгоритм
3.2.1 Ограничения на входные данные
3.2.2 Экспериментальная оценка
3.2.3 Время работы
3.3. Предлагаемый траекторный алгоритм
3.3.1 Минимизация
3.3.2 Начальное приближение
3.3.3 Решения-кандидаты
3.3.4 Иерархический подход
3.3.5 Результаты
3.3.6 Возможное упрощение

4. Матирование видеообъема с учетом перекрытий
4.1. Принцип минимальной длины описания
4.2. Временные суперпикселы
4.3. Матирование на основе суперпикселов
4.3.1 Граничные условия
4.3.2 Сравнение с другими методами сегментации
4.4. Фильтр разреженности
4.5. Программная реализация
4.6. Результаты
4.6.1 Вклад отдельных слагаемых
4.7. Сравнение
4.7.1 Численное сравнение
4.7.2 Метрика сравнения
4.7.3 Устойчивость к ошибкам в ключевых кадрах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК РИСУНКОВ
ЛИТЕРАТУРА

Данная работа посвящена задаче матирования - выделения объектов в изображении или видеопоследовательности с целью монтажа, т.е. последующего наложения объекта на новый фон. Решение задачи матирования заключается в вычислении маски прозрачности, называемой «альфа-каналом», и цвета каждого пиксела объекта. Критерием качества матирования является незаметность монтажа для зрителя.
В настоящее время для выделения объектов в видеопоследовательности используется процедура «ротоскопирования» ([22], [61], [83], [84]), требующая ручного построения контура объекта. Предлагается новый метод вычисления оптического потока в альфа-канале для автоматизации задачи матирования. Метод основан на совместном нахождении оптического потока и маски прозрачности итерационной оптимизацией. Предложен алгоритм быстрого вычисления оптического потока и алгоритм матирования видео при фиксированном потоке с учетом перекрытий. Для сегментации ключевых кадров предложен алгоритм вычисления прозрачности на основе байесовского подхода.

1.10. Заключение
В данной главе был предложен новый алгоритм интерактивного матирования изображений. Алгоритм основан на байесовом методе матирования, но с добавлением условия гладкости результирующего канала прозрачности
а. Интерактивная процедура матирования изображений упрощает и ускоряет процесс извлечения объекта переднего плана на изображении, комбинируя бинарную сегментацию (для более точного поиска жестких границ) и мягкое матирование со сглаживанием.