[發明專利]一種視頻關鍵幀提取方法

有效

• 申請號: 201711165320.2
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107844779B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 羅元;周寒興;張毅
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T7/254;G06T5/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種視頻關鍵幀提取方法，包括以下步驟：使用ViBe算法融合幀間差分法對所獲取的原視頻序列進行運動目標檢測，得到含有運動目標的關鍵視頻序列；使用全局特征峰值信噪比對關鍵視頻序列進行關鍵幀粗提取得到候選關鍵幀序列；使用峰值信噪比建立候選關鍵幀序列的全局相似度，使用SURF特征點建立候選關鍵幀序列的局部相似度，加權融合兩者獲取全局相似度，并利用綜合相似度對候選關鍵幀序列進行自適應關鍵幀提取，最終得到目標關鍵幀序列。本發明提供的視頻關鍵幀提取方法能有效提取視頻關鍵幀，明顯減少視頻數據的冗余信息，簡潔表達視頻的主要內容，而且該算法復雜度不高，適用于監控視頻關鍵幀的實時提取。

技術領域

本發明屬于視頻圖像處理領域，特別是一種視頻關鍵幀提取方法。

背景技術

隨著多媒體通信技術的發展，視頻監控作為安全防范的有效手段被廣泛應用于諸多領域。由于全天候的視頻監控，其產生了大量的視頻數據，但對于用戶來說，感興趣的僅僅是視頻中有顯著變化的那一小部分。為了從海量視頻數據中快速訪問有用視頻信息，研究人員提出了關鍵幀提取技術。關鍵幀是一個代表視頻序列中主要內容的有限視頻幀集合，而關鍵幀提取技術能夠從原始視頻中篩選出用戶感興趣的關鍵幀序列。

近年來，關鍵幀的提取已經有了一定的研究。Zhong Qu等人在鏡頭分割的基礎上，提出了一種改進的基于HSV顏色空間的關鍵幀提取方法。但是，監控視頻采用固定場景的監控設備，并沒有鏡頭的切換，所以此法用于監控視頻效果不佳。SBTT De等人利用SIFT算法提取圖像的局部特征獲取關鍵幀，但是此法的計算速度慢，不利于實時監控。NS Kumar等人利用背景差分檢測運動目標提取關鍵幀，并且不斷更新背景模型以適應復雜的環境變化。但是此法針對于水下特殊環境，局限性大。

相比于一般的電影動畫視頻，監控視頻中含有大量純背景的冗余視頻幀，將關鍵幀提取技術應用于監控視頻中可以有效地去除冗余信息，便于用戶后續的傳送、存儲和瀏覽。但是傳統方法提取監控視頻關鍵幀，存在冗余信息多，其內容不具代表性等問題。

發明內容

本發明旨在針對傳統的視頻關鍵幀提取方法，存在冗余信息多，其內容不具代表性等問題。本發明提出了一種視頻關鍵幀提取方法，即基于運動目標檢測及圖像相似度的關鍵幀提取方法，該方法不僅能有效提取視頻關鍵幀，明顯減少視頻數據的冗余信息，簡潔表達視頻的主要內容，而且該算法復雜度不高，適用于實時提取。本發明的技術方案如下：

一種視頻關鍵幀提取方法，其包括以下步驟：

1)、獲取待處理原視頻數據，對所述待處理原視頻數據提取原視頻幀序列；

2)、使用視頻序列背景減除算法ViBe算法融合幀間差分法對所獲取的原視頻序列進行運動目標檢測，得到含有運動目標的關鍵視頻序列；

3)、對步驟2)所述的關鍵視頻序列利用全局特征峰值信噪比進行關鍵幀粗提取，獲取候選關鍵幀序列；

4)、對步驟3)所述候選關鍵幀序列建立視頻幀綜合相似度，利用視頻幀綜合相似度對所述候選關鍵幀序列進行自適應關鍵幀提取，獲取目標關鍵幀序列。

進一步的，所述步驟2)對待處理視頻數據進行運動目標檢測，得到含有運動目標的關鍵視頻序列，包括步驟：

對所述視頻幀序列中當前兩兩相鄰的視頻幀，分別用ViBe算法和幀差法進行處理，并將兩種方法處理后的結果進行與運算，作為當前幀運動目標檢測結果；

對當前幀運動目標檢測結果，判斷與設定閾值的大小，若大于設定閾值則將當前幀存入所述關鍵視頻序列，否則舍去當前幀，依次循環，得到含有所述運動目標的關鍵視頻序列。

進一步的，所述步驟3)對關鍵視頻序列利用全局特征峰值信噪比進行關鍵幀粗提取，得到候選關鍵幀序列，包括步驟：

從首幀開始，對所述關鍵視頻序列將當前幀依次與后續幀計算其峰值信噪比值；