鉴于基于内容的视频分析与检索方法研究

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1、西北工业大学硕士学位论文基于内容的视频分析与检索方法研究姓名：张文哲申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：任金昌20040301摘要随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展，巨量的图像和视频信息以各种编码形式不斯灞现，使得有效的图像和视频检索变得口益重要。为此，在信息学科形成了一个、。登薪的研究领域，即基于内容的视频分析与检索技术(Content-BasedVideoAnalysisandRetrieval，CBVAR)aCBVAR是指在视频分析的基础上，提取能够反映视频内容的各种特征，进而通过模式匹配从海量视频数据

2、库中检索出相关的视频流。视频中的内容包括视频的结构信息、低层次的视觉和听觉信息以及高级语义信息，所有这些是后续编辑和理解的基础。怎样将这三种信息有机的综合起来，形成通用的视频分析与检索模型，目前仍然是该领域一个极富挑战性的课题。本文正是在结合MPEG．7标准的基础上，针对通用视频分析检索模型研究的有益尝试。其主要研究内容和工作包括：a)在分析视频数据管理的特点及难点的基础上，建立一种和MPEG一7标准兼容的通用视频数据模型。该模型描绘了从帧、镜头、场景到故事单元的结构化层次，并引入关键帧等概念分别描述每个层次的视频特征。

3、相应的结构，构成了后续处理的框架；b)介绍了几种典型的镜头变换的原理及对应的检测方法，然后着重分析并比较了多种不同的镜头检测算法及其性能。提出了一种改进的自适应镜头检测算法，阁来同时检测突变和渐变，进而还给出了一种简单有效的从镜头中提取关键帧的方法。最后，详细分析了基于DC图像和运动参数的压缩域镜头检测方法；c1提出了一种时一空融合的镜头相似性判断规则，用于将镜头聚类为场景；同时。还给出了通过模糊聚类实现场景中关键帧自动提取的方法。进而，讨论了由场景中一组镜头的关键帧的质心表示场景关键帧，即场景质心的方法，从而为抽取高层

4、的视频数据单元做出了大胆的尝试：d)从给定样本视频出发，分别讨论了基于镜头和场景的视频检索方法，并分析了检索性能评价的准则。进而，设计并实现了MPEG压缩视频裁剪与拼接功能，大大拓宽了视频检索在网络化方面的应用。关键词：基于内容的视频分析与检索视频数据模型MPEG一7镜头镜头检测关键帧DC图像压缩域镜头聚类场景场景生成场景质心视频段检索时．空相似性裁剪与拼接ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmultimediaandnetworktechniques，efficientandeffecti

5、veimageandvideoretrievalbecomesmoreandmoreimportantduetoteemingofvastimageandvideomediainmanycodingformats．Hence，itcomesforthanewresearchfieldintheinformationtechnology,i．e．Content．BasedlqdeoAnalysisandRetrieval(CBVAR)．CB、，A．Rmeansvideore州evalfromenormousvideodat

6、abasethroughmatehingofpatternsderivedfromvideoanalysisandfeatureextractiontorepresenti括content．Inavideo．thecontentsincludeitsstructure．10W-leVelvisualandauralfeatBl'es，andhigh-levelsemanticinforillation，whichformthebaseforflirterretrievalandvisualproduction．ItiSs

7、tilIagreatchallengetointegratea11theinformationabovetoestablishageneralmodelforcontent．basedvideoarialysisandretrieval．BasedonMPEG一7．wehavedevelopedsuchakindofmodelinprototype．ThemainWOrkandCOntentsinthisthesisinclude：1)Basedonanalysisofthecharacteristicsanddiffi

8、cultiesofvideoandvideomanagement，ageneralvideodatamodel，compatiblewithMPEG一7standard，isestablished．Inourmodel，videosarcrepresentedinahierarchicalstructurewithf