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视频镜头边界检测算法的研究

作　者: 袁小娟
导　师: 丰洪才
学　校: 武汉工业学院
专　业: 机械电子工程
关键词: 镜头边界检测基于内容的视频检索闪光鲁棒性模糊聚类
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 86次
引　用: 1次
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内容摘要

随着多媒体和网络技术的迅猛发展,视频的应用范围日益广泛,由此引起的视频信息量膨胀的问题日渐突出。如何在海量的视频中快速有效的找到用户感兴趣的内容已成为亟待解决的问题。在此情景下,基于内容的视频检索成为目前研究的热点之一,而镜头边界检测是基于内容的视频检索的基础。镜头边界检测效果的好坏直接影响到基于内容的视频检索的性能的优劣。论文对基于内容的视频检索理论及镜头边界检测技术进行了深入的研究,总结分析了现有的镜头边界检测技术,并对镜头边界检测存在的问题进行了分析。对突变镜头的边界检测进行研究,在总结分析现有镜头边界检测算法的基础上发现直方图法和像素比较法正好可以优劣互补,在分析颜色空间特点的过程中发现YUV颜色空间各分量具有可分离的特点,便于减少计算量,并且在对视频的分析过程中发现在视频四周插入广告或者字幕,光照的变化都会对镜头边界检测的结果造成不良的影响。为提高镜头检测的查全率和查准率,该文利用这些特性实现了一种突变镜头边界检测的算法,并取得了较好的实验结果。针对镜头检测方法一次只对视频进行一类镜头检测并不能满足镜头检测的需求,且现有的闪光检测大多是针对闪光帧的,没有排除闪光序列对镜头检测造成的不利影响。根据视频以及闪光的特征,在一种突变镜头边界检测算法的基础上不断完善、改进,最终使得该算法在一次检测中不仅能对突变镜头进行检测而且能对渐变镜头实现边界检测,同时还能够排除视频四周插入广告或者字幕、光照的变化以及闪光序列对镜头边界检测所造成的影响。对不同类型的视频数据进行检测实验,证实此算法具有较好的检测效果。基于阈值的检查方法中阈值选取的准确与否直接影响着检测结果的好坏,而基于聚类的方法能避免阈值的设定并且不需要学习,可克服阈值法和自主学习法所带来的阈值选取及算法通用性的问题。此外,镜头检测的实验过程中镜头移动也会对镜头检测带来干扰。为了进一步提高检测效果,该文在分析镜头移动特点的基础上结合模糊聚类的知识,对突变/渐变镜头检测统一算法进行改进和完善,实现了基于模糊聚类的镜头边界检测算法,该算法能同时对突变/渐变镜头进行检测,不需要设定阈值,能有效的降低闪光、视频中插入字幕、广告等因素对镜头检测造成的影响而且能降低镜头移动对视频边界检测所造成的影响。但由于视频本身的复杂性,该算法还存在一定的漏检和误检,需要进一步的研究。在可以预见的未来,基于内容的视频检索将会得到比较广泛的应用,最终替代现有的基于文本的检索方式。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-16
  1.1 研究背景  11
  1.2 研究的目的和意义  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-13
  1.4 主要研究内容  13-14
  1.5 论文结构安排  14-15
  1.6 本章小结  15-16
第2章基于内容的视频检索  16-26
  2.1 基于内容的视频检索的相关概念  16-20
    2.1.1 基于内容的视频检索简介  16-18
    2.1.2 基于内容的视觉信息检索的发展  18-20
  2.2 基于内容的视频检索的关键技术  20-25
    2.2.1 视频内容结构化  20-22
    2.2.2 镜头的边界检测  22
    2.2.3 关键帧提取  22-24
    2.2.4 镜头聚类  24-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章视频镜头边界检测  26-39
  3.1 基本概念  26-31
    3.1.1 镜头的转换类型  26-27
    3.1.2 颜色空间模型  27-30
    3.1.3 帧间距离的测量  30-31
  3.2 镜头边界检测的基本思路  31
  3.3 镜头边界检测的常用方法  31-36
    3.3.1 经典的镜头突变检测方法  33-35
    3.3.2 经典的镜头渐变检测方法  35-36
  3.4 镜头边界检测的性能评价  36-37
  3.5 镜头边界检测存在的问题  37-38
    3.5.1 鲁棒性问题  37-38
    3.5.2 效率问题  38
  3.6 本章小结  38-39
第4章基于阈值的镜头边界检测算法  39-58
  4.1 一种突变镜头检测算法  39-48
    4.1.1 算法的基本思路  39-40
    4.1.2 颜色空间的选取  40-41
    4.1.3 帧间直方图差值的计算  41-42
    4.1.4 基于 U 分量像素比较法相邻帧差的计算  42-43
    4.1.5 镜头突变检测的步骤  43
    4.1.6 实验结果及分析  43-48
  4.2 一种突变/渐变镜头检测统一算法  48-57
    4.2.1 算法的基本思想  49-50
    4.2.2 阈值的选取  50
    4.2.3 镜头边界的判断  50-51
    4.2.4 算法的实现  51-52
    4.2.5 实验结果及分析  52-57
  4.3 本章小结  57-58
第5章基于模糊聚类的镜头边界检测算法  58-68
  5.1 引言  58-59
  5.2 算法的基本思想  59-60
  5.3 算法的实现  60-65
    5.3.1 特征的提取  60-61
    5.3.2 FCM 聚类  61
    5.3.3 预处理  61-62
    5.3.4 渐变检测  62-64
    5.3.5 镜头突变检测  64-65
  5.4 实验结果及分析  65-67
  5.5 本章小结  67-68
第6章总结与展望  68-70
  6.1 总结  68-69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读学位期间的研究成果  75

视频镜头边界检测算法的研究

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