計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)

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計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：視頻編輯；計(jì)算機(jī)；輸入輸出；網(wǎng)絡(luò)傳播

作者簡(jiǎn)介：馮奇（1980-），男，漢族，湖北潛江人，江漢藝術(shù)職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)教師，講師，公共計(jì)算機(jī)，多媒體技術(shù)。

視頻編輯計(jì)算機(jī)處理技術(shù)是一種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)發(fā)展背景下，針對(duì)海量的素材信息進(jìn)行視頻精細(xì)化處理的一種新型編輯方法。它與傳統(tǒng)的視頻后期處理技術(shù)有很大的區(qū)別。在利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件的配置特點(diǎn)對(duì)視頻材料進(jìn)行播放控制、畫(huà)質(zhì)調(diào)節(jié)、視頻轉(zhuǎn)碼編輯的使用過(guò)程中，計(jì)算機(jī)輸送交換信息處理和視頻制作信息處理是非常重要的兩種處理方式。

1利用計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)展視頻編輯概述

視頻編輯計(jì)算機(jī)處理技術(shù)依據(jù)計(jì)算機(jī)After-Effect軟件處理系統(tǒng)的便捷性，對(duì)原始的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速處理。相對(duì)于傳統(tǒng)的線性編輯方式來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)視頻制作過(guò)程中的編輯處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻軟件編輯的系統(tǒng)性操作，可以輕松對(duì)視頻材料進(jìn)行放前“插入”和放后“渲染”的相關(guān)操作。視頻編輯領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，影視后期工作人員需要根據(jù)數(shù)字非線性編輯概論出發(fā)，通過(guò)優(yōu)化影視編輯常用制作流程的方法，提高視頻編輯的效率。在視頻編輯的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)鏡頭組接的剪接點(diǎn)，使用Premiere(edius)計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)鏡頭組接位置中的分鏡頭的人物運(yùn)動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行位置匹配。在匹配的過(guò)程中，技術(shù)人員需要考慮到運(yùn)動(dòng)物體的圖像組接方式，按照畫(huà)面風(fēng)格統(tǒng)一處理的方式，防止在視頻處理的過(guò)程中出現(xiàn)色彩搭配不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。

2開(kāi)展視頻編輯領(lǐng)域計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用的方法

在計(jì)算機(jī)技術(shù)視頻材料編輯的制作過(guò)程中，使用視頻編輯系統(tǒng)進(jìn)行素材制作，應(yīng)該對(duì)集錄像機(jī)的硬盤(pán)儲(chǔ)存區(qū)進(jìn)行安全優(yōu)化，首先要嚴(yán)格按照計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的相關(guān)原則，將視頻編輯的抽象概念形象化，從而加強(qiáng)視頻處理技術(shù)中的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效地隔離各種現(xiàn)象故障，簡(jiǎn)化特效部分的運(yùn)行細(xì)節(jié)，切實(shí)提高視頻鏈接線路的使用效率和非線性編輯的介入水平。對(duì)于調(diào)音臺(tái)的編輯活動(dòng)，工作人員應(yīng)該按照多軌信息處理的方式，對(duì)音頻材料進(jìn)行精度編輯，實(shí)現(xiàn)多種強(qiáng)度的視頻音頻文件的轉(zhuǎn)場(chǎng)，體現(xiàn)出較為優(yōu)異的特效效果。在編輯技術(shù)拓展應(yīng)用的過(guò)程中，使用一些內(nèi)置的濾鏡制作符合視頻表達(dá)需要的特效。使用光效制作的方法引入OPTICAL，從而顯著提高視頻的視覺(jué)效果。例如，技術(shù)人員可以使用FLARES視頻編輯手段，合成特定的效果延誤，使用AECS6處理合成爆炸實(shí)例，最后完成視頻編輯活動(dòng)中的汽車(chē)爆炸效果制作。在視頻編輯領(lǐng)域中，技術(shù)人員進(jìn)場(chǎng)使用基礎(chǔ)離子創(chuàng)作技法，對(duì)素材的輸入、編輯、輸出進(jìn)行針對(duì)性處理。

2.2視頻編碼系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)

在切換臺(tái)方面，應(yīng)該按照關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)編輯操作過(guò)程中的先后順序進(jìn)行，避免采用傳統(tǒng)視頻編輯技術(shù)中的層單一處理的視頻編輯方式，防止數(shù)據(jù)的大范圍丟失，而是使用四點(diǎn)追蹤的方式，實(shí)現(xiàn)視頻處理的跟蹤與穩(wěn)定。通過(guò)利用中斷向量表技術(shù)建立數(shù)據(jù)交換通道，將視頻信息進(jìn)行復(fù)核操作，兼容YUV分量和S-VHS數(shù)字輸入模式，便于網(wǎng)絡(luò)課程視頻制作師快速編輯各種格式的視頻材料。在三維合成階段，技術(shù)人員可以采用光繪攝影的視頻后期處理方法，對(duì)視頻材料進(jìn)行追蹤編輯。在圖層基本操作的過(guò)程中，技術(shù)人員需要把握好視頻合成窗口與時(shí)間窗口之間的關(guān)系，從“層”的基本關(guān)系出發(fā)，可將相鄰的兩個(gè)介入素材進(jìn)行堆砌，同時(shí)將終端的層的混合模式整體地介入到聯(lián)網(wǎng)視頻素材中。在系統(tǒng)參數(shù)區(qū)中，使用專(zhuān)門(mén)的視音頻處理芯片和附加電路板可以為整個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部視頻材料提供運(yùn)行支持，提高硬盤(pán)運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)文件控制塊的視頻完整和導(dǎo)入方便，從而保證文件妥善分區(qū)和高效儲(chǔ)存。

2.3計(jì)算機(jī)技術(shù)在視頻處理中的作用

我們知道，視頻材料編輯活動(dòng)中，字母欄的編輯設(shè)置也是重要的一環(huán)，使用矢量繪圖及輸出可以完成“嵌入式”視頻字幕的處理。在視頻特效后期渲染工作完成之后，技術(shù)人員需要采用計(jì)算機(jī)激光掃描的方法，對(duì)視頻材料進(jìn)行套底剪輯。對(duì)于視頻材料的數(shù)字配光處理，視頻處理人員可以采用膠片記錄儀或者是數(shù)字拷貝的方法，實(shí)現(xiàn)如何體現(xiàn)視頻畫(huà)面中心的感染力，是視頻編輯領(lǐng)域的重要工作。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程接入層中涉及到許多的硬件設(shè)備，硬件條件的穩(wěn)定可靠決定了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程視頻處理能力的高低。為了保證視頻軟件編輯處理技術(shù)更加具有真實(shí)性，必須要求網(wǎng)絡(luò)視頻制作人員運(yùn)用抽象思考的方式，對(duì)視頻素材進(jìn)行藝術(shù)化的思考和形式上的創(chuàng)新。在進(jìn)行視頻編輯的過(guò)程中，力爭(zhēng)把一段作品的畫(huà)面感、清晰度和飽和度做到最佳水平，使得計(jì)算機(jī)編輯制作中的視頻素材“活”起來(lái)。從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)視頻渲染和儲(chǔ)存環(huán)境的穩(wěn)定。

3結(jié)束語(yǔ)

如果實(shí)現(xiàn)視頻軟件編輯的通暢，可以對(duì)視頻素材進(jìn)行壓縮方面和解壓縮技術(shù)方面的深入優(yōu)化，在廣度上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)分配視頻制作設(shè)施和“輸入”、“輸出”系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，必須要使用精簡(jiǎn)化的系統(tǒng)設(shè)定，通過(guò)實(shí)地分析視頻軟件組織運(yùn)行的負(fù)載強(qiáng)度，從而適度實(shí)現(xiàn)視頻編輯系統(tǒng)中相應(yīng)冗余部件的優(yōu)化與技術(shù)革新。

參考文獻(xiàn)

[1]劉素玉.淺談非線性編輯系統(tǒng)的功能及在節(jié)目制作中的技巧[J].電視技術(shù),2001,1(3):63,65.DOI:10.3969.

[2]崔冬明.基于內(nèi)容的視頻檢索系統(tǒng)研究及其在電視臺(tái)中的應(yīng)用[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué),2009.DOI:10.7666.

[3]曹勝武,傅震,魯艾林等.數(shù)字視頻采集技術(shù)在顯微神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2011,16(2):162-163.DOI:10.3969.

[4]劉振生.談非線性編輯系統(tǒng)在教育技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)越性[J].中國(guó)科技信息,2014,(22):21.DOI:10.3969.

計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：多媒體課件；非線性編輯；視頻

中圖分類(lèi)號(hào)：TP37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044(2007)03-10834-01

1 引言

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，多媒體技術(shù)呈現(xiàn)出嶄新的面貌。非線性編輯技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和視頻技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，它日漸成為多媒體課件的一個(gè)重要工具。生動(dòng)直觀的視頻影像容易給人留下深刻的印象。多媒體課件中恰當(dāng)選用視頻素材，能使課件更具有真實(shí)感和感染力，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。本文就非線性編輯技術(shù)的特點(diǎn)與構(gòu)成、視頻采集與壓縮、非線性視頻編輯等方面對(duì)多媒體課件中的視頻處理進(jìn)行闡述。

2 多媒體課件的特點(diǎn)

多媒體課件是由計(jì)算機(jī)對(duì)視頻、音頻、圖像、動(dòng)畫(huà)、文字等進(jìn)行處理，使之有機(jī)結(jié)合在一起成為應(yīng)用于教學(xué)的信息載體。視頻作為多媒體家族中的成員之一，在多媒體課件中占有非常重要的地位。因?yàn)樗旧砭涂梢杂晌谋尽D形圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)中的一種或多種組合而成。利用其聲音與畫(huà)面同步、表現(xiàn)力強(qiáng)的特點(diǎn)，能大大提高教學(xué)的直觀性和形象性。多媒體課件中的數(shù)字視頻處理包括視頻捕獲、視頻編輯、視頻壓縮/解壓縮等環(huán)節(jié)。

非線性編輯是數(shù)字視頻技術(shù)與多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂非線性，實(shí)際上指工作流程不是在時(shí)間軸線上，而是任意的，分割的，其工作素材是可以前后隨意調(diào)動(dòng)的，經(jīng)各種處理后，重新編排的技術(shù)。非線性編輯則是指電視節(jié)目后期制作系統(tǒng)，它主要是通過(guò)數(shù)字壓縮技術(shù)將視頻、音頻素材數(shù)字化，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)中，然后利用視頻編輯軟件對(duì)數(shù)字化素材進(jìn)行多種處理。

非線性編輯方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）編輯時(shí)，搜尋素材的時(shí)間大大減少。（2）它能集編輯、特技、字幕、背景、配音和網(wǎng)上傳輸于一體。（3）便于影片整體結(jié)構(gòu)的把握。（4）運(yùn)行費(fèi)用低。非線性編輯為多媒體視頻制作提供了便利的條件，極大地提高了編輯效率。

非線性編輯系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、視頻處理卡、大容量高速度素材硬盤(pán)及視、音頻軟件組成，其中采集卡是非線性編輯系統(tǒng)中的關(guān)鍵，計(jì)算機(jī)主要用于對(duì)軟件的運(yùn)行，特技生成、人機(jī)界面的管理等工作。硬盤(pán)主要用于存放數(shù)字化素材，采集卡是通過(guò)一定的壓縮方法，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，或是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，最后將視頻信號(hào)輸出的。

4 非線性編輯技術(shù)在多媒體課件中的應(yīng)用

4.1 素材的采集與壓縮

視頻素材輸入到計(jì)算機(jī)中常用的采集類(lèi)型有幀采集卡、動(dòng)態(tài)圖像連續(xù)采集卡、電視節(jié)目接受卡，一般是把輸入的模擬信號(hào)解碼成RGB或TUV，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在磁盤(pán)中，并以一定的文件格式存儲(chǔ)。視頻素材的采集對(duì)制作多媒體課件來(lái)說(shuō)是一個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)，采集素材時(shí)，圖像清晰度如何，色調(diào)是否失真都直接影響課件的教學(xué)質(zhì)量，因此，在制作多媒體課件時(shí)，一定要重視視頻素材的采集。課件質(zhì)量取決于視頻源的質(zhì)量，所以應(yīng)盡可能的使用高質(zhì)量的視頻源，一般高質(zhì)量的視頻格式為D2、D3格式，如果視頻捕獲卡支持復(fù)合信號(hào)和S－Video信號(hào)或IEEE－1394接口，應(yīng)盡可能使用有高質(zhì)量的S－Video信號(hào)或IEEE－1394接口。又由于視頻文件所占空間較大，所以在采集素材時(shí)要看圖像尺寸、幀率、壓縮方式和采集時(shí)間的長(zhǎng)短，要根據(jù)在課件中的實(shí)際情況進(jìn)行采集，以免浪費(fèi)空間。

在多媒體課件制作中，數(shù)字視頻文件很大，而存儲(chǔ)媒介的容量有限，因而必須對(duì)數(shù)字視頻文件進(jìn)行壓縮。在視頻信號(hào)數(shù)字化過(guò)程中需要解決的一個(gè)問(wèn)題是存儲(chǔ)容量。由于未經(jīng)壓縮的視頻信號(hào)占用的存儲(chǔ)空間非常大，所以視頻壓縮是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)壓縮減少圖像所要求的數(shù)據(jù)量，節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高存取速度。視頻壓縮技術(shù)除了利用空間冗余、頻譜冗余和心理視覺(jué)冗余對(duì)視頻圖像進(jìn)行幀內(nèi)壓縮外，還利用相鄰圖像幀之間的相似性而產(chǎn)生的時(shí)間冗余對(duì)視頻圖像進(jìn)行幀間壓縮，進(jìn)一步提高壓縮效率。

由于壓縮方式的不同，數(shù)字視頻的格式主要有以下幾種：

AVI：Audio/Video Interleave（音頻/視頻隔行掃描）的縮寫(xiě)。AVI是Windows下的指定視頻文件格式，也是PC系統(tǒng)中使用最廣泛的視頻文件格式。幾乎所有的視頻編輯軟件都可以直接操作非壓縮的AVI文件。

MPGE：Moving Pictures Experts Group（運(yùn)動(dòng)畫(huà)面專(zhuān)家小組）的縮寫(xiě)。MPGE是一種運(yùn)動(dòng)畫(huà)面及聲音的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，這種壓縮方法是將視頻信號(hào)分段取樣，然后對(duì)相鄰各幀未變化的畫(huà)面忽略不計(jì)，僅僅記錄變化了的內(nèi)容，因此壓縮比很大。

QuickTime：由Apple電腦公司開(kāi)發(fā)，它已漸漸變成Mac電腦和PC電腦上通用的標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)。QuickTime回放的文件都由.mov的后綴表示。它與AVI大體上屬于同一級(jí)別，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面也較常見(jiàn)。

Real：由Real Network公司開(kāi)創(chuàng)，采用流式技術(shù)，可以將聲音視頻重新編碼，源源不斷在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，減少了等待時(shí)間，不必等所有數(shù)據(jù)傳送到本地才開(kāi)始播放，因此很適合網(wǎng)絡(luò)的。

數(shù)字視頻的格式眾多，在多媒體課件中以AVI和MPEG格式的視頻文件應(yīng)用最為廣泛。

(1)素材編輯素材編輯就是設(shè)置素材的入點(diǎn)與出點(diǎn)，以選擇最合適的部分，然后按時(shí)間順序組接不同素材的過(guò)程。

(2)特技處理對(duì)于視頻素材，特技處理包括轉(zhuǎn)場(chǎng)、特效、合成疊加。對(duì)于音頻素材，特技處理包括轉(zhuǎn)場(chǎng)、特效。非線性編輯軟件功能的強(qiáng)弱，往往也是體現(xiàn)在這方面。

(3)字幕制作字幕是課件中非常重要的部分，包括文字和圖形兩個(gè)方面。

(4)視頻的組接非線性編輯系統(tǒng)中各段素材的相互位置可以隨意調(diào)整。編輯過(guò)程中，可以在任何時(shí)候刪除節(jié)目中的一個(gè)或多個(gè)鏡頭，或向節(jié)目中的任一位置插入一段素材，也可以實(shí)現(xiàn)磁帶編輯中常用的插入和組合編輯。視頻編輯的基本要求是素材與素材之間的接點(diǎn)要連接的準(zhǔn)確、平穩(wěn)、自然。

大多數(shù)基于PC的非線性編輯系統(tǒng)能直接從CD唱盤(pán)、MIDI文件中錄制波形聲音文件，波形聲音文件可以非常直接地在屏幕上顯示音量的變化，使用編輯軟件進(jìn)行多軌聲音的合成時(shí)，一般也不受總的音軌數(shù)量的限制。

(6)輸出與生成節(jié)目編輯完成以后，就可以生成多媒體課件所需要的視頻文件。

非線性編輯軟件有很多，如Video wave、Premiere、Media Studio，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在最流行的是Premiere非線性編輯軟件，通過(guò)對(duì)錄像、聲音、動(dòng)畫(huà)、照片、圖畫(huà)、文本等素材的采集能制作出完美炫目的視頻作品。Premiere有豐富的剪輯剪裁、特級(jí)應(yīng)用、場(chǎng)景切換、字幕疊加、配音配樂(lè)等功能，能滿足多媒體課件制作的編輯需求。經(jīng)過(guò)Premiere處理后的視頻課件具有較好的視覺(jué)效果。Premiere支持全系列的Windows產(chǎn)品，而且是無(wú)縫集成。它對(duì)內(nèi)存的要求較高，裝有Premeire6.5的機(jī)器要求的最低內(nèi)存為128MB。Premiere支持最新的IEEE－1394接口，也支持外掛插件和濾鏡。

Premiere 6.5提供了強(qiáng)大的DV（Digital Video）設(shè)備支持功能，而且無(wú)論是PC還是MAC，用戶都可以使用。用戶可以在Premiere 6.5中進(jìn)行自定義，從而使用特殊的DV設(shè)備和格式。無(wú)論是家用設(shè)備還是專(zhuān)業(yè)設(shè)備，只要計(jì)算機(jī)上具有IEEE1394端口,將DV設(shè)備同IEEE1394端口相連，用戶就可以捕捉和編輯視頻片斷了。同時(shí)，Premiere支持各種非標(biāo)準(zhǔn)像素比率，對(duì)數(shù)字視頻的制作提供了極大的方便。利用Premiere，用戶可以輕易地捕捉數(shù)碼視頻，使用多種多樣的工具制作視頻作品，然后輸出成為最先進(jìn)的Web流視頻格式或任何其他媒體格式。Premiere 6.5還實(shí)現(xiàn)了包括與Photoshop、After Effects、Go Live、Live Motion 等Adobe產(chǎn)品家族知名應(yīng)用軟件的無(wú)縫集成。

6 結(jié)束語(yǔ)

課件設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要設(shè)計(jì)好腳本。在設(shè)計(jì)腳本時(shí)中要考慮到用戶界面、教學(xué)內(nèi)容及視音頻畫(huà)面的配合問(wèn)題，盡量開(kāi)發(fā)具有交互式性能好、可操作性強(qiáng)、界面較為活潑的多媒體教學(xué)軟件。其次要認(rèn)真制作課件中的視頻或動(dòng)畫(huà)部分。如果是教學(xué)用，則可以把視頻或動(dòng)畫(huà)的尺寸制作的大一些、畫(huà)面質(zhì)量更好一些；如果是網(wǎng)上遠(yuǎn)程教學(xué)用，則把視頻或動(dòng)畫(huà)的尺寸制作的小一些，因?yàn)榫W(wǎng)上傳輸?shù)乃俣纫恍Ｔ诙嗝襟w課件中視頻或動(dòng)畫(huà)的使用是十分重要的，不管是在界面中，還是在課程內(nèi)容中，制作必要的視頻或動(dòng)畫(huà)，對(duì)提高教學(xué)軟件的質(zhì)量是十分有用的。要提高視頻的圖像質(zhì)量，應(yīng)選擇高質(zhì)量的視頻源及適當(dāng)?shù)挠布O(shè)備。為采集到良好的視頻圖像可適當(dāng)降低捕獲幀數(shù)并選擇合適的視頻壓縮方式以節(jié)省存儲(chǔ)空間。

在多媒體課件制作中，數(shù)字視頻處理是一項(xiàng)重要技術(shù)。視頻的制作效果在很大程度上反映了多媒體課件的水平。隨著數(shù)字視頻處理技術(shù)的發(fā)展，新的硬件設(shè)備及采集壓縮軟件的推出，數(shù)字視頻編輯將會(huì)給多媒體課件帶來(lái)新的生機(jī)和活力，創(chuàng)造出更加生動(dòng)活潑的教學(xué)環(huán)境。

非線性編輯技術(shù)將在課堂教學(xué)、自學(xué)教育、網(wǎng)上遠(yuǎn)程教育等技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用將會(huì)更為廣泛。這對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)手段，乃至教育思想的改革將起促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]寧振華 展非非.Premiere 6.5標(biāo)準(zhǔn)教程[M].中國(guó)宇航出版社.

[2]黃匡宇.電視節(jié)目編輯技巧[M].中國(guó)廣播電視出版社.

[3]李運(yùn)林.電視教材編導(dǎo)與制作[M].高等教育出版社.

[4]尹俊華,莊榕霞,戴正南.教育技術(shù)學(xué)導(dǎo)論[M].高等教育出版社.

[5]易康,范宇,李光明.多媒體課件設(shè)計(jì)與制作[M].冶金工業(yè)出版社.

計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)范文第3篇

多媒體應(yīng)用技術(shù)是一門(mén)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程,開(kāi)設(shè)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)和電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)等,時(shí)間為一學(xué)期,每周6學(xué)時(shí),主要以學(xué)生實(shí)作為主,占總學(xué)時(shí)的2/3。

本課程是一門(mén)將文本、圖形、圖像、音頻、視頻等多種媒體信息和計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起的應(yīng)用技術(shù)課題,它要求學(xué)生具備計(jì)算機(jī)操作能力,文字、圖片、聲音和視頻處理能力,綜合能力和團(tuán)隊(duì)合作能力等。

二、教學(xué)中的普遍問(wèn)題

1.學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確

多媒體應(yīng)用技術(shù)分為理論和實(shí)踐兩部分教學(xué),理論學(xué)習(xí)中,有少部分學(xué)生出現(xiàn)開(kāi)小差、看課外書(shū)等現(xiàn)象;在機(jī)房的實(shí)作中,有學(xué)生玩游戲現(xiàn)象。這些情況說(shuō)明,學(xué)生還處在不知道主動(dòng)學(xué)習(xí)的階段,不知道自己該怎樣學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)目標(biāo)很不明確。

2.基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí),專(zhuān)業(yè)知識(shí)盲點(diǎn)多

通過(guò)與學(xué)生的交流了解到,他們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握不扎實(shí)、不牢固。而在專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面,只有幾位學(xué)生能夠回答問(wèn)題,并能夠自己主動(dòng)思考和鉆研。

3.團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力差

完成本課程的最終目標(biāo)需要學(xué)生分成小組,由組長(zhǎng)帶領(lǐng),分工合作完成作品。在分組時(shí),有的學(xué)生不服從安排孤立成組,以后又因分工產(chǎn)生爭(zhēng)議,這些都是學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)薄弱、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力差的表現(xiàn)。

三、產(chǎn)生問(wèn)題的原因

1.學(xué)生自信心不足是學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確的首要原因

中職學(xué)校的學(xué)生基本都是中考失利、考不上高中的學(xué)生,自覺(jué)低人一等。帶著這樣的思想來(lái)到學(xué)校,他們自信心不足,不敢大膽地發(fā)表和堅(jiān)持自己的意見(jiàn),有些學(xué)生干脆就對(duì)學(xué)習(xí)不聞不問(wèn)。

2.生活環(huán)境和學(xué)習(xí)環(huán)境一定程度上影響了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握

(1)生活環(huán)境的影響。以技工77班為例,全班一共46名學(xué)生,3名來(lái)自市區(qū),11名來(lái)自郊區(qū),其他的來(lái)自偏遠(yuǎn)農(nóng)村。其中,20名學(xué)生接觸過(guò)計(jì)算機(jī),占全班的43.5%,但也僅限于開(kāi)關(guān)機(jī)等簡(jiǎn)單操作,另外26名學(xué)生入校前從未接觸過(guò)計(jì)算機(jī)。

(2)學(xué)習(xí)環(huán)境的影響(如表1)。

如表1所示,學(xué)生都具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)操作能力和文字處理能力,但在圖片處理方面還不夠?qū)I(yè),在音視頻處理上的能力基本為零。

3.學(xué)生性格特征對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的影響

在校學(xué)生大都為90后,他們敢于表現(xiàn)自己,喜歡追新求異。但又依賴(lài)性強(qiáng),常以自我為中心。在與同學(xué)的互相交流中,他們只顧個(gè)人得失,不顧他人感受,在團(tuán)隊(duì)中不能很好地和別人合作,常引起一些不必要的矛盾。

四、解決對(duì)策

1.鼓勵(lì)學(xué)生增強(qiáng)自信,引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

在教學(xué)過(guò)程中,教師盡可能地記下學(xué)生做得好的方面和每一次進(jìn)步,及時(shí)進(jìn)行表?yè)P(yáng)并提出希望。同時(shí),通過(guò)新課前對(duì)課本目錄的講解,引導(dǎo)學(xué)生明確本門(mén)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2.給學(xué)生補(bǔ)課

給學(xué)生補(bǔ)課鞏固基礎(chǔ)知識(shí),加強(qiáng)對(duì)“周邊知識(shí)”的修補(bǔ)。如表1所示,在學(xué)習(xí)新課之前,教師將根據(jù)需要用24個(gè)學(xué)時(shí)來(lái)給學(xué)生補(bǔ)習(xí)音視頻處理方面的知識(shí)。

3.找共同點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

了解學(xué)生感興趣的話題和他們喜歡的人和物,將這些內(nèi)容貫穿到教學(xué)中以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如,在學(xué)習(xí)第十章時(shí),通過(guò)制作拼圖游戲,讓學(xué)生在做游戲的同時(shí)學(xué)到圖片分割、按鈕交互和目標(biāo)區(qū)交互等知識(shí)。

4.灌輸團(tuán)隊(duì)合作思想,充分發(fā)揮隊(duì)員作用

在團(tuán)隊(duì)中各成員的個(gè)性不一,隊(duì)員之間往往存在一些沖突,這就要求他們要化解沖突,讓1+1≥2。

五、效果分析

1.學(xué)生的自信心增強(qiáng)了,學(xué)習(xí)目標(biāo)很明確

教師通過(guò)對(duì)學(xué)生的鼓勵(lì)和引導(dǎo),學(xué)生的自信心增強(qiáng)了,學(xué)習(xí)目標(biāo)很明確。在提問(wèn)過(guò)程中學(xué)生不會(huì)再出現(xiàn)不說(shuō)話或者回答“我不會(huì)”等現(xiàn)象,取代的是熟練的操作或者是“我試試”等學(xué)生獨(dú)立、自主的學(xué)習(xí)現(xiàn)象。

2.通過(guò)補(bǔ)課學(xué)生掌握了圖文聲像處理軟件方面的知識(shí)

通過(guò)一個(gè)月的“補(bǔ)課”,學(xué)生對(duì)圖文聲像處理軟件方面的知識(shí)得到了一些修補(bǔ),基本滿足了學(xué)習(xí)本課程的

需要。

3.以案例教學(xué)為主,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性得到了提高

在授課過(guò)程中,由于以學(xué)生感興趣的案例教學(xué)為主,所以學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高,全體同學(xué)基本能按時(shí)按質(zhì)地完成教學(xué)任務(wù)。

4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力增強(qiáng),取得一定學(xué)習(xí)成果

計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)范文第4篇

論文摘 要：多媒體技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。它集中了已經(jīng)比較成熟的圖像處理、聲音處理、視頻處理、三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)等信息處理技術(shù)，改變了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)單一的字符、平面圖形的人機(jī)界面。為人們提供了一個(gè)具有圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫(huà)等多種視聽(tīng)信息，具備良好的交互式可操作性能的信息系統(tǒng)。因此“多媒體信息處理”這門(mén)課程的地位得到了提高，尤其在榆林學(xué)院這樣一所普通應(yīng)用型高等院校中，變的更為重要，也更為迫切，因此我提出以下改革方式。本文就在學(xué)校課程改革的大環(huán)境下,對(duì)多媒體信息處理技術(shù)這門(mén)課程的教學(xué)方式進(jìn)行了探索。 

 

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代。計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)今教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，是教育現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。多媒體技術(shù)運(yùn)用多種現(xiàn)代化手段對(duì)信息進(jìn)行加工處理，顯示與重放，模擬、仿真與動(dòng)畫(huà)技術(shù)的應(yīng)用可以使一些在普通條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)或無(wú)法觀察到的過(guò)程與現(xiàn)象生動(dòng)而形象地顯示出來(lái)，可大大增強(qiáng)人們對(duì)抽象事物與過(guò)程的理解與感受。交互式多媒體技術(shù)將圖、文、聲、像融為一體，可以達(dá)到在短時(shí)間內(nèi)獲取大量知識(shí)信息的效果。 

在教育部關(guān)于高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育三層次方案的指導(dǎo)下，我國(guó)高等學(xué)校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育事業(yè)蓬勃發(fā)展，多媒體技術(shù)與應(yīng)用就是一門(mén)面向高等學(xué)校非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而設(shè)置的第三層次的計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)課程。由于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，多媒體技術(shù)領(lǐng)域里也不斷出現(xiàn)新的技術(shù)、概念，這就使得多媒體技術(shù)與應(yīng)用課程的教學(xué)內(nèi)客和方法都面臨著新的挑戰(zhàn)。如何在有限的課時(shí)數(shù)內(nèi)高質(zhì)最地完成課程的教學(xué)，為學(xué)生奠定一個(gè)扎實(shí)的多媒體技術(shù)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)呢？本文就該課程目前教學(xué)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了探討。 

教學(xué)內(nèi)容不能及時(shí)跟進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，制約著多媒體信息處理技術(shù)的發(fā)展。我校多媒體技術(shù)與應(yīng)用課程主要包括多媒體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域里的基本知識(shí)和內(nèi)容，從總體上叫以分為多媒體技術(shù)基本原理、多媒體硬件、多媒體軟件應(yīng)用設(shè)計(jì)三大方面，原理是基礎(chǔ)，硬件和軟件的應(yīng)用是提高，它們是互相促進(jìn)的兩個(gè)方面。多媒體技術(shù)與應(yīng)用課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)社會(huì)需要的多媒體技術(shù)應(yīng)用人才，這就要求學(xué)生除了要掌握扎實(shí)的多媒體技術(shù)基本原理以外，還要熟悉多媒體硬件和軟件的靈活應(yīng)用。很顯然，目前的教學(xué)內(nèi)容是不符合這一教學(xué)目標(biāo)的。 

基于以上原因，我提出了以下改革方式，首先將一學(xué)期的教學(xué)分為兩大階段，第一階段屬于初期學(xué)習(xí)階段，對(duì)項(xiàng)目所涉及的多媒體技術(shù)軟件行正常教學(xué)，向?qū)W生布置正常的個(gè)人作業(yè)任務(wù)，達(dá)到初步教學(xué)的目的。關(guān)鍵是在后期的第二階段，通常是由教師設(shè)計(jì)一個(gè)，中型的具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性和難度的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，它將由學(xué)生經(jīng)過(guò)一定的學(xué)習(xí)積累后，發(fā)揮他們個(gè)人的特長(zhǎng)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成，項(xiàng)目要求每個(gè)學(xué)生發(fā)揮各自的精專(zhuān)技能并參與團(tuán)隊(duì)合作。也正是通過(guò)項(xiàng)目對(duì)每個(gè)學(xué)生這種唯一性的要求以及揚(yáng)長(zhǎng)避短發(fā)揮每個(gè)學(xué)生創(chuàng)造性的特點(diǎn)，極強(qiáng)地激勵(lì)了每一個(gè)學(xué)生參與該項(xiàng)目工程的學(xué)習(xí)能動(dòng)性和積極性。在多媒體技術(shù)課程中主要是圍繞各個(gè)媒體對(duì)象的創(chuàng)建、編輯入手。每一種媒體對(duì)象都有相關(guān)的多種專(zhuān)業(yè)性軟件可供選擇，如文本對(duì)象——office下的word編輯軟件，圖像處理——photoshop，音頻處理—goldwave，視頻處理——premiere，網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫(huà)——flash/gifconstr- uctset，變形動(dòng)畫(huà)處理—morpheus，多媒體合成制作——authorware等。 

在前期的教學(xué)中,教師也積極響應(yīng)“抓實(shí)驗(yàn)促教學(xué)”，在每個(gè)獨(dú)立單元中花相對(duì)較少的時(shí)間介紹與軟件應(yīng)用相聯(lián)系的背景理論知識(shí)，主要時(shí)間讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，完成一個(gè)小任務(wù)，達(dá)到會(huì)使用該軟件的目的。具體操作如下： 

（1）文字編輯方面：利用截圖工具h(yuǎn)ypersnap和powerpoint制作一節(jié)課的教案。 

（2）圖像處理方面：讓學(xué)生利用photoshop設(shè)計(jì)一款食品的包裝紙盒設(shè)計(jì)。 

（3）音頻處理方面：每個(gè)人完成個(gè)人自我簡(jiǎn)介的錄音，后期再配以音樂(lè)背景合成。 

（4）動(dòng)畫(huà)處理方面：將個(gè)人照片輸入到電腦中，制作成人物的不同年齡段的成長(zhǎng)過(guò)程的瀏覽。 

（5）視頻處理方面：制作一份精致的電了相冊(cè)。 

（6）多媒體合成：用authorware完成拼圖游戲及個(gè)人求職簡(jiǎn)介的制作。 

為了全面提高多媒體技術(shù)與應(yīng)用課程的教學(xué)質(zhì)量、深化該課程教學(xué)手段的改革，制定出符合榆林學(xué)院實(shí)際的改革方案。我們?cè)诮鼛啄甑慕虒W(xué)改革實(shí)踐中制訂了以上的改革方式。希望可以起到緩解教學(xué)與實(shí)踐不符合的矛盾，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量的作用。 

參考文獻(xiàn)： 

［1］艾德才.計(jì)算機(jī)多媒體應(yīng)用基礎(chǔ).北京：中國(guó)水利水電出版社，2001-01. 

計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)范文第5篇

 

0 引言

 

隨著大量視頻探頭的廣泛使用，以視頻內(nèi)容為突破口的視頻偵查逐漸成為公安機(jī)關(guān)偵破案件的重要方法。然而，傳統(tǒng)視頻偵查的成果多是在花費(fèi)大量警力和時(shí)間的基礎(chǔ)上獲得的。于是，具備對(duì)海量視頻有快速研判方法的智能視頻偵查成了解決該問(wèn)題的關(guān)鍵。

 

1 相關(guān)研究

 

智能視頻偵查是指借助計(jì)算機(jī)視覺(jué)和視頻分析的方法對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，完成監(jiān)控目標(biāo)的定位、識(shí)別和跟蹤，并判斷目標(biāo)對(duì)象的行為，輔助公安機(jī)關(guān)對(duì)疑難案件的偵破面對(duì)日益復(fù)雜的治安形勢(shì)，智能視頻偵查正逐漸成為“公安技術(shù)”學(xué)科中繼刑事技術(shù)、行動(dòng)技術(shù)和網(wǎng)偵技術(shù)之后的第四大警務(wù)技術(shù)支柱。智能視頻在技術(shù)層面上都包含視頻分析和視頻理解這兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中視頻分析技術(shù)主要包括背景減除檢測(cè)、基于區(qū)域的跟蹤以及時(shí)間差分檢測(cè)等[1]。

 

由于二維視頻圖像丟失了現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的深度、方向等信息，這些方法都限制了特定的場(chǎng)景構(gòu)成、相機(jī)配置、動(dòng)作形式和視點(diǎn)角度等前提條件。在實(shí)際刑事案件中，這些前提條件基本上無(wú)法保證，導(dǎo)致大多數(shù)方法無(wú)法有效的處理目標(biāo)對(duì)象被遮擋、短時(shí)間內(nèi)消失，以及多個(gè)目標(biāo)相互交錯(cuò)等復(fù)雜情形，因而這些無(wú)法直接應(yīng)用于刑事案件中。

 

雖然視頻分析仍是大多數(shù)研究者關(guān)注的方向，但人們已注意到視頻理解才是智能視頻偵查的最終目標(biāo)，是智能視頻偵查的核心。視頻理解的關(guān)鍵是視頻事件語(yǔ)義描述。視頻語(yǔ)義內(nèi)容分析是抽取用戶所關(guān)心的語(yǔ)義內(nèi)容，這會(huì)出現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)理解與用戶需求之間的矛盾，即語(yǔ)義鴻溝(the Semantic Gap)[2]。

 

傳統(tǒng)視頻處理技術(shù)中存在的這些難題根源在于，視頻圖像征屬性和結(jié)構(gòu)化信息的缺失。顯然，如果能借助一些先驗(yàn)知識(shí)，在三維空間里對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，這些問(wèn)題就可以迎刃而解。但是依靠現(xiàn)有技術(shù)從視頻序列中恢復(fù)目標(biāo)對(duì)象的三維運(yùn)動(dòng)信息和三維結(jié)構(gòu)是非常困難的。究其原因，主要是由于問(wèn)題本身的困難性所致：包含在視頻中的目標(biāo)對(duì)象運(yùn)動(dòng)信息是不充分的，不足以用來(lái)重構(gòu)三維動(dòng)畫(huà)，這是典型的欠約束問(wèn)題。

 

針對(duì)于此，在前期工作的基礎(chǔ)上[3～8]，本文提出了在三維時(shí)空子空間中分析處理視頻數(shù)據(jù)的新思路。利用三維時(shí)空子空間蘊(yùn)含的先驗(yàn)知識(shí)引導(dǎo)整個(gè)處理過(guò)程，克服了傳統(tǒng)人體運(yùn)動(dòng)識(shí)別技術(shù)需要限定前提條件和行為描述困難的不足。研究的關(guān)鍵問(wèn)題有：①在體形子空間的引導(dǎo)下在視頻中匹配三維目標(biāo)模型;②在運(yùn)動(dòng)子空間引導(dǎo)下進(jìn)行視頻事件跟蹤;③在三維事件庫(kù)中進(jìn)行動(dòng)作比對(duì)分類(lèi)。

 

2 系統(tǒng)目標(biāo)與框架

 

2.1 目標(biāo)

 

本系統(tǒng)在盡量少的人工干預(yù)下，通過(guò)三維模型時(shí)空子空間的引導(dǎo)，探索目標(biāo)體型匹配、視頻事件提取以及動(dòng)作比對(duì)分類(lèi)技術(shù)，開(kāi)拓使用三維圖形學(xué)的理論和方法處理視頻偵查難題的新渠道，完成智能視頻偵查的快速研判，圖1顯示了智能視頻偵查的基本工作模式。

 

2.2 框架

 

人體的運(yùn)動(dòng)是符合一定規(guī)律的，反向運(yùn)動(dòng)學(xué)IK(Inverse Kinematics)[9]是描述人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一個(gè)比較合適的方法。傳統(tǒng)的IK一個(gè)比較大問(wèn)題是定義關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)不是一件容易的事情，其整個(gè)過(guò)程也不直觀，要花大量的時(shí)間用于參數(shù)的設(shè)置工作。針對(duì)這種情況，文獻(xiàn)[10]提出了基于網(wǎng)格的反向運(yùn)動(dòng)學(xué)(Mesh-Based Inverse Kinematics)。與基于骨骼體系的傳統(tǒng)IK相比，該方法依賴(lài)已有的樣例網(wǎng)格來(lái)隱含地確定各種約束條件。本文直接使用空間序列模型庫(kù)、時(shí)間序列模型庫(kù)和空間關(guān)系模型庫(kù)來(lái)指導(dǎo)人體運(yùn)動(dòng)跟蹤，通過(guò)對(duì)仿射變換矩陣的比對(duì)來(lái)匹配特定的人體運(yùn)動(dòng)，圖2顯示了本系統(tǒng)的總體架構(gòu)。

 

2.2.1 體形子空間中的模型匹配

 

選擇模型匹配模塊主要作用是，對(duì)應(yīng)于復(fù)雜視頻場(chǎng)景選擇最為合適的三維人體模型來(lái)跟蹤視頻，以有效地解決遮擋和多目標(biāo)交錯(cuò)等問(wèn)題。研究的關(guān)鍵點(diǎn)有：①人體局部插值算法的建立;②建立從二維圖像生成三維人體模型的數(shù)學(xué)模型。

 

2.2.2 運(yùn)動(dòng)子空間中的人體運(yùn)動(dòng)視頻跟蹤

 

本系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)就是如何在空間關(guān)系模型庫(kù)的支撐下完成運(yùn)動(dòng)子空間中的人體運(yùn)動(dòng)視頻跟蹤。人體運(yùn)動(dòng)是遵循運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的，采用運(yùn)動(dòng)子空間來(lái)描述其反向運(yùn)動(dòng)學(xué)信息，然后把運(yùn)動(dòng)子空間作為運(yùn)動(dòng)捕捉的約束條件，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的視頻場(chǎng)景。研究的關(guān)鍵點(diǎn)為：①運(yùn)動(dòng)子空間的約束方程的建立;②動(dòng)作庫(kù)模型投影與視頻序列匹配的約束方程的建立;③空間關(guān)系模型庫(kù)的約束方程的建立。

 

2.2.3 三維事件庫(kù)中的動(dòng)作比對(duì)分類(lèi)

 

人體運(yùn)動(dòng)比對(duì)分類(lèi)是本文的另一個(gè)研究重點(diǎn)，其功能就是輸入一套人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，然后在三維事件庫(kù)中進(jìn)行動(dòng)作比對(duì)分類(lèi)，用來(lái)確定最相似的動(dòng)作，以確定目標(biāo)特點(diǎn)或分析事件性質(zhì)。

 

3 關(guān)鍵算法

 

3.1 體形子空間中的模型匹配

 

在跟蹤視頻人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先根據(jù)空間序列模型庫(kù)合成與被跟蹤對(duì)象體形最為接近的三維人體模型。文獻(xiàn)[11]對(duì)人體模型進(jìn)行了比較全面的研究，提出了在指定人體模型間線性插值的方法產(chǎn)生新的模型。本文拓展了文獻(xiàn)[11]的算法，其基本方案為：模型Mi可以表示為標(biāo)準(zhǔn)人體模型通過(guò)仿射變換獲得的結(jié)果，把仿射矩陣極分解(Polar Decomposition)，對(duì)非旋轉(zhuǎn)部分可以直接采用線性插值，而對(duì)旋轉(zhuǎn)部分需要先對(duì)旋轉(zhuǎn)矩陣求對(duì)數(shù)，然后對(duì)矩陣對(duì)數(shù)(Matrix Logarithm)線性插值，最后通過(guò)矩陣指數(shù)(Matrix Exponential)把疊加后的值映射回原來(lái)的坐標(biāo)空間。通過(guò)這種方法可以在體形子空間上構(gòu)造一個(gè)函數(shù)，M是空間序列模型庫(kù)中的模型集合{M1，…，Mn}，ξ是參數(shù)向量{ξ1，…，ξn}，ξi與Mi一一對(duì)應(yīng)。

 

為了確定參數(shù)ξ，需要對(duì)確定的模型與視頻圖像進(jìn)行匹配。本文使用自底向上法(bottom-up)進(jìn)行匹配。匹配之前需對(duì)空間序列模型庫(kù)中的模型按主要關(guān)節(jié)進(jìn)行分解，采用SNAKE算法或人工分解，分解過(guò)程只需進(jìn)行一次就可以反復(fù)使用。三維模型與圖像的匹配問(wèn)題一直是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的話題，可以把此問(wèn)題歸結(jié)為一個(gè)高維空間中的帶約束的數(shù)值優(yōu)化問(wèn)題。本文通過(guò)輪廓匹配(圖3a)與邊界匹配(圖3b)來(lái)完成三維模型選擇。匹配計(jì)算時(shí)，各三維模型子塊只做剛體運(yùn)動(dòng)。

 

為了提高算法可靠性，需要在開(kāi)始的多幀視頻圖像中進(jìn)行模型匹配，為此設(shè)計(jì)了公式(1)表示的數(shù)學(xué)模型，其中有三個(gè)約束項(xiàng)，通過(guò)求取三個(gè)約束項(xiàng)線性組合的最優(yōu)參數(shù)合成最匹配的三維人體數(shù)學(xué)模型。

 

其中P為投影矩陣;parti為獲取人體模型第i部分的函數(shù);T為仿射變換矩陣，不同部分的人體模型對(duì)應(yīng)不同的Ti;j表示第j幀視頻圖像;SVideo是視頻圖像輪廓;E是求取三維模型透影邊界的函數(shù)，Evideo是視頻圖像邊界;V是三維人體模型頂點(diǎn);C1是輪廓約束的簡(jiǎn)化表達(dá)式;C2是邊界約束的簡(jiǎn)化表達(dá)式;C3保證各人體模型子塊剛體運(yùn)動(dòng)。k1、k2和k3是權(quán)重系數(shù)，可以調(diào)整各約束條件所起的作用。求取ξ*后，就是所需要的結(jié)果。

 

3.2 運(yùn)動(dòng)子空間中的人體運(yùn)動(dòng)視頻跟蹤

 

對(duì)于有瑕疵的視頻圖像，可以先進(jìn)行圖像變形矯正、運(yùn)動(dòng)模糊去除和去霧處理。在跟蹤過(guò)程中有三組約束，第一組約束就是運(yùn)動(dòng)子空間的約束，結(jié)合前期工作，提出如下數(shù)學(xué)模型：

 

其中ROI(k)表示第k個(gè)感興趣區(qū)域(ROI);R為三維人體模型中ROI的數(shù)量;V與為變形前后的頂點(diǎn)坐標(biāo)，變形后的人體模型是的函數(shù)，記為;N(i)是頂點(diǎn)Vi相鄰頂點(diǎn)的集合;Gi是對(duì)應(yīng)于頂點(diǎn)Vi的仿射變換矩陣，它的合成需要先把仿射矩陣的旋轉(zhuǎn)部分從全旋轉(zhuǎn)群SO(3)映射到Lie代數(shù)空間so(3)上，在so(3)上進(jìn)行線性疊加，然后映射回SO(3)空間，對(duì)非旋轉(zhuǎn)部分，直接進(jìn)行線性疊加，最后兩者相乘：

 

其中L(l1，…，lt)是運(yùn)動(dòng)子空間中的系數(shù)向量;Q是指仿射矩陣的旋轉(zhuǎn)部分，U是指非旋轉(zhuǎn)部分，Exp和Log分別是矩陣指數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)。

 

第二組約束是動(dòng)作庫(kù)模型投影與視頻序列匹配的約束。具體跟蹤以跟蹤片斷(Tracklet) (圖4a)為單位，每個(gè)Tracklet包含n幀，n的值需要在研究中確定。在進(jìn)行下一步處理前，使用三維智能剪刀獲得一個(gè)時(shí)空體(Space Time Volume，圖4c)，三維智能剪刀是在文獻(xiàn)[8]基礎(chǔ)上拓展出來(lái)的。除了采用輪廓匹配和邊界匹配外，還采用3D SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征匹配。輪廓匹配和邊界匹配概念的表達(dá)式不同，即式(4)的C5和C6。3D SIFT匹配首先需要在視頻圖像上計(jì)算出所有3D SIFT特征，如圖4b的d就是一個(gè)3D SIFT;然后要把d和三維人體模型頂點(diǎn)進(jìn)行匹配。具體過(guò)程如下：對(duì)第j幀的d，找出離其最近的第j-1幀三維人體模型投影點(diǎn)u，而u是由三維頂點(diǎn)V投影產(chǎn)生，這樣就把d和V關(guān)聯(lián)起來(lái)。這樣，對(duì)第j幀上的所有3D SIFT特征都可以找出對(duì)應(yīng)的三維頂點(diǎn)，可以寫(xiě)出3D SIFT匹配的表達(dá)式C7。為保持跟蹤結(jié)果的連續(xù)性，還要使用C8約束。

 

第三組約束利用多目標(biāo)間的空間關(guān)系來(lái)解決相互遮擋問(wèn)題。如果其中一個(gè)角色被另外一個(gè)遮擋，可以把這種多目標(biāo)間的空間聯(lián)系作為約束條件來(lái)輔助視頻跟蹤。多目標(biāo)空間關(guān)系的約束可以用下式表示：

 

其中Mi是對(duì)應(yīng)于頂點(diǎn)Vi的仿射變換矩陣。其余符號(hào)與C4類(lèi)似。聯(lián)立C4～ C9，可以得到公式(2)，其中k1～k6為權(quán)重系數(shù)。

 

3.3 三維事件庫(kù)中的動(dòng)作比對(duì)分類(lèi)

 

三維事件庫(kù)中的人體運(yùn)動(dòng)是使用標(biāo)準(zhǔn)三維人體存儲(chǔ)的，而用于匹配的人體運(yùn)動(dòng)也是用標(biāo)準(zhǔn)三維人體模型表示的。經(jīng)過(guò)前期探索，提出了基于三維時(shí)空子空間的人體運(yùn)動(dòng)比對(duì)分類(lèi)方案：

 

記待檢索人體運(yùn)動(dòng)為，其中Fj表示第j幀三維模型，共L幀，是對(duì)應(yīng)各幀的時(shí)鐘數(shù)據(jù);類(lèi)似的，可以用和表述三維事件庫(kù)中的第i套人體運(yùn)動(dòng)，共p(i)幀。對(duì)于Fj，第k個(gè)頂點(diǎn)相對(duì)于初始位置的仿射變換矩陣記為;同樣，對(duì)于，對(duì)應(yīng)其第i套動(dòng)作的仿射變換矩陣可以標(biāo)記為的形式。

 

Fl在中匹配的數(shù)學(xué)模型為：

 

其中λ是對(duì)應(yīng)于的系數(shù);n為標(biāo)準(zhǔn)三維人體模型的頂點(diǎn)數(shù);k1和k2為權(quán)重系數(shù)，用于調(diào)整子項(xiàng)的權(quán)重。計(jì)算出λ*后，需要找出其中的最大值：，然后設(shè)立閾值α>0，如 則表示匹配，形成匹配對(duì)。

 

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

 

本文使用Visual C++實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)初步框架。在體型庫(kù)中，以浙江警察學(xué)院普通學(xué)生為藍(lán)本，建立男和女兩個(gè)模型，在動(dòng)作庫(kù)中，建立了走、跑、跳、蹲幾個(gè)動(dòng)作。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)簡(jiǎn)單背景的20段視頻進(jìn)行了測(cè)試，識(shí)別率為80%，在Intel i5 CPU和4G內(nèi)存的普通PC機(jī)上平均耗時(shí)100秒鐘。初步實(shí)驗(yàn)表明，本文提出系統(tǒng)是可行的。

 

5 結(jié)束語(yǔ)

 

本文是涉及圖形學(xué)、視頻處理技術(shù)和刑事技術(shù)的交叉性課題，不僅在學(xué)術(shù)上有諸多閃光點(diǎn)，而且為智能視頻偵查在刑事偵查和治安管理等方面的應(yīng)用打下了良好的理論基礎(chǔ)。主要?jiǎng)?chuàng)新與特色之處有以下。

 

5.1 從方法層面看

 

通過(guò)三維時(shí)空子空間，把三維圖形學(xué)的理論和方法引入到了視頻處理中，為處理視頻偵查難題提供了新的渠道，可以有效地克服視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)性差和缺乏特征信息等弱點(diǎn)，促進(jìn)了智能視頻偵查技術(shù)的發(fā)展和完善。

 

5.2 從技術(shù)層面看

 

提出了基于體形子空間的二維監(jiān)控目標(biāo)與三維模型匹配的三維重建算法。在三維人體模型局部參數(shù)化以后，可以根據(jù)二維體形生成最為匹配的三維模型。

 

結(jié)合3D SIFT圖像特征和三維運(yùn)動(dòng)子空間以及空間關(guān)系模型庫(kù)中的引導(dǎo)信息，提出了新的運(yùn)動(dòng)跟蹤算法，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行預(yù)測(cè)，并處理遮擋問(wèn)題，可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的運(yùn)動(dòng)跟蹤。