[发明专利]一种视频文件的检索方法及其系统和应用

说明书

本发明公开了一种视频文件的检索方法及其系统和应用，所述检索方法包括：视频序列结构化处理，即将视频序列分割为若干个镜头；提取每个镜头的关键帧图像；提取每个镜头的全局运动特征，建立每个镜头的特征索引；通过用户提交的检索条件在所有镜头的特征索引集合中进行检索，并向用户反馈结果。本发明的方法通过对视频内容进行计算机处理、分析和理解，自动提取并描述视频的特征和内容，建立相关信息索引，实现视频信息更加方便有效的获取。

技术领域

本发明属于文件检索技术领域，特别涉及一种视频文件的检索方法及其系统和应用。

背景技术

随着信息技术的快速发展和普及，视频形式的多媒体数据在不断的增加，因此，如何在海量的视频信息中检索出想要的内容成为了一个要急需解决的问题。传统的视频检索方法是通过对视频以人工的方法添加文字标识符的方式进行检索，这种检索方式工作量大、效率低，难以满足如今实际生产应用的需要。

视频检索技术是借助计算机对视频进行从底层到高层的处理、分析和理解的过程、获取其内容并根据内容进行检索，对大规模视频数据库中的视频数据进行检索。它提供一种算法在没有人工参与的情况下，自动提取并描述视频的特征和内容，克服了传统检索方式的不足，已成为多媒体信息检索领域的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种视频文件的检索方法及其系统和应用，通过对视频内容进行计算机处理、分析和理解，自动提取并描述视频的特征和内容，建立相关信息索引，实现视频信息更加方便有效的获取。

为此，本发明技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种视频文件的检索方法，所述检索方法包括以下步骤：

(1)视频序列结构化处理，即将视频序列分割为若干个镜头；

(2)提取每个镜头的关键帧图像；

(3)提取每个镜头的全局运动特征，建立每个镜头的特征索引；

(4)通过用户提交的检索条件在所有镜头的特征索引集合中进行检索，并向用户反馈结果。

优选地，步骤(1)通过镜头边界检测技术将视频序列分割为若干个镜头；具体为通过对镜头切换点的检测找出连续出现的两个镜头之间的边界，把属于同一个镜头的帧聚集在一起的过程。

镜头切换主要有突变和渐变两种方式，突变是指一个镜头与另一个镜头之间没有过渡，由一个镜头瞬间直接转换为另一个镜头的方法；渐变是指一个镜头到另一个镜头渐渐过渡的过程，包括淡入淡出溶解和扫换等。

步骤(2)为提取每个镜头的关键帧图像，即在镜头分割完成后，需要进一步进行镜头关键帧的提取工作。一个镜头的关键帧就是反映该镜头中主要内容的一帧图像或若干帧图像。关键帧的选取一方面必须能够反映镜头中的主要事件，因而描述应尽可能完全准确；另一方面，为便于管理，数据量应尽量小，且计算不宜太复杂。通过分析视频视觉内容(颜色直方图、运动信息)随时间的变化情况，确定所需关键帧的数目，并按照一定的规则为镜头抽取关键帧。

优选地，步骤(3)所述动态特征包括全局运动特征(摄像机的运动如摇镜头、推拉、跟踪等摄像机的操作)及局部运动(镜头内对象的运动，运动轨迹、相对速度、对象之间位置的变化等)特征，静态特征包括颜色、形状、纹理特征等特征；全局运动特征，利用运动图像序列中灰度数据的时域变化和相关性，确定图像像素的运动情况，包括镜头内对象的运动轨迹、相对速度、对象之间位置的变化等信息。

优选地，提取每个镜头的全局运动特征包括以下步骤：考首先从相邻关键帧中选取足够多的观测点，并在其后求出所述观测点的运动矢量，最后利用参数拟合方法估计摄像机的运动模型参数，运用所述运动模型参数建立摄像机运动的通用模型，来刻画每个镜头的全局运动特征；

优选地，所述参数拟合方法为最小二乘估计法。