[發明專利]基于多模式特征和張量分解的視頻拷貝檢測方法

有效

• 申請號: 201410593572.5
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104331450B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 聶秀山
• 申請（專利權）人: 山東財經大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06T7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 李健康

技術領域

本發明涉及一種視頻拷貝檢測方法，尤其涉及一種基于多模式特征和張量分解的視頻拷貝檢測方法，屬于視頻、多媒體信號處理技術領域。

背景技術

數字視頻因其直觀、具體和生動而逐漸成為用戶首要關注的多媒體形式。隨著網絡技術的發展和網絡帶寬的不斷提高，視頻的傳輸和存儲已經變得越來越便捷，因此，互聯網視頻網站越來越多，視頻內容變得越來越豐富，但隨之而來的網絡信息安全問題也變得日漸突出。網絡用戶可以隨意地下載、編輯視頻并再次上傳，由此網絡中出現大量重復視頻，極大的影響了視頻檢索的效率。同時，由于互聯網上對于海量視頻的管理缺乏規劃和統一性，而用戶又可以非常容易地編輯和修改視頻的內容，因此網絡中出現了很多盜版視頻，常常引起一些知識產權等的糾紛，盜版和非法下載的出現極大地危害了版權所有者的利益，挫傷了創新的積極性。基于內容的視頻拷貝檢測技術正是解決上述問題的主要方法。

基于內容的視頻指紋技術，或稱為魯棒視頻哈希技術是基于內容的視頻拷貝檢測技術的具體表現形式，這類技術與數字視頻水印不同，它不需要在視頻發布或傳播之前，人工地在視頻對象中嵌入附加信息，因此，基于內容的視頻拷貝檢測對于尚未發布和已經發布的視頻都有效；同時，由于不需要在視頻上嵌入附加信息，它解決了數字視頻水印技術中水印的不可見性和魯棒性之間的矛盾，從而提高了對于常見攻擊的魯棒性。利用基于內容的視頻拷貝檢測技術不但可以在視頻檢索中搜索到多余的視頻拷貝，并將其屏蔽，而且有助于規范數字視頻版權和傳播的管理；同時，從另一個方面，也可以通過這類技術來對商業視頻及其視頻拷貝進行跟蹤分析，以獲得有價值的營銷策略信息。因此，在個人視頻制作與網絡傳播日益流行的情況下，基于內容的視頻拷貝檢測技術具有重要的理論價值和應用價值，近年來已經成為了多媒體信息處理領域的研究熱點，目前基于內容的視頻拷貝檢測技術從不同的角度可以有不同的種類劃分，但總體來說，可分為兩大類，一類是基于全局特征的方法，例如顏色直方圖、分塊灰度順序度量等等，基于頻域的方法也屬于此類別，此類方法的優點是速度快，運算量小，缺點是對于視頻的一些局部攻擊和后期處理攻擊(例如添加視頻字幕，局部剪切等)的效果不好；第二類是基于局部特征的方法，主要是幀局部特征點描述子，例如Harris特征點、SIFT(Scale Invariant Feature Transform)和SURF(Speed-up Robust Feature)，此類方法對視頻局部攻擊具有較好的魯棒性，但有時算法的復雜度較高。

發明內容

本發明針對現有視頻拷貝檢測技術方法的不足，提供一種利用張量分解融合多模式特征的視頻拷貝檢測方法，本發明分別提取視頻的全局特征、局部特征和時域特征，利用張量分析理論，把視頻多模式特征進行融合來計算視頻指紋。與現有技術相比，本發明克服了單一特征構造視頻指紋的局限性，提高了視頻拷貝檢索的效率和精確性，同時，本發明利用高階張量表示視頻，實現了視頻特征的真正互補融合。現有的文獻和技術中，也有基于多特征融合的視頻拷貝檢測方法，此類方法一部分是利用同一模式下的不同特征(例如利用不同的全局特征或不同的局部特征)，另一部分是對多特征簡單拼接綜合或者利用線性、非線性的加權來融合特征，這些方法不僅忽視了不同特征之間的量綱的不同，而且還減弱甚至忽略了視頻中這些多種模式特征之間的時序關聯共生性。與傳統融合特征方法相比，本發明的方法利用多線性幾何即高階張量來表達和分析視頻，張量分解過程中由于對組成張量的所有階按交錯次序采樣,并非簡單先采樣完某一類型特征再采樣另外類型特征,而是在采樣過程中對不同類型特征混合在一起交錯采樣,這樣的采樣展開過程體現了不同類型特征的傳遞和融合，這是傳統的“拼接”和“加權”無法實現的。

本發明采用的技術方案為：

一種基于多模式特征和張量分解的視頻拷貝檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)視頻預處理：利用時空采樣把待測視頻轉換為標準視頻；

(2)多模式視頻特征提取：提取視頻的全局特征、局部特征和時域特征；

(3)多模式特征融合：對多模式視頻特征構造高階張量，并進行張量分解獲得高階張量的低階逼近，利用低階張量構造視頻指紋；

(4)視頻指紋匹配：利用張量分解中的核張量縮小匹配范圍，利用視頻指紋進行詳細匹配。

優選地，所述步驟(1)的具體實現步驟是：

①對視頻進行空域和時域下采樣，把視頻轉化為標準視頻W、H和K的值根據具體系統設定，使得預處理過程不會更改視頻的主要內容。

優選地，所述步驟(2)的具體實現步驟是：