[发明专利]一种基于内容的三维CG动画搜索方法及装置

权利要求书

1.一种基于内容的三维CG动画搜索方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1、视频结构化分析，对视频数据按照层次高低划分为如下层次：视频序列、场景、镜头、图像帧；

步骤2、镜头分割，将一段视频分割成若干个视频镜头；

步骤3、关键帧提取，所述镜头分割完成后从每个镜头中选取若干图像帧代表该镜头的主要视觉内容；

步骤4、特征提取，在镜头分割和关键帧提取的基础上，从镜头中提取运动信息，从关键帧中提取视觉特征信息；

步骤5、形成索引，将特征存入到检索系统的特征数据库中形成索引；

步骤6、查询，根据用户提交的查询要求和对视频的描述与表达，进行相似性度量，并按相似度由高到低提交用户。

2.根据权利要求1所述的一种基于内容的三维CG动画搜索方法，其特征在于，所述关键帧提取采用基于时空切片聚类的自动提取算法，所述时空切片是从连续的视频图像序列的同一位置提取出的一行和/或列像素组合而成。

3.根据权利要求2所述的一种基于内容的三维CG动画搜索方法，其特征在于，所述基于时空切片聚类的自动提取算法先对视频的时空切片进行聚类，形成子镜头，在所述子镜头中提取关键帧；

其中上述聚类算法包括：

初始聚类中心的选择，将视频切片分成若干等分，设定一与视频总帧数和聚类中心的数目相关的过程变量，通过所述过程变量定义聚类中心；

聚类中心的更改，计算出每类中所有样品的均值，然后找出每类中离均值最近的样本作为新的聚类中心；

距离的计算，通过样本数和样本之间的时间顺序计算帧与帧之间的距离；

聚类中心个数的选择，对于不同的视频自动选择最佳中心个数。

4.根据权利要求3所述的一种基于内容的三维CG动画搜索方法，其特征在于，所述基于时空切片聚类的自动提取算法包括如下步骤：

步骤1、将视频图像帧灰度化，然后提取出镜头的水平时空切片；

步骤2、对视频时空切片进行聚类；

步骤3、聚类内连续帧的数目较少时，当连续小于N帧（N=10）被分成一个类，且这个类相邻两边的类的颜色是相同的，则将他们归为一类；如果这个类两边的类的颜色是不同的，则将它归到与这两类中聚类中心较近的那一类；

步骤4、提取候选关键帧，将每一类中图像信息熵最大的那一帧作为候选关键帧；

步骤5、提取关键帧，在候选帧内，最终提取关键帧，当相邻两关键帧的边缘直方图差小于某一阀值时，两帧存在冗余，除去冗余，提取最终关键帧。

5.根据权利要求4所述的一种基于内容的三维CG动画搜索方法，其特征在于，所述关键帧提取根据视频内容的不同动态的确定关键帧的数目，并根据所述视频结构化分析划分的高低层次进行关键帧的提取。

6.根据权利要求1所述的一种基于内容的三维CG动画搜索方法，其特征在于，所述相似性度量包括如下的一种或多种：特征相似性，顺序相似性和时间跨度性。

7.根据权利要求6所述的一种基于内容的三维CG动画搜索方法，其特征在于，所述相似性度量，在帧的层次上是基于块的颜色直方图和/或基于内容的图像检索中图像间距离的计算方法来进行帧的相似性度量；在镜头的层次上，根据关键帧的低层特征，镜头运动或对象特征来实现镜头相似性的度量。

8.一种基于内容的三维CG动画搜索装置，其特征在于，包括：

查询模块，向用户提供多种查询方式，支持用户可以根据不同的方式和自身的需求进行视频的查询检索，可以采用视频示例输入方式、模板选择输入方式以及提交特征样板的输入方式；

描述模块，在视频进入数据库时和在用户提交查询视频内容时进行视频特征的提取；

匹配模块，在视频数据库中按照一定的匹配原则检索所需的视频；

提取模块，将匹配后满足用户给定条件的视频从数据库中提取出来呈现给用户；

反馈模块，通过用户的反馈，实现人机的交互，逐步得到满意的结果，一般情况下，提取模块呈现给用户的视频是一组在不同程度上满足用户给定需求的视频，这些视频按相似度从高到低的次序捧列。