[發明專利]一種基于關鍵區域色彩矩陣的視頻鏡頭分割方法及其應用

有效

• 申請號: 201110405542.3
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102495887A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 吳亞東;曲佳佳;王松;韓永國
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;H04N9/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種視頻鏡頭分割方法及其應用，尤其涉及一種基于關鍵區域色彩矩陣的視頻鏡頭分割方法及其在視頻檢索過程中的應用。

背景技術

隨著信息傳播工具的迅速發展，視頻已經漸漸取代文本、圖像成為人們日常生活中獲取信息的一個主要途徑，如何對這些視頻進行有效的檢索和識別已經成為互聯網應用的一個重要問題。由于視頻信息數據量大、分辨率不統一、編碼多種多樣等特點，制約著基于視頻內容檢索的發展。因此，如何提高視頻內容檢測的準確度與效率，成為視頻內容檢索關注的問題。

為了對視頻內容進行有效的組織，需要將視頻分解為一個個基本單元，而一般認為視頻的基本物理單元是鏡頭，一個鏡頭由一組攝像機連續拍攝得到的時間上連續的若干幀圖像組成。鏡頭的自動分割是視頻結構化的基礎，也是視頻分析和視頻檢索過程中的首要任務，鏡頭分割在基于內容的視頻分析與檢索的研究中具有重要地位，鏡頭分割的好壞將直接影響到更高一級的視頻結構化以及后續視頻檢索的效果。

傳統鏡頭分割的主要思想為依據兩幀圖像的特征值的差值與給定閾值進行比較，如果差值大于給定的閾值，說明兩幀的特征變化較大，可以認為兩幀為不同的主題，在此兩幀之間進行鏡頭分割；如果差值小于給定的閾值，則說明兩幀的特征變化較小，可以認為兩幀為同一主題，可以繼續進行下兩幀的比較。

目前鏡頭分割的常用方法可以分為兩類：一類是基于圖像的色彩特征來進行鏡頭分割。另一類是利用圖像的形態信息進行鏡頭的分割。

基于圖像色彩特征來進行鏡頭分割的基本思想是：比較兩幀圖像的色彩差別，當差別大于一定閾值的時候認為兩幀屬于不同的主題，反之則認為是同一個主題。該方法是利用整個圖像的色彩差別來判斷鏡頭的切換，計算量比較大，受畫面的分辨率影響較大，并且檢測切變和漸變較為復雜。另一方面，采用整個畫面的顏色數據作為檢索特征，特征數據很龐大，降低了檢索效率。

基于圖像形態信息來進行鏡頭分割的主要思想是：比較兩幀圖像形態特征的差別，例如比較兩幀圖像的邊緣信息，或者角點信息等，如果差別較大，則認為兩幀屬于不同的主題，差別較小則認為是同一個主題。該方法是利用畫面的形態變化來判斷鏡頭的切換，需要額外計算圖像的形態特征，計算量較大，同時也受視頻分辨率等因素影響，準確率不高。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于關鍵區域色彩矩陣的視頻鏡頭分割方法及其在視頻內容檢索領域的應用。

為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：

本發明中的基于關鍵區域色彩矩陣的視頻鏡頭分割方法包括以下流程：幀預處理→定義多個關鍵區域→通過色彩均值化計算關鍵區域的色彩矩陣，得到關鍵矩陣→將關鍵矩陣儲存入視頻特征數據庫→根據色彩矩陣，生成關鍵區域色彩曲線，并對曲線進行濾波→檢測關鍵區域色彩曲線拐點，得到拐點矩陣→對拐點處相鄰幀分析，計算相鄰幀間距離D→通過分析D的值，判斷是否存在鏡頭切換。

所述流程中，定義關鍵區域的方法為：將幀圖像劃分為六個關鍵區域，分別是：中心區域、中上區域、左上區域、左下區域、右上區域和右下區域；其中，中心區域為視覺集中區域，左上區域、右上區域、左下區域、右下區域這四個區域為畫面背景區域，中上區域為視頻畫面比例檢測區域。

所述流程中，計算關鍵區域的色彩矩陣的方法為：首先采用以下公式計算第l幀圖像的第k個關鍵區域的色彩向量：

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