[发明专利]视频空时特征提取方法

权利要求书

1.一种视频空时特征提取方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

第一步：分别对视频流中的两帧的图像以及进行高斯滤波；

第二步：分别计算滤波后的两帧图像的边缘及纹理区域的几何正则度及最优几何正则方向并构建空间几何流场；

第三步：基于最优几何正则方向不变，在两帧图像的空间几何流场之间建立运动方程；

第四步：采用块匹配相关法计算时域几何运动流；

第五步：对计算出的几何流场采用M×M邻域局部平均法消除奇异值；

第六步：将空间几何流场与时域几何运动流融合，即得到一种视频的空时特征。

2.根据权利要求1所述的视频空时特征提取方法，其特征是，所述的第二步具体包括：

2.1)以点(x，y)为中心，选择(2m+1)×(2m+1)方块；

2.2)根据方块的大小初始化N个几何正则方向集θ_i∈(-π/2，π/2]，并将每个方块分别沿N个几何正则方向映射成序列S(θ_i)，然后对序列S(θ_i)进行一维正交小波变换；

2.3)计算最优几何正则方向θ：

其中：d_WT为沿θ方向的正则度，WT(S(θ))为沿θ方向进行一维正交小波变换后的系数；当d_WT＜T时，则将d_WT作为该点的几何正则度，对应的角度θ为最优几何正则方向；否则该方块为平滑且不定义几何正则方向；其中： I_x为水平梯度，I_y为垂直梯度，α为固定系数；

2.4)将标量的最优几何正则方向θ用单位向量表示，即空间几何流：

g_s(x，y)＝(n_x，n_y)＝(cosθ，sinθ)；

2.5)重复上述步骤2.1)至2.4)直至所有点均计算得到其对应的空间几何流，对应综合得出整幅图像的空间几何流场。

3.根据权利要求1所述的视频空时特征提取方法，其特征是，第三步中所述的运动矢量 为g_s(x，y，t)＝g_s(x+u，y+v，t+Δt)，其中：g_s(x，y，t)表示时空点p＝(x，y，t)处的最优几何正则方向，g_s(x，y，t+Δt)表示时空点p＝(x+u，y+v，t+Δt)处的最优几何正则方向，g_t(x，y，t)＝(u，v)为时空点p＝(x，y，t)处的时域几何运动流。

4.根据权利要求1所述的视频空时特征提取方法，其特征是，所述的第四步包括以下步骤：

4.1)设定匹配窗口大小为(2k+1)×(2k+1)，搜索窗口大小为(2L+1)×(2L+1)，则对于目标函数E(g；u，v)：

其中：d_penalty为距离惩罚因子且与离中心的距离成正比；

4.2)采用穷尽搜索求出E(g；u，v)中最小值作为最佳匹配块，对应的g_t(x，y，t)＝(u，v)即为所要求的运动矢量。

5.根据权利要求4所述的视频空时特征提取方法，其特征是，所述的距离惩罚因子为

。

6.根据权利要求4所述的视频空时特征提取方法，其特征是，所述的空时特征向量g(x，y)＝(u，v，n_x，n_y)，其中：(u，v)为时域运动特征，单位向量(n_x，n_y)为空域的结构特征。