gpu加速的基于增量式聚类的视频拷贝检测方法

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1、万方数据第22卷第3期计算机辅助设计与图形学学报V01．22No．32010年3月JournalofComputer—AidedDesign&ComputerGraphicsMar．2010GPU加速的基于增量式聚类的视频拷贝检测方法任化敏1’2’∞，张勇东¨，林守勋"1’(中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190)2’(中国科学院研究生院北京100049)3’(北京中医药大学信息中心北京100029)(renhuamin@ict．aC．cn)摘要：为有效地保护版权，提高大规模视频集的拷贝检测速度，提出一种完全实现在GPU上的基于增量式聚类的

2、拷贝检测方法．对数据库中新增加的视频，首先调用GPU上的硬件解码单元对视频流解码，以实时的速度提取高维SIFT特征点；然后对特征点进行增量K—means聚类，以动态地反映数据库的变化，并根据聚类结果更新视觉关键词词典；再将每帧表示成归一化的词频向量；最后使用基于帧级别词频向量的时空顺序匹配法来判定查询视频是否为数据库中视频的拷贝．实验结果表明，该方法比原有的CPU实现方法整体提速最高达63倍．关键词：拷贝检测；增量聚类；视觉关键词；图形处理器；计算统一设备架构中图法分类号：TP391GPU—AcceleratedVideoCopyDetectionBase

3、donIncrementalClusteringRenHuaminl·2·”，ZhangYongdong¨。andLinShouxunl’”(LaboratoryofAdvancedComputingResearch，InstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190)”(GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049)3’(InformationCenter，BeOingUniversityofCh

4、ineseMedicine，Beijing100029)Abstract：Foreffectivenessofprivacyprotectionandefficiencyofcopydetectiononlargevideodatasets，afullyGPU—basedincrementalcopydetectionschemeisproposed．Whenanewlyaddedvideoarrivesintothedatabase。GPUon～chipdecoderiscalledforvideostreamdecoding．Atthesametime

5、，highdimensionalSIFTfeaturesareextractedontheframeinreal-time，whichisfollowedbyanincrementalK—meansclusteringmethodrespondingtothedynamicdatabaseusedtoupdatevisualwordscodebook．Then。eachframeisrepresentedwithavisualwordsfrequencyvector．Finally，aspatiotemporalsequencematchingmethod

6、basedonvisualwordsrepresentationatframelevelisusedtodeterminewhetherthequeryisacopy．ExperimentalresultsshowthatourGPUimplementationachievesuptoa63timesspeedupovertheCPUversion．Keywords：copydetection；incrementalclustering；visualwords；GPU；CUDA近年来，网络技术的发展和带宽的提高使得在线视频观看迅速普及，网络视频呈爆炸式态势

7、增长，版权侵犯现象也随之加剧，如何有效地保护版权已成为了亟待解决的问题，目前的主要解决方法是水印和拷贝检测技术．水印技术可以在视频中添加某些版权信息，但必须在视频发布前完成；拷贝检测技术通过提取视频特征判断给定视频段是否为拷贝视频，对视频没有附加要求，使用更为灵活．收稿日期：2009-05—15；修同日期；2009—12—15．基金项目：国家“九七三”重点基础研究发展计划项目(2007CB311100)；国家“八六三”高技术研究发展计划(2007AA012416)；国家自然科学基金(60873165，60802028)；北京市科技新基计划项目(200713

8、071)；北京市教育委员会共建项目专项．任化敛(1980一)，女，