基于壓縮傳感和非線性降維的視頻指紋的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,信息的傳播變的更加便捷,圖像、音頻、視頻等多媒體作品可以通過互聯(lián)網(wǎng)很自由的進(jìn)行傳播。視頻信息以其直觀性、生動(dòng)性和極大的親和力在生活中起著重要的作用。尤其近年來多媒體數(shù)據(jù)制作、存儲(chǔ)與傳播方面取得重大技術(shù)進(jìn)展,使得可利用視頻數(shù)據(jù)日益膨脹,已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧Ｈ欢?在互聯(lián)網(wǎng)上眾多的視頻中,如何準(zhǔn)確有效的檢索到所需要的視頻,成了目前的首要問題。因此,視頻指紋應(yīng)運(yùn)而生。它是一種軟件識(shí)別、提取、壓

2、縮視頻的技術(shù),從視頻文件中提取可以唯一標(biāo)識(shí)視頻文件的特征,并存儲(chǔ)這些特征。通過比較已提取的視頻指紋來識(shí)別視頻內(nèi)容,視頻指紋相對(duì)比原來視頻內(nèi)容,要小了很多,因此可以很容易在數(shù)據(jù)庫中儲(chǔ)存。他們可能會(huì)被視為一種有損壓縮的極端形式,不能用來重建原始的視頻內(nèi)容。視頻指紋技術(shù)由于在視頻檢索方面具有的各種優(yōu)良特性和顯著優(yōu)勢,已成為近年來學(xué)術(shù)界和商業(yè)界共同關(guān)注的焦點(diǎn)。本文結(jié)合了兩種有效的算法應(yīng)用于視頻指紋技術(shù)上,取得了很好的檢索實(shí)用效果,豐富了視頻指紋

3、的理論。
　　本文以任意選取的視頻序列為研究對(duì)象,其主要工作如下:
　　(1)歸納總結(jié)了視頻指紋技術(shù)的研究背景和意義,分析了國內(nèi)外對(duì)視頻指紋技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并詳細(xì)闡述了視頻指紋的基本模型、性能要求、分類、可能會(huì)遭遇到的各種攻擊和關(guān)鍵技術(shù),最后介紹了視頻指紋技術(shù)在視頻檢索方面的應(yīng)用。
　　(2)總結(jié)了壓縮傳感理論的基本原理和定義,闡述了壓縮傳感的核心思想和基本特性,結(jié)合壓縮傳感理論的稀疏性和安全性,展示了壓縮傳感理論在各

4、個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和未來可能發(fā)展的研究方向。
　　(3)利用壓縮傳感理論,提出了一種基于壓縮傳感的視頻指紋方案。該方法利用壓縮傳感的核心思想,將壓縮與采樣合并進(jìn)行,在指紋的生成時(shí)更好的體現(xiàn)了稀疏性和安全性。結(jié)合后續(xù)的指紋處理過程,顯著提高了視頻指紋的魯棒性和實(shí)時(shí)性。同時(shí)提出了高效的指紋匹配方案,利用粗精兩步匹配搜索法,對(duì)視頻進(jìn)行檢索,提高了視頻的檢索速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,能準(zhǔn)確檢測視頻片段,對(duì)通常的視頻處理具有較強(qiáng)魯棒性,滿足視頻檢索的實(shí)

5、時(shí)要求。
　　(4)針對(duì)大多數(shù)視頻指紋的研究都是基于視頻幀的線性降維,沒有考慮視頻數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的問題,提出了一種基于非線性降維的視頻指紋方案。該方法結(jié)合Isomap(等距離映射算法)和LPP(保局投影算法)的兩種非線性降維算法,分別生成視頻的全局指紋和局部指紋,成功的利用了嵌入在高維數(shù)據(jù)空間中的低維流形結(jié)構(gòu),高維數(shù)據(jù)被有效地降為低維數(shù)據(jù)。同時(shí)由全局指紋和局部指紋聯(lián)合構(gòu)成的視頻指紋,在防攻擊方面有著更強(qiáng)的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明: