一種視頻關(guān)鍵幀提取方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種視頻關(guān)鍵幀提取方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 視頻是指將一系列靜態(tài)影像以電信號的方式加以捕捉、紀錄、處理、儲存、傳送與 重現(xiàn)的技術(shù)。視頻數(shù)據(jù)是由多個圖片幀組成，多個圖片幀按預(yù)設(shè)順序和預(yù)設(shè)的速度進行播 放形成視頻。
[0003] 隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，視頻數(shù)據(jù)出現(xiàn)了爆炸式增長，如何從海量視頻數(shù)據(jù)中快速找 到感興趣的內(nèi)容成為挑戰(zhàn)。如圖1所示，在組成視頻的圖片幀中通常包括關(guān)鍵幀，該關(guān)鍵幀 是用于描述一個鏡頭的圖像幀，通常一個或幾個關(guān)鍵幀可以代表一個鏡頭的主要內(nèi)容。通 過關(guān)鍵幀進行檢索，可以極大的減小檢索數(shù)據(jù)量。
[0004] 目前，關(guān)鍵幀提取算法，大致可以分為六類。第一類，通過順序比較法提取關(guān)鍵幀， 這一類方法存在著簡單直觀、低計算復(fù)雜度等優(yōu)點，但也存在著不能體現(xiàn)全局特征、關(guān)鍵幀 分布不均勻、不精確等問題。第二類，通過全局比較法提取關(guān)鍵幀，這一算法往往要預(yù)先定 義一個客觀方法，比如均衡時間變動方法、最大覆蓋率方法、最小相關(guān)性方法、最小重建錯 誤方法等，并通過滿足這些方法全局的考慮來提取關(guān)鍵幀；顯然，與第一類方法相比第二類 方法更能體現(xiàn)鏡頭的全局特性，同時，這一類方法存在著關(guān)鍵幀個數(shù)可控、關(guān)鍵幀更簡潔、 計算更復(fù)雜等特點。第三類，通過與創(chuàng)建參考幀比較來提取關(guān)鍵幀，常見的參考幀有鏡頭各 幀顏色灰度等均值等。第四類，將各幀類聚提取關(guān)鍵幀，常見的有通過色彩分類、高斯混合 模型等。第五類，將多個幀以曲線的方式表示，從中提取最能代表曲線的點。第六類，考慮 特定對象或事件來提取關(guān)鍵幀。例如，關(guān)鍵幀將包含特定的人像、形狀等。
[0005] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中不同的關(guān)鍵幀提取算法均針對不同的應(yīng)用場景，且在應(yīng)用 中存在著各種各樣的缺陷，無法滿足實際應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種視頻關(guān)鍵幀提取方法及系統(tǒng)，能夠不僅具 有全局性，而且計算速度更快，滿足實際應(yīng)用需求。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種視頻關(guān)鍵幀提取 方法，包括：讀取視頻數(shù)據(jù)，其中，所述視頻數(shù)據(jù)是由若干個圖片幀組成的；根據(jù)比較算法， 從所述視頻數(shù)據(jù)中提取候選關(guān)鍵幀，組成候選關(guān)鍵幀集合；將所述候選關(guān)鍵幀集合中的候 選關(guān)鍵幀進行分類，得到至少兩個聚類集合；從至少兩個所述聚類集合中提取關(guān)鍵幀。
[0008] 其中，所述根據(jù)比較算法從所述視頻數(shù)據(jù)中提取候選關(guān)鍵幀，組成候選關(guān)鍵幀集 合的步驟，包括：從所述視頻數(shù)據(jù)提取一圖片幀，將此圖片幀加入候選關(guān)鍵幀集合中并作為 所述候選關(guān)鍵幀集合的參考關(guān)鍵幀；從所述視頻數(shù)據(jù)中剩余的圖片幀中提取一圖片幀作為 比較幀；判斷提取的所述比較幀是否為所述視頻數(shù)據(jù)的結(jié)尾幀；若所述比較幀不是所述視 頻數(shù)據(jù)的結(jié)尾幀，則根據(jù)所述比較幀與所述參考關(guān)鍵幀的相似度來判斷所述比較幀是否為 候選關(guān)鍵幀，并將確認為候選關(guān)鍵幀的所述比較幀加入所述候選關(guān)鍵幀集合中，且作為所 述候選關(guān)鍵幀集合新的參考關(guān)鍵幀；以及，返回所述從所述視頻數(shù)據(jù)剩余的圖片幀中提取 一圖片幀作為比較幀的步驟，直至確認提取的所述比較幀為所述視頻數(shù)據(jù)的結(jié)尾幀。
[0009] 其中，所述根據(jù)所述比較幀與所述參考關(guān)鍵幀的相似度來判斷所述比較幀是否為 候選關(guān)鍵幀，包括：計算所述比較幀與所述參考關(guān)鍵幀的相似度；判斷所述相似度是否小 于設(shè)定的第一閾值；若所述相似度小于所述第一閾值，則將所述比較幀確認為候選關(guān)鍵幀。
[0010] 其中，所述將所述候選關(guān)鍵幀集合中的候選關(guān)鍵幀進行分類，得到至少兩個聚類 集合的步驟包括：從所述候選關(guān)鍵幀集合中提取一候選關(guān)鍵幀，并將此候選關(guān)鍵幀劃入一 聚類集合中；獲取所述聚類集合的中間參考幀；從所述候選關(guān)鍵幀集合中剩余的成員中提 取一候選關(guān)鍵幀作為類比幀；判斷提取的所述類比幀是否為所述候選關(guān)鍵幀集合的結(jié)尾 幀；若所述類比幀不是所述候選關(guān)鍵幀組合的結(jié)尾幀，則根據(jù)所述聚類集合的中間參考幀 與所述類比幀的相似度將所述類比幀劃入對應(yīng)的聚類集合；并返回所述獲取各所述聚類集 合的中間參考幀的步驟，直至確認提取的所述類比幀為所述候選關(guān)鍵幀組合的結(jié)尾幀。
[0011] 其中，所述根據(jù)所述聚類集合的中間參考幀與所述類比幀的相似度將所述類比幀 劃入對應(yīng)的聚類集合步驟，包括：分別對所述類比幀與各所述聚類集合的中間參考幀的相 似度進行計算；從計算得到的至少兩個相似度中提取最大相似度；判斷所述最大相似度是 否大于或者等于設(shè)定的第二閾值，若是，將所述類比幀劃入所述最大相似度對應(yīng)的聚類集 合中；否則，則生成新的聚類集合，并將所述類比幀劃入所述新的聚類集合中。
[0012] 其中，從所述聚類集合中提取關(guān)鍵幀的步驟包括：獲取一聚類集合的中間參考幀； 計算所述聚類集合中其他成員與所述一個順序選關(guān)聚類集合的中間參考幀的相似度；從所 述聚類集合中提取相似度最高的M個成員作為關(guān)鍵幀，其中，所述M為正整數(shù)。
[0013] 其中，對所述聚類集合的中間參考幀進行獲取，包括：獲取所述聚類集合中候選關(guān) 鍵幀的數(shù)量D;若所述聚類集合中候選關(guān)鍵幀的數(shù)量D為1，則提取所述聚類集合中的唯一 候選關(guān)鍵幀作為中間參考幀；若所述聚類集合中候選關(guān)鍵幀的數(shù)量D大于或等于2,則計算 所述聚類集合的第一中間參考幀，并將計算得到的所述第一中間參考幀作為所述聚類集合 新的中間參考幀，其中，所述聚類集合的第一中間參考幀的計算公式為：
【主權(quán)項】
1. 一種視頻關(guān)鍵幀提取方法，其特征在于，包括： 讀取視頻數(shù)據(jù)，其中，所述視頻數(shù)據(jù)是由若干個圖片幀組成的； 根據(jù)比較算法，從所述視頻數(shù)據(jù)中提取候選關(guān)鍵幀，組成候選關(guān)鍵幀集合； 將所述候選關(guān)鍵幀集合中的