基于几何不变性鲁棒哈希的重复视频检测算法研究

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1、工程硕士学位论文基于几何不变性鲁棒哈希的重复视频检测算法研究作者姓名汤武工程领域计算机技术校内指导教师韩国强教授校外指导教师李仁德高级工程师所在学院计算机科学与工程论文提交日期2018年4月ResearchonRobustVideoHashforVideoCopyDetectionBasedonGeometricinvariantADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TangWuSupervisor：Prof.HanGuoqiangSouthChinaUniversityof

2、TechnologyGuangzhou,China分类号：TP3学校代号：10561学号：201521031645华南理工大学硕士学位论文基于几何不变性鲁棒哈希的重复视频检测算法研究作者姓名：汤武指导教师姓名、职称：韩国强教授申请学位级别：工学硕士工程领域名称：计算机技术论文形式：产品研发工程设计应用研究工程/项目管理调研报告研究方向：多媒体技术和图形图像处理论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年6月01日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2018年月日答辩委员会成员：主席：赵峰委员：许勇蔡宏民吴一民王家

3、兵摘要随着互联网在线视频网站数量的快速增长，每天都有大量的视频被上传到视频服务器，而这些视频中存在不少的重复视频，这些重复视频是经非法拷贝或原视频经过各种转换例如格式变化、添加噪声、调整对比度、添加字幕等而得到的，其语义内容与原视频基本相同。重复视频不仅侵犯了视频版权，同时也给视频服务器带来了巨大的存储压力，在数据量巨大的视频数据库中，研究如何快速、准确地判别给定视频是否是重复视频具有重大的现实意义。视频哈希算法通过提取视频内容特征生成哈希向量，因其基于视频内容进行判别性信息提取，具有不需要人为额外添加判别信息的优点，用于重复视频检测的视频

4、哈希技术最近引起越来越多的关注。一个好的哈希算法必须对非内容的变换具有鲁棒性，不同语义内容的视频必须具有不同的哈希值，必须适合快速的数据库搜索。然而目前大多数用于视频重复检测的视频哈希算法对于缩放、旋转等几何变换不具有鲁棒性，尤其是大尺度的几何旋转攻击，且不能同时抵抗时域攻击和空域的几何攻击。针对上述问题，本文主要研究如何构造具有几何不变性的鲁棒视频哈希，并将其用于重复视频检测。本文的主要工作和创新点如下：1）提出了一种用于视频特征提取的时空域极坐标余弦变换。该变换是基于混合余弦变换的改进，由一维离散余弦变换和二维的极坐标余弦变换构成的三维

5、变换，能够用于提取视频几何不变的时空域特征，且计算简单快速。2）基于时空域极坐标变换，本文提出了一种几何不变性的鲁棒哈希算法，该方法首先使用时空域极坐标余弦变换提取视频几何不变的时空域特征，接着对提取的视频特征进行PCA降维和迭代量化处理，生成紧凑的二值哈希码，生成的二值哈希码对空域几何变换和时域变换都具较好的鲁棒性。3）将基于时空域极坐标余弦变换的视频哈希算法应用于重复视频的检测。最后，通过仿真实验验证了本文算法的有效性。通过几何不变性验证实验验证了本文提出的时空域极坐标余弦变换对于几何变换具有鲁棒性。通过对比实验分析得出本文提出的视频哈

6、希算法对非内容篡改的变换例如几何变化，时域变换，模糊和噪声等更加鲁棒。关键词：视频哈希；视频重复检测；时空域极坐标余弦变换；几何不变性IAbstractWiththerapidincreaseofinternetonlinevideosites,tensofthousandsofvideosarebeinguploadedtothosewebsitesandsharedeveryday.Aconsiderablenumberofthesevideosareillegalcopiesormanipulatedversionsofexistin

7、gvideos,whicharedistortedorchangedinvariouswayssuchaschangeofbrightness,textinsertion,rotate,resize,andcroppingetc.Widespreadvideocopyrightinfringementandhugestoragepressureonthevideoserversimposestrongdemandforvideocopydetectiontechniques.Howtoaccuratelyandquicklydetectth

8、evideocopiesfromhugevideodatabasebecomeachallengingandsignificantproblem.Videohashing,als