基于仿射模型的快速运动估计算法研究

来源 :辽宁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mysunmoon
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在现代信息技术的蓬勃发展下,“互联网+教育”应运而生。随之而来的是海量高清教学视频的离线存储和在线传输需求不断增加的问题。而基于教学视频的快速编码方法为该问题的解决提供了可行的研究方向。首先,从“互联网+教育”的特点和视频在“互联网+教育”资源中的优势出发,对教学视频作为一种重要学习资源的特点进行论述,进而阐述教育视频压缩的技术必要性。其次,本文在介绍运动估计原理的基础上,将现有基于块平移模型的运动估计总结为七种策略,即候选向量下采样的策略、像素下采样的策略、像素预排列的策略、低复杂度匹配函数的策略、低比特深度像素的策略、散列表的策略和块分类的策略,详细阐述了各种策略的基本思想,进而针对块平移模型在预测复杂局部运动时存在的不足,对比分析了五种高阶运动模型,并重点介绍缩放模型和仿射模型。再次,针对多参数运动模型尚存在计算量高、收敛不稳定的不足。为此,通过实验统计分析发现,得出缩放运动是平移运动以外最主要的视频运动形式的结论。进而,借助双线性插值在传统的块平移模型中引进一个缩放系数,将运动补偿误差表示为该缩放系数的一元2次函数,利用韦达定理推导出1D缩放运动下最佳缩放系数的计算方法,并将其进一步推广到2D等比例缩放运动的情况下。在此基础上,提出一种采用自适应缩放系数优化的快速块匹配运动估计算法,其平均峰值信噪比较之基于块平移模型的全搜索提高了 0.11dB,计算量比全搜索下降了 96.02%,较之3D全搜索下降了 0.62dB,但是比快速3D菱形搜索提高了 0.008dB,而计算量仅分别为两者的 0.11%和 3.86%。针对基于传统仿射模型的运动估计算法计算量高的不足,本文充分挖掘待预测块及其参考块内部相邻像素间的线性相关性,将运动补偿表示为仿射系数的一元2次函数,利用韦达定理推导出仿射运动向量的初始搜索点,再以该点为中心,以0.08×0.08为搜索窗口,以0.02为搜索步长,计算仿射系数的最优值,进而提出一种基于仿射模型的快速块匹配运动估计算法,其平均峰值信噪比较之自适应缩放系数优化的块匹配运动估计提高了 0.27dB,比基于块平移模型的全搜索提高了 0.38dB。并且,计算量比全搜索下降了 94.03%,为自适应缩放系数优化的块匹配运动估计的1.26倍。最后,对本文工作进行了总结和展望。
其他文献
中药作为我国的独特资源,在医疗卫生领域发挥着重要作用,但中药材成分复杂,质量参差不齐,关键生产环节缺少过程控制方法,制约着我国中药国际化的进程。利用现代科学的新方法和新技术,多学科技术相互融合,以药效相关成分为质量指标,提高有效成分的溶出比例,是保障中药产品安全有效的重要前提。提取环节是多数中药产品生产过程中的主要生产环节,也是关键生产环节之一,提取工艺不同产品有效成分含量差异较大,导致产品的质量
学位
在信息化飞速发展的今天,数字化资源在教学活动中的应用变得越来越普遍,然而这些数字学习资源往往会遭到非法传播、篡改、伪造等不良行为的破坏,从而严重影响版权所有者权益。为有效解决数字音频的信息安全问题,音频水印技术被引入与应用。近年来,国内外音频水印技术研究的重难点主要集中在两个方面:一是如何解决去同步攻击问题;二是如何解决鲁棒性与不可感知性之间的良好平衡问题。针对上述两类问题,本文提出了相应的解决方
学位
结核病(Tuberculosis,TB)是全球第二大传染性死亡原因。结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tb)是引起TB的主要致病菌,具有复杂的细胞壁结构和逃逸宿主免疫监视等特性。M.tb细胞壁的结构主要由肽聚糖(Peptidoglycan,PG),聚阿拉伯半乳糖(Arabinogalactan,AG)和分支菌酸(Mycolic acid,MA)构成,其中富含脂
学位
随着《教育信息化2.0行动计划》的颁布,智慧教室开始大量建设。智慧教室控制系统作为智慧教室的重要组成部分,直接决定着智慧教室设备管理的智能化程度和方便性。目前,典型的智慧教室控制系统有通过PC端在局域网内控制设备、通过单片机控制设备以及通过嵌入式系统控制设备等方案。为了进一步提高智慧教室控制系统使用的方便性、降低集成成本,本研究在以上方案基础上,提出了借助机智云物联网平台,以手机APP作为统一控制
学位
当前我国教育信息化进入2.0阶段,智慧教育成为教育信息化建设的主要内容。2017年,国务院发布《新一代人工智能发展规划》部署开展智慧教育的相关工作。2018年教育部印发《教育信息化2.0行动计划的通知》,将智慧教育列为教育信息化2.0的工作重点。为此,我国多个省市已经建设了大量智慧教室、智慧校园等智慧教育环境。智慧教育环境的建设,为中小学教学方式转型升级奠定基础的同时,也对教师的能力提出了新要求。
学位
物理模拟是计算机图形学中非常重要的研究课题。物理模拟的对象多种多样,而模拟薄壳变形是物理模拟中最重要的组成部分,在影视特效、动画创作、游戏设计、工业制造、虚拟医疗等领域有着广泛的应用。研究者一般将模拟薄壳变形的方法分为两大类:基于物理的方法和基于几何的方法。由于基于物理的方法所模拟的变形结果更加真实自然,因而被更多的研究者所采用。本文针对基于物理的薄壳变形方法展开研究,具体研究工作如下:(1)本文
学位
断裂动力学的模拟是计算机图形学研究热点之一,但对现实世界中观察到的材料断裂的多样性和细节的再现仍存在问题。许多断裂行为可以近似使用薄壳三角网格模型表示。冰是一种脆性材料,其各向异性结构和破坏形式具有高度的复杂性和敏感性,目前在冰裂纹的研究中以几何技术方法模拟裂纹扩展过程的较多,缺少对冰这种特殊材料的性质、应力及能量的分析,故冰壳断裂机理及裂纹模拟的真实性仍是待解决的问题。冰裂纹在建筑装饰、工艺品制
学位
在当今信息化迅猛发展的时代,对人才培养的个性化与创新性的需求愈发强烈。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中提出,建立多样化的人才观念,鼓励个体的个性发展。《基础教育改革纲要》中指出,关注学生个体的个性化学习,培养学生的创新能力。随着教育方式与环境的变革,个性化学习显得尤为重要。推进网络学习空间建设是我们国家教育信息化的重要内容。《教育信息化“十三五”规划》中指出创新网络学
学位
“大众创业、万众创新”的兴起,凸显出国家对创新型与复合型人才的迫切需要。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出我国实施培养创新型与复合型人才的发展战略,即将创新作为推动未来发展的核心要素。在此背景下,创客教育成为培养创新人才的重要途径,备受社会各界关注。目前我国基础教育阶段的创客教育对于创新型人才的培养层面的理论与实践研究尚处在探究阶段,笔者作为一线信息技术教师,有幸参与
学位
网络信息技术的繁荣发展加快了教育信息化的变革,“互联网+教育”正深刻地影响着教育模式、教育理念和教育走向。网络学习空间作为集云、网、端一体化的新型虚拟学习环境,在政府引导、校方和企业的联合推动下,其覆盖率与开通率均大幅上涨。但随着原有学生用户群体的不断流失,网络学习空间当前访问量与活跃度并不理想,多数空间仅处于开通状态,并未实现常态化应用。为全面客观了解网络学习空间的应用现状,本文对网络学习空间学
学位