視頻檢索技術(shù)中關(guān)鍵幀提取算法的研究.pdf

1、隨著多媒體和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,視頻作為獲取信息資源的主要形式之一,給我們帶來(lái)了視覺(jué)和聽覺(jué)的享受。但是,快速地從海量的視頻中找到有效的信息并不是易事,因?yàn)橐曨l不同于其它數(shù)據(jù)信息,具有數(shù)據(jù)量大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,內(nèi)容豐富的特點(diǎn)?；趦?nèi)容的視頻檢索方法是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)中包含的內(nèi)容進(jìn)行分析與理解,提取視頻中的顏色、形狀和紋理等視覺(jué)特征作為索引,以方便用戶進(jìn)行查詢,確保能夠快速地檢索到有效的多媒體內(nèi)容。
　　 基于內(nèi)容的檢索通常先對(duì)視

2、頻進(jìn)行鏡頭檢測(cè),把視頻分割成若干個(gè)鏡頭。每個(gè)鏡頭中的圖像幀含有很大的冗余信息。所以,通過(guò)對(duì)每個(gè)鏡頭提取能夠代表鏡頭內(nèi)容的關(guān)鍵幀,可以解決這個(gè)問(wèn)題。利用關(guān)鍵幀序列來(lái)代表視頻內(nèi)容的變化,以此來(lái)代替相應(yīng)的視頻,這樣,不但減少了需要處理的數(shù)據(jù),而且大大提高了檢索的效率。關(guān)鍵幀提取是將視頻轉(zhuǎn)化為圖像的重要方法。目前關(guān)鍵幀的提取已經(jīng)有很多算法,有基于鏡頭邊界、運(yùn)動(dòng)分析或者聚類等方法。這些方法都是需要先進(jìn)行鏡頭分割,然后通過(guò)分析圖像幀的顏色、形狀、紋

3、理等特征,還有各幀之間的相互關(guān)系,找到代表視頻信息的關(guān)鍵幀。但是提取的關(guān)鍵幀有時(shí)候并不一定能代表視頻的有效內(nèi)容,這樣就使接下來(lái)的視頻檢索處理產(chǎn)生了前期的誤差。因此,關(guān)鍵幀如何能夠在最大程度上代表視頻的主要內(nèi)容,而且又可以適用在不同的視頻上,是具有重要學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值的。
　　 視頻特征提取是關(guān)鍵幀提取的首要步驟,特征向量提取的好壞直接影響著關(guān)鍵幀描述鏡頭的效果。本論文從視頻、圖像兩個(gè)層次介紹了視頻信息的特征,并對(duì)顏色、形狀、紋

4、理和運(yùn)動(dòng)特征提取方法進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明,通過(guò)數(shù)學(xué)公式對(duì)這些特征進(jìn)行了量化描述。
　　 基于聚類的方法能夠有效地消除鏡頭間的相關(guān)性,但是不能保存原鏡頭內(nèi)圖像幀的時(shí)間順序和動(dòng)態(tài)信息。基于視覺(jué)內(nèi)容分析的方法對(duì)于運(yùn)動(dòng)較多的鏡頭不能充分地描述視頻內(nèi)容。為了兼顧時(shí)序性和自適應(yīng)性,本論文提出了一種基于子鏡頭的自適應(yīng)關(guān)鍵幀提取的新算法。此方法是利用樣本的距離可分性準(zhǔn)則提出子鏡頭分割函數(shù),通過(guò)尋找函數(shù)極大值將鏡頭分割為若干子鏡頭。這樣不僅可以保持了

5、視頻的時(shí)序性,又避免了閾值法分割準(zhǔn)確性差的不足。然后,根據(jù)每個(gè)子鏡頭內(nèi)本身的內(nèi)容變化,自適應(yīng)地確定每個(gè)子鏡頭的關(guān)鍵幀個(gè)數(shù),解決了現(xiàn)有算法提取的關(guān)鍵幀數(shù)目不理想的問(wèn)題。
　　 該方法首先對(duì)視頻鏡頭從子鏡頭、圖像幀兩個(gè)層次進(jìn)行分析。從鏡頭中檢測(cè)出子鏡頭,自適應(yīng)提取關(guān)鍵幀,使用戶能根據(jù)少量的可視化數(shù)據(jù)對(duì)視頻有快速的了解。
　　 本方法能夠根據(jù)視頻自身的復(fù)雜度,提取準(zhǔn)確率較高的關(guān)鍵幀,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,利用保真度和壓縮率來(lái)衡量改進(jìn)方