[發明專利]基于粗糙集約簡和SIFT的視頻流關鍵幀提取系統及方法

有效

• 申請號: 202110449176.5
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113221674B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 劉通;袁展圖;梁偉民;潘盛;方孖計;冼慶祺;趙善龍;蕭鏡輝;翟少翩;林欽文;李文丁;王宇斌
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司東莞供電局
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V10/46;G06V10/74;H04N7/18
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿;潘杰

本發明公開了基于粗糙集約簡和SIFT的視頻流關鍵幀提取系統，幀序列提取模塊將預設時間段內的監控視頻數據轉換成對應的監控視頻幀序列；特征點提取模塊對監控視頻幀序列采用基于分布式幀SIFT的特征提取方法提取該監控視頻幀序列的所有SIFT特征點；屬性降維模塊進行特征點屬性降維；相似度計算模塊計算特征點屬性降維后監控視頻幀序列的相鄰幀之間的相似度曲線；關鍵幀識別模塊找出相鄰幀之間的相似度曲線中的拐點，將拐點作為關鍵幀。本發明能克服現有技術在現場監控視頻數據關鍵幀提取時準確性較低、傳輸視頻數據量大的問題。

技術領域

本發明涉及監控現場數據視頻信息處理技術領域，具體地指一種基于粗糙集約簡和SIFT(Scale-invariant feature transform，尺度不變特征變換)的視頻流關鍵幀提取系統及方法。

背景技術

在電力應急搶修指揮領域，基于智能感知和移動互聯等技術實現災害現場數據采集、信息上傳，同時利用數據分析技術提供一些災害搶修決策支持，已成為基于智能感知和移動互聯的應急指揮技術的重要支持性技術之一。

視頻監控是目前應用廣泛的電力應急搶修數據采集手段，海量的視頻數據被采集、傳輸、流通并挖掘分析，進一步指導應急搶修決策，為電力應急搶修指揮帶來新的手段和方向。然而在惡劣環境下，無線信道可靠性下降、寬帶資源有限，對視頻數據可靠實時傳輸帶來極大的挑戰，因此，提取視頻流中的關鍵圖像幀，進行關鍵幀傳輸，以此降低傳輸對網絡的依賴，提高傳輸效率成為視頻傳輸的主流技術。然而，現有關鍵幀技術存在提取準確度較低、視頻數據量大導致提取過程耗時長，增加了數據傳輸前的視頻數據處理時間。因此，研究惡劣環境下視頻數據流關鍵幀提取技術，實現對關鍵視頻幀的有效截取，減少傳輸數據量，實現可靠實時地視頻數據傳輸，是電力應急搶修領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種基于粗糙集約簡和SIFT的視頻流關鍵幀提取系統及方法，本發明能克服現有技術在現場監控視頻數據關鍵幀提取時準確性較低、傳輸視頻數據量大的問題。

為實現此目的，本發明所設計的基于粗糙集約簡和SIFT的視頻流關鍵幀提取系統，其特征在于：它包括幀序列提取模塊、特征點提取模塊、屬性降維模塊、相似度計算模塊和關鍵幀識別模塊；

幀序列提取模塊用于將預設時間段內的監控視頻數據轉換成對應的監控視頻幀序列；

特征點提取模塊用于對監控視頻幀序列采用基于分布式幀SIFT的特征提取方法提取該監控視頻幀序列的所有SIFT特征點；

屬性降維模塊用于采用基于粗糙集屬性約簡方法對監控視頻幀序列的所有SIFT特征點進行特征點屬性降維；

相似度計算模塊用于根據監控視頻幀序列中相鄰幀之間匹配特征點個數，計算特征點屬性降維后監控視頻幀序列的相鄰幀之間的相似度曲線；

關鍵幀識別模塊用于采用基于滑動窗口的相鄰幀之間相似度分割算法，找出相鄰幀之間的相似度曲線中的拐點，將拐點作為關鍵幀，并進行提取。

本發明的視頻關鍵幀提取方法，通過分布式幀SIFT來并發提取圖像特征點，并采用基于粗糙集屬性約簡來進行特征點選擇，有效地減少了特征點維度，加快了視頻數據關鍵幀的提取速度和效率，進一步災害受損設備，指導現場應急指揮決策。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的關鍵幀提取模型流程圖；

圖3為本發明的分布式幀SIFT特征提取流程圖；

圖4為本發明的圖像幀劃分數據塊示意圖；

圖5為本發明的基于滑動窗口的幀間相似度分割算法流程圖；

其中，1—幀序列提取模塊、2—特征點提取模塊、3—屬性降維模塊、4—相似度計算模塊、5—關鍵幀識別模塊。