数字视频处理作业(二)

1、数字视频处理（二）一 将y4m格式的视频文件读入到Matlab中，文件可以从如下网站下载：/video/derf/二 使用examples.m将y4m视频文件中的每一帧图像读取出来说明：1 由于刚开始所下视频文件过大，出现问题“Out of memory”，所以我下载了一个较小（13.5M）的关于两人打乒乓球的视频文件tt_sif.y4m2 由examples.m读出了视频文件tt_sif.y4m的帧数（lastframenumber）、帧号（framenumber）及每帧的RGB像素数据（rgbframe），这些数据在后续处理中都将用到。3 由exam

2、ples.m显示的第一帧和最后一帧图像如下所示：三 把奇数帧的偶数行丢弃，把偶数帧的奇数行丢弃，这样就形成了隔行视频1 代码如下：for framenumber=1:lastframenumber %逐次取各帧 if mod(framenumber,2) = 0 %偶数帧的奇数行舍弃，即归零 rgbframe(1:2:rows,:,:) = 0; else %奇数帧的偶数行舍弃，即归零 rgbframe(2:2:rows,:,:) = 0; endend2 去除奇数行的最后一帧图像如下：从该图中可明显看出奇数行被去除，整个图像呈现条纹状四 分别采用垂直重复，行平均，垂直内插，场平均，行场平均的

3、方法进行去隔行1 去隔行：简单地说，去隔行就是以一定的方法（如题中所述）把隔行视频转换为逐行视频2 垂直重复：即将所舍弃行的上一行或下一行的数据赋给所舍弃行。 代码如下：for framenumber=1:lastframenumber %逐次取各帧 if mod(framenumber,2) = 0 %偶数帧的奇数行等于下一行 rgbframe(1:2:rows,:,:) = rgbframe(2:2:rows,:,:); else %奇数帧的偶数行等于上一行 rgbframe(2:2:rows,:,:) = rgbframe(1:2:rows,:,:); end imshow(rgbfra

4、me,), title(num2str(framenumber-1), drawnowend 最后一帧图像为： 分析： 从单帧图像上很容易看出，由于舍弃行的数据是拿上下行的数据来填充的，所以图像明显呈现块状，边缘也不再光滑有锯齿效应。 部分区域存在明显的竖直线条。 视频中，图像静止时，并不是静止不动，存在一些点的变动。 当镜头存在相对运动时，整个视频的背景存在一定的往上或往下的偏移运动（行蠕动），视频质量明显下降。3 行平均：即所舍弃行的数据等于上下行数据的平均值 代码如下：for framenumber=1:lastframenumber %逐次取各帧 if mod(framenumber,

5、2) = 1 for i=2:2:rows-1 rgbframe(i,:,:) = %取平均 (double(rgbframe(i-1,:,:)+double(rgbframe(i+1,:,:)/2; end else for i=3:2:rows-1 rgbframe(i,:,:) = %取平均 (double(rgbframe(i-1,:,:)+double(rgbframe(i+1,:,:)/2; end end imshow(rgbframe,), title(num2str(framenumber-1), drawnowend 最后一帧图像为： 分析： 单帧图像，已不存在明显的块状模

6、糊，不过由于采用平均方式，损失了一定的高频信息，有一定的模糊，另外边缘还存在锯齿现象。 部分区域也存在明显的竖直线条。 视频也还存在垂直重复中的行蠕动问题。4 垂直内插: 即所舍弃行的数据等于上两行和下两行数据的平均值，可根据实际情况，加一定的权重。由于其与最靠近的两行相关性大，可取该两行的权重大些。代码如下:for framenumber=1:lastframenumber %逐次取各帧 if mod(framenumber,2) = 1 %取平均，权重为1 4 4 1 rgbframe(4:2:rows-3,:,:) = (double(rgbframe(1:2:rows-6,:,:)+4

7、*double(rgbframe(3:2:rows-4,:,:) +4*double(rgbframe(5:2:rows-2,:,:)+double(rgbframe(7:2:rows,:,:) )/10; else %取平均，权重为1 4 4 1 rgbframe(5:2:rows-3,:,:) = (double(rgbframe(2:2:rows-6,:,:)+4*double(rgbframe(4:2:rows-4,:,:) +4*double(rgbframe(6:2:rows-2,:,:)+double(rgbframe(8:2:rows,:,:) )/10; end imshow

8、(rgbframe,), title(num2str(framenumber-1), drawnowend 最后一帧图像为：分析：现象与行平均差不多，一些地方清晰度有所提高。5 场平均：即舍弃行的数据等于前后两场相应行的数据的平均值代码如下：for framenumber=1:lastframenumber %逐次取各帧 if framenumber = 1 f=zeros(rows,cols,3,3); %创建四维矩阵，用于存储三帧数据 for i=1:3 f(:,:,:,i)=rgbframe; end else if framenumber = 2 f(:,:,:,3) = rgbfra

9、me; else f(:,:,:,1) = f(:,:,:,2); f(:,:,:,2) = f(:,:,:,3); %2为所要研究的帧，1、3分别为前 f(:,:,:,3) = rgbframe; %后帧 rgbframe = f(:,:,:,2); if mod(framenumber,2) = 0 %取平均 rgbframe(2:2:rows,:,:) = (double(f(2:2:rows,:,:,1) +double(f(2:2:rows,:,:,3)/2; else %取平均 rgbframe(1:2:rows,:,:) = (double(f(1:2:rows,:,:,1) +

10、 double(f(1:2:rows,:,:,3)/2; end end end imshow(uint8(rgbframe),), title(num2str(framenumber-1), drawnowend 最后一帧图像为：分析： 单帧图像，静止处的清晰度很高，边缘的锯齿效应也得到一定的复原，只是，对于运动幅度较大处，有明显的由于均值化带来的误差。 背景上的竖直条纹也消失了。 视频中，静止时，效果可以；当运动幅度上升时，很明显的存在运动模糊现象，运动剧烈的还会有重影现象。 有时，当场景变化较大时，还会出现闪烁现象。6 行场平均：即舍弃行的数据既与前后两场相应行的数据有关，还与上下两行的

11、数据有关，是四者的平均值。代码如下：for framenumber=1:lastframenumber %逐次取各帧 if framenumber = 1 f=zeros(rows,cols,3,3); %创建四维矩阵，用于存储三帧数据 for i=1:3 f(:,:,:,i)=rgbframe; end else if framenumber = 2 f(:,:,:,3) = rgbframe; else f(:,:,:,1) = f(:,:,:,2); f(:,:,:,2) = f(:,:,:,3); %2为所要研究的帧，1、3分别为前 f(:,:,:,3) = rgbframe; %后帧

12、 rgbframe = f(:,:,:,2); if mod(framenumber,2) = 0 %取平均 rgbframe(2:2:rows-1,:,:) = (double(f(2:2:rows-1,:,:,1) + double(f(2:2:rows-1,:,:,3) + double(f(1:2:rows-3,:,:,2) + double(f(3:2:rows-1,:,:,2) )/4; else %取平均 rgbframe(3:2:rows-1,:,:) = (double(f(3:2:rows-1,:,:,1) + double(f(3:2:rows-1,:,:,3) + . double(f(2:2:rows-2,:,:,2) + double(f(4:2:rows,:,:,2) )/4; end end end imshow(uint8(rgbframe),), title(num2str(framenumber-1), drawnowend最后一帧图像为：分析： 与行平均相比，局部褶皱消除了，但由于采用平均算法，滤除了一些高频分量，以致局部区域产生模糊。 视频，也还是存在运动模糊现象。五 结果分析1 去隔行的必要性隔行存在如下缺点：行间闪烁现象； 并行现象； 相邻场光栅中左右错开的锯齿化现象