[發明專利]一種網絡課程視頻質量自動評價方法及系統

有效

• 申請號: 202110055800.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112910961B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 閔秋莎;周忠薇
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: H04N21/475
• 分類號: H04N21/475;G09B5/06
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種網絡課程視頻質量自動評價方法，其特征在于，所述網絡課程視頻質量自動評價方法包括以下步驟：

步驟一，查閱數篇教學技術領域相關文獻，確定自動評價指標；

步驟二，根據保守性原則提取出基于幀間差值的網絡課程視頻關鍵幀；

步驟三，字幕打分方法的設計與實現；

步驟四，采用保守原則進行時長質量打分方法的設計與實現；

步驟五，教師出鏡情況打分方法的設計與實現；

步驟六，畫質質量打分方法的設計與實現；

步驟七，格式質量打分方法的設計與實現；

步驟八，構建網絡課程視頻數據集，通過人工對視頻數據集中所有視頻進行分類并給出標簽；

步驟九，根據步驟三-步驟七的視頻指標打分方法對視頻數據集進行打分；

步驟十，根據視頻打分數據集進行網絡課程視頻自動評價模型的訓練；

步驟三中，視頻字幕包括兩種存在形式，一種是存在于視頻幀圖像中，另一種是存在于與視頻同名的SubRip Text文件中；如果教學視頻文件與SubRip Text文件具有相同的名稱，則該視頻具有字幕，否則，則需要對視頻幀圖像進行字幕檢測；字幕的檢測通過一系列數字圖像處理操作完成，包括裁剪、邊緣檢測、閾值分割和開閉運算；

基于描述參數的閾值提出一種能夠適應不同教學視頻的字幕檢測方法，對不存在同名SubRip Text文件的視頻進行字幕檢測，包括：

(1)對幀圖像進行預處理：對關鍵幀圖像進行裁剪，得到關鍵幀圖像下三分之一處作為新圖像；對新圖像用canny算子進行邊緣檢測，對邊緣檢測的結果進行高斯濾波；進行OSTU閾值分割，將閾值分割的結果進行開運算去噪，最后得到了噪聲小、易于提取圖像信息的字幕區域二值化圖像，即黑白圖；

(2)采用改進的VGH直方圖進行字幕檢測：由于預處理得到的是二值圖，那么像素只有兩種取值，0或255；VGH直方圖表示的是在圖像的每行中，取值為0即黑色的像素點所占比例的直方圖，所述VGH直方圖的累積分布函數如下所示：

其中，k為圖像的行數，R_n為一行中像素的總個數，N_r(k)為第k行中黑色像素的個數；

字幕圖像直方圖右三分之一處的溝槽代表的就是字幕區域，即幀圖像的對應VGH圖的右三分之一處如果存在溝槽就是字幕區域存在的特征；通過找到溝槽的描述參數和描述參數的檢測閾值即可定位字幕區域；如果在某一幀圖像上滿足描述參數的閾值，則此幀圖像存在字幕區域，反之，字幕區域為空；

(3)設計適應各種網絡課程視頻的字幕檢測方法：在同一視頻的幀序列中，視頻字幕一定位于圖像縱向上的同一位置，故所述VGH直方圖方法檢測到的同一視頻的幀序列的字幕區域的起始位置、結束位置和區域高度相差不大；在設計所有評分方法時采用保守原則，自動剔除質量極差的教學視頻，并將檢測閾值設置為小值；設置一個候選隊列作為輔助，將所有檢測到的可能字幕區域添加到候選隊列中；

如果兩個區域的起始位置、結束位置和區域高度相差不大，則設定兩個區域為同一個區域，最終選擇在隊列中所占比例最高且所占比例超過某閾值t1的區域作為候選區域；如果候選隊列長度大于某閾值t2，則判斷該視頻為帶字幕視頻，否則判斷該視頻為不帶字幕視頻；閾值通過多次實驗來確定，最終確定閾值t1為50％，t2為70％*關鍵幀個數；如果檢測出視頻中有字幕，則字幕得分為1分，否則，則字幕得分為0分。

2.如權利要求1所述的網絡課程視頻質量自動評價方法，其特征在于，步驟一中，所述自動評價指標包括網絡課程視頻的字幕、時長、教師出鏡情況、畫質和視頻格式；

步驟二中，所述根據保守性原則提取出基于幀間差值的網絡課程視頻關鍵幀，包括：

(1)計算視頻中所有幀與前一幀之間的幀間差值，基于幀間差值進行邊緣檢測，差值越大的幀越有可能是鏡頭邊界處；

(2)通過SSIM算法去掉視頻中的重復幀：使用滑動窗口法檢測出的最大幀差幀集中會存在畫面重復的幀，使用SSIM算法檢測出畫面相同的重復幀并將其從最大幀差集中去掉，最終得到的關鍵幀集就是關鍵幀集。