[發明專利]基于自適應閾值的視頻場景變化檢測方法

在審

• 申請號: 201410466385.0
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104243769A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 劉鵬
• 申請（專利權）人: 劉鵬
• 主分類號: H04N5/14
• 分類號: H04N5/14
• 代理公司: 佛山市廣盈專利商標事務所(普通合伙) 44339
• 代理人: 楊樂兵;傅俊朝

技術領域

本發明涉及視頻圖像分析技術，尤其是涉及一種基于自適應閾值的視頻場景變化檢測方法。

背景技術

基于內容的視頻處理包括視頻結構的分析、視頻數據的自動索引和視頻重組。視頻結構的分析是通過檢測鏡頭邊界的，把視頻分割成基本的組成單元——鏡頭；視頻數據的自動索引就是從鏡頭中選取代表幀，以其特征作為鏡頭特征的代表；視頻的重組包括根據代表幀的特征實現的場景提取和多個視頻段的拼接。

鏡頭是指攝像機一次連續拍攝所得到的內容，它是視頻的基本單位。鏡頭切換是指一個鏡頭到另一個鏡頭的轉換，通過鏡頭切換的檢測能夠找到代表視頻基本單元的相互獨立的鏡頭。鏡頭的切換點指視頻序列中兩個不同鏡頭之問的分隔和銜接。采用不同的編輯方法，就產生了不同的鏡頭銜接方式，鏡頭切換主要有突變和漸變兩種。突變是指一個鏡頭與另一個鏡頭之劃沒有過渡，由一個鏡頭的瞬間直接轉換到另一個鏡頭的方法。漸變是指一個鏡頭到另一個鏡頭的漸漸過渡過程，沒有明顯的鏡頭跳躍。

場景是由時間上連續，視覺內容上相似或者語義上相關的鏡頭組成。語義上相關就是指和特定的背景相關或者是一個連續的情節。一個場景中的鏡頭都和一個主題相關。鏡頭邊界檢測的主要根據是鏡頭內部的相鄰幀之間有很大的相似性，當發生鏡頭邊界時，該相似性將被破壞。鏡頭突變和漸變對相似性的破壞程度是不同的，因此使用一個閾值，難以同時檢測出突變和漸變。如果閾值過小，就會出現過檢測；而如果閾值過大，就無法檢測出漸變的鏡頭邊界。

比如，中國專利申請CN201310332133.4提出了一種動態視頻場景變換檢測方法，包括步驟：實時獲取動態視頻圖像的當前幀；計算當前幀的場景變換特征參數ti(n)；根據所述動態視頻圖像的之前一個或數個幀的場景變換特征參數計算對應于當前幀的動態閾值threshold(n)；判斷當前幀的場景變換特征參數ti(n)是否小于或等于其對應的動態閾值，如果是，則判斷為不是場景變換幀，否則，判斷為是場景變換幀。

現有技術存在如下缺陷：

1)在對視頻進行處理時，是對所有視頻幀進行了提取顏色直方圖特征，并且是掃描整幅圖像統計具有各顏色級的像素點個數，這么做會增加整個算法的復雜度，影響對視頻的處理速度。

(2)提取顏色直方圖時，是對整個視頻幀進行掃描每個像素點，沒有考慮像素點在視頻幀中的空間位置信息，這樣會造成鏡頭分割結果漏掉一些鏡頭邊界。

(3)在確定漸變鏡頭邊界的時候，需要計算相隔幀的幀差，這同樣會增加算法的計算復雜度。

(4)沒有考慮光照條件的變化及閃光燈會造成視頻幀亮度的變化，引起各種視頻特征的變化，從而容易誤檢測為鏡頭邊界。

因此，現有的視頻場景變換檢測方法存在計算量大、處理復雜、檢測準確性不高的缺陷。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明提出一種計算量小、實現簡單、檢測快速的基于自適應閾值的視頻場景變化檢測方法。

本發明采用如下技術方案實現：一種基于自適應閾值的視頻場景變化檢測方法，其包括步驟：

對視頻文件按預設的幀間隔進行采樣，獲得圖像幀；

對每個圖像幀的在HSV顏色空間上提取顏色直方圖，并對得到的顏色直方圖進行歸一化處理；

計算視頻文件中兩個相鄰圖像幀的顏色直方圖之間的相似度系數；

將所有相似度系數依次連接，構成了相似度曲線；

設置滑動窗，確定在滑動窗內相似度曲線的自適應閾值，找出該滑動窗內相似度曲線的最大值，記錄該最大值對應在視頻文件中的位置；

若該滑動窗內相似度曲線的最大值大于依據該滑動窗確定的自適應閾值，且該最大值對應在視頻文件中的位置與上一個視頻場景切換位置之間所間隔的圖像幀數量大于預設值B，則判斷該最大值對應在視頻文件中的位置為視頻場景切換位置。

其中，采用如下公式計算相似度系數：