視頻匹配方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種視頻匹配方法和系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：獲取模版視頻和待匹配視頻；對(duì)所述模版視頻和待匹配視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割，得到模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合；根據(jù)所述模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離進(jìn)行粗匹配，得到粗匹配位置；根據(jù)所述模版視頻、待匹配視頻和所述粗匹配位置進(jìn)行精確匹配，得到精確匹配位置；根據(jù)所述精確匹配位置輸出視頻匹配結(jié)果。上述視頻匹配方法和系統(tǒng)，提高了視頻匹配的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性，提高了視頻匹配效率，能夠精確定位廣告視頻的邊緣位置。
【專利說(shuō)明】
視頻匹配方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多媒體技術(shù)，特別是涉及一種視頻匹配方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在常見的電視視頻中，如電視劇、娛樂節(jié)目、綜藝節(jié)目中，常以插播廣告來(lái)獲取收益或者進(jìn)行宣傳。
[0003]對(duì)于插播的廣告往往難以監(jiān)管，傳統(tǒng)技術(shù)中，通過獲取廣告視頻和電視視頻的最長(zhǎng)公共子串來(lái)檢測(cè)電視視頻中播放的廣告視頻，然而，對(duì)于場(chǎng)景變化不明顯的電視視頻，往往檢測(cè)不夠準(zhǔn)確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)檢測(cè)電視視頻中的廣告視頻不夠準(zhǔn)確的問題，提供一種能提高檢測(cè)準(zhǔn)確度的視頻匹配方法。
[0005]此外，還有必要針對(duì)檢測(cè)電視視頻中的廣告視頻不夠準(zhǔn)確的問題，提供一種能提高檢測(cè)準(zhǔn)確度的視頻匹配系統(tǒng)。
[0006]一種視頻匹配方法，包括如下步驟:
[0007]獲取模版視頻和待匹配視頻；
[0008]對(duì)所述模版視頻和待匹配視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割，得到模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合；
[0009]根據(jù)所述模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離進(jìn)行粗匹配，得到粗匹配位置；
[0010]根據(jù)所述模版視頻、待匹配視頻和所述粗匹配位置進(jìn)行精確匹配，得到精確匹配位置；
[0011]根據(jù)所述精確匹配位置輸出視頻匹配結(jié)果。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述模版視頻和待匹配視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割，得到模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合的步驟包括:
[0013]統(tǒng)計(jì)所述視頻中每幀圖像的顏色直方圖；
[0014]根據(jù)所述顏色直方圖分析連續(xù)幀之間的差異值；
[0015]根據(jù)所述差異值對(duì)所述視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述統(tǒng)計(jì)所述視頻中每幀圖像的顏色直方圖的步驟包括:
[0017]統(tǒng)計(jì)所述視頻每幀圖像在紅、綠和藍(lán)三個(gè)顏色通道的第一顏色直方圖；
[0018]利用計(jì)算式H = T.H。對(duì)所述第一顏色直方圖進(jìn)行平滑，得到第二顏色直方圖，其中H。表示所述三個(gè)顏色通道中某個(gè)通道的第一顏色直方圖，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，T為L(zhǎng)*L的變換矩陣，T 的元素值 am，n=eXp((m-n)2/ o2),am；ne Τ, O ^ m, n ^ L, σ 的值取范圍為(0，I)。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述顏色直方圖分析連續(xù)幀之間的差異值的步驟包括:
[0020]獲取視頻連續(xù)幀中顏色通道的差異值/),= (w, Ah4K, — H!; ))/l ,其中
ke {r, g, b}, i表不幀序號(hào)，〈.，.>表不內(nèi)積，L表不直方圖的長(zhǎng)度，Abs (.)表不將直方圖的每個(gè)元素取絕對(duì)值，W表示高斯權(quán)重；
[0021]根據(jù)所述顏色通道的差異值計(jì)算視頻連續(xù)幀之間的差異值A(chǔ).,, +
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取視頻連續(xù)幀中顏色通道的差異值f)Lt ={w\Abs(Hl^H^lL的步驟之前包括:
[0023]對(duì)Abs (//*+1 - Hki)進(jìn)行降序排序 Wal, idx] = DesSort ^Abs (//*；, - //")),其中 Val = [Val1, Val2,..., ValJ 表示 Ahs (H^1 - //f)降序排列后的元素值，Idx =[Idx1, Idx2,IdxJ表示/lk (Hl1 - //〗)降序排列后元素的原始索引值；
[0024]根據(jù)所述/lte (//fu _ //；)的元素值的排列順序計(jì)算所述高斯權(quán)重W:
lfMr = r°? WIdx e , 5 其中 < =CXp ^ σ值取范圍(0，I)。
[0025]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述差異值對(duì)所述視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割的步驟包括:
[0026]獲取所述差異值的附近元素{j e [max {O, i~r}, min {i+r, N}] IDj-J+1}的均值A(chǔ)vg和標(biāo)準(zhǔn)方差Std，其中i表示幀序號(hào)，r為正整數(shù)，N表示幀數(shù)；
[0027]根據(jù)所述均值A(chǔ)vg和標(biāo)準(zhǔn)方差Std計(jì)算所述場(chǎng)景分割閾值Ti = Avg+c*Std,其中c為正整數(shù)；
[0028]判斷到所述連續(xù)幀之間的差異值Di，i+1滿足條件Di，i+1 > Ti,則確定i為場(chǎng)景分割位置；
[0029]根據(jù)所述場(chǎng)景分割位置i對(duì)所述視頻進(jìn)行場(chǎng)景分割，得到場(chǎng)景集合。
[0030]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述模版視頻場(chǎng)景集合與所述待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離進(jìn)行粗匹配，得到粗匹配位置的步驟包括:
[0031]根據(jù)計(jì)算式

【權(quán)利要求】
1.一種視頻匹配方法，包括如下步驟: 獲取模版視頻和待匹配視頻； 對(duì)所述模版視頻和待匹配視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割，得到模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合； 根據(jù)所述模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離進(jìn)行粗匹配，得到粗匹配位置； 根據(jù)所述模版視頻、待匹配視頻和所述粗匹配位置進(jìn)行精確匹配，得到精確匹配位置； 根據(jù)所述精確匹配位置輸出視頻匹配結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述對(duì)所述模版視頻和待匹配視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割，得到模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合的步驟包括: 統(tǒng)計(jì)所述視頻中每幀圖像的顏色直方圖； 根據(jù)所述顏色直方圖分析連續(xù)幀之間的差異值； 根據(jù)所述差異值對(duì)所述視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述統(tǒng)計(jì)所述視頻中每幀圖像的顏色直方圖的步驟包括: 統(tǒng)計(jì)所述視頻每幀圖像在紅、綠和藍(lán)三個(gè)顏色通道的第一顏色直方圖； 利用計(jì)算式H = T.H。對(duì)所述第一顏色直方圖進(jìn)行平滑，得到第二顏色直方圖，其中H。表示所述三個(gè)顏色通道中某個(gè)通道的第一顏色直方圖，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，T為L(zhǎng)*L的變換矩陣，T的元素值 am，n = exp ((m-n)2/ σ 2), am；n e T, O 彡 m, η 彡 L, σ 的值取范圍為(O, I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顏色直方圖分析連續(xù)幀之間的差異值的步驟包括: 獲取視頻連續(xù)幀中顏色通道的差異值/?.,, ^(w,Abs(HLL ,其中ke {r, g, b}, i表不巾貞序號(hào)，〈.，.>表不內(nèi)積，L表不直方圖的長(zhǎng)度，Abs (.)表不將直方圖的每個(gè)元素取絕對(duì)值，W表示高斯權(quán)重； 根據(jù)所述顏色通道的差異值計(jì)算視頻連續(xù)幀之間的差異值
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述獲取視頻連續(xù)幀中顏色通道的差異值/):,:*；,-//,iI//,的步驟之前包括: 對(duì) Ahs (/Zfil - 進(jìn)行降序排序 D,"/’ Idx] = DesSort ^Ahs (//；_, ~ //； )| ,其中 Val = [Val1, Val2,..., ValJ 表示 Abs — /")降序排列后的元素值，Idx =[Idx1, Idx2,IdxJ表示Ahs (H^1 - Hf)降序排列后元素的原始索引值； 根據(jù)所述{HL — //；)的元素值的排列順序計(jì)算所述高斯權(quán)重W: ,IdXi =
σ 值取范圍(ο，ι)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述差異值對(duì)所述視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割的步驟包括: 獲取所述差異值的附近元素U e [max{O, 1-r},min{i+r, N}] |DJ；J+1}的均值A(chǔ)vg和標(biāo)準(zhǔn)方差Std,其中i表示幀序號(hào)，r為正整數(shù)，N表示幀數(shù)； 根據(jù)所述均值A(chǔ)vg和標(biāo)準(zhǔn)方差Std計(jì)算所述場(chǎng)景分割閾值Ti = Avg+c*Std,其中c為正整數(shù)； 判斷到所述連續(xù)幀之間的差異值Di，i+1滿足條件Di，i+1 > Ti，則確定i為場(chǎng)景分割位置； 根據(jù)所述場(chǎng)景分割位置i對(duì)所述視頻進(jìn)行場(chǎng)景分割，得到場(chǎng)景集合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述模版視頻場(chǎng)景集合與所述待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離進(jìn)行粗匹配，得到粗匹配位置的步驟包括: 根據(jù)計(jì)算式
十算所述模版視頻和待匹配視頻中每個(gè)場(chǎng)景的顏色直方圖，其中R為場(chǎng)景S的幀數(shù)，
為每幀的顏色直方圖； 根據(jù)計(jì)算式山.
進(jìn)行場(chǎng)景匹配， dist(S1, S2) = O表示匹配成功，否則表示匹配失敗，T為預(yù)設(shè)直方圖閾值； 根據(jù)所述場(chǎng)景匹配結(jié)果及預(yù)設(shè)編輯操作代價(jià)獲取所述模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離； 根據(jù)所述編輯距離查找粗匹配位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述場(chǎng)景匹配的預(yù)設(shè)操作代價(jià)獲取所述模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離包括: 查找所述預(yù)設(shè)編輯操作代價(jià):場(chǎng)景匹配成功的操作代價(jià)為-1，刪除一個(gè)場(chǎng)景的操作代價(jià)為1，插入一個(gè)場(chǎng)景的操作代價(jià)為1，替換一個(gè)場(chǎng)景的操作代價(jià)為1，刪除最開始或最后多個(gè)連續(xù)場(chǎng)景的操作代價(jià)為O ;計(jì)算所述模版視頻場(chǎng)景集合與所述待匹配視頻場(chǎng)景集合中的預(yù)設(shè)場(chǎng)景集Qig = {5,, …，Λ、}之間的編輯距離
,其中Q。為待匹配視頻，Qt為模版視頻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述編輯距離查找粗匹配位置的步驟包括: 判斷所述編輯距離是否滿足如下條件:
EditDist (Q0, i, Qt) < Tm,且
EditDist (Q0, i, Qt) ( EditDist (Q0, i+k, Qt)，k = I, 2，...，Nm，其中 Tm 為編輯距離閾值，Nm為預(yù)設(shè)比較次數(shù)； 若是，則記錄所述預(yù)設(shè)場(chǎng)景集的起始幀位置作為粗匹配位置，從待匹配場(chǎng)景集合中刪除所述預(yù)設(shè)場(chǎng)景集，從余下場(chǎng)景中查找下一個(gè)粗匹配位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述模版視頻、待匹配視頻和所述粗匹配位置進(jìn)行精確匹配，得到精確匹配位置的步驟包括: 獲取所述粗匹配位置的中間幀； 根據(jù)所述中間幀在所述粗匹配位置中向前搜索精確匹配位置的起始幀以及向后搜索精確匹配位置的終止幀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視頻匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述中間幀在所述粗匹配位置中向前搜索精確匹配位置的起始幀以及向后搜索精確匹配位置的終止幀的步驟包括: 從所述中間幀開始抽取連續(xù)的視頻幀； 獲取所述抽取的視頻幀與所述模版視頻的視頻幀之間關(guān)于顏色直方圖的最小歐氏距離； 判斷所述最小歐氏距離從當(dāng)前視頻幀開始是否連續(xù)預(yù)設(shè)幀數(shù)都小于預(yù)設(shè)距離值； 若是，則停止搜索并記錄所述當(dāng)前視頻幀的位置。
12.一種視頻匹配系統(tǒng)，包括: 視頻獲取模塊，用于獲取模版視頻和待匹配視頻； 視頻分割模塊，用于對(duì)所述模版視頻和待匹配視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割，得到模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合； 粗匹配模塊，用于根據(jù)所述模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離進(jìn)行粗匹配，得到粗匹配位置； 精確匹配模塊，用于根據(jù)所述模版視頻、待匹配視頻和所述粗匹配位置進(jìn)行精確匹配，得到精確匹配位置； 輸出模塊，用于根據(jù)所述精確匹配位置輸出視頻匹配結(jié)果。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻分割模塊包括: 幀顏色統(tǒng)計(jì)單元，用于統(tǒng)計(jì)所述視頻中每幀圖像的顏色直方圖； 幀差異分析單元，用于根據(jù)所述顏色直方圖分析連續(xù)幀之間的差異值； 場(chǎng)景分割單元，用于根據(jù)所述差異值對(duì)所述視頻進(jìn)行自適應(yīng)場(chǎng)景分割。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述顏色統(tǒng)計(jì)單元還用于統(tǒng)計(jì)所述視頻每幀圖像在紅、綠和藍(lán)三個(gè)顏色通道的第一顏色直方圖，利用計(jì)算式H = T.H。對(duì)所述第一顏色直方圖進(jìn)行平滑，得到第二顏色直方圖，其中H。表示所述三個(gè)顏色通道中某個(gè)通道的第一顏色直方圖，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，T為L(zhǎng)*L的變換矩陣，T的元素值am，n = exp ((m-n)2/σ 2)，am，n e T，O彡m，η彡L，σ的值取范圍為(0，I)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述差異分析單元還用于獲取視頻連續(xù)巾貞中顏色通道的差異值叱,，=〈^/?'(//,4:1-/^|/￡，其中1^￡ {r，g，b}，i表不巾貞序號(hào)，〈.，.>表不內(nèi)積，L表不直方圖的長(zhǎng)度，Abs (.)表不將直方圖的每個(gè)兀素取絕對(duì)值，W表示高斯權(quán)重，根據(jù)所述顏色通道的差異值計(jì)算視頻連續(xù)幀之間的差異值A(chǔ),+l=(A*,.+A6,i+A*.1)/3.
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻分割模塊還包括:排序單元，對(duì)
進(jìn)行降序排序
表示
降序排列后的元素值,Idx = [Idx1, Idx2,...，IdxJ 表示伽~ I/*]降序排列后元素的原始索引值； 高斯權(quán)重計(jì)算單元，用于根據(jù)所述
)的元素值的排列順序計(jì)算所述高斯權(quán)重
,其中
值取范圍(0，I)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述場(chǎng)景分割單元還用于獲取所述差異值的附近元素U e [max {O, 1-r},min{i+r, N}] |DJ；J+1}的均值A(chǔ)vg和標(biāo)準(zhǔn)方差Std，其中i表示幀序號(hào)，r為正整數(shù)，N表示幀數(shù)，根據(jù)所述均值A(chǔ)vg和標(biāo)準(zhǔn)方差Std計(jì)算所述場(chǎng)景分割閾值Ti = Avg+c*Std，其中c為正整數(shù)，判斷到所述連續(xù)幀之間的差異值Di，i+1滿足條件Di，i+1 > Ti,則確定i為場(chǎng)景分割位置，根據(jù)所述場(chǎng)景分割位置i對(duì)所述視頻進(jìn)行場(chǎng)景分割，得到場(chǎng)景集合。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述粗匹配模塊包括: 場(chǎng)景顏色統(tǒng)計(jì)單元，用于根據(jù)計(jì)算式P) =計(jì)算所述模版視頻和待匹配視頻中每個(gè)場(chǎng)景的顏色直方圖，其中R為場(chǎng)景S的幀數(shù)，
為每幀的顏色直方圖；

場(chǎng)景匹配單元，用于根據(jù)計(jì)算式
進(jìn)行場(chǎng)景匹配，dist(S1, S2) = O表示匹配成功，否則表示匹配失敗，T為預(yù)設(shè)直方圖閾值； 編輯距離獲取單元，用于根據(jù)所述場(chǎng)景匹配結(jié)果及預(yù)設(shè)編輯操作代價(jià)獲取所述模版視頻場(chǎng)景集合與待匹配視頻場(chǎng)景集合之間的編輯距離； 粗匹配位置查找單元，用于根據(jù)所述編輯距離查找粗匹配位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述編輯距離獲取單元還用于查找所述預(yù)設(shè)編輯操作代價(jià):場(chǎng)景匹配成功的操作代價(jià)為-1，刪除一個(gè)場(chǎng)景的操作代價(jià)為1，插入一個(gè)場(chǎng)景的操作代價(jià)為1，替換一個(gè)場(chǎng)景的操作代價(jià)為1，刪除最開始或最后多個(gè)連續(xù)場(chǎng)景的操作代價(jià)為O，計(jì)算所述模版視頻場(chǎng)景集合與所述待匹配視頻場(chǎng)景集合中的預(yù)設(shè)場(chǎng)景集
之間的編輯距離
,其中 q。為待匹配視頻，Qt 為模版視頻。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述粗匹配位置查找單元還用于判斷所述編輯距離是否滿足條件:EditDist (Q。，i, Qt) < Tm且EditDist (Q。，i, Qt) ^ EditDist (Q0, i+k, Qt)，k = 1,2,…，NM，其中Tm為編輯距離閾值，Nm為預(yù)設(shè)比較次數(shù)，若是，則記錄所述預(yù)設(shè)場(chǎng)景集的起始幀位置作為粗匹配位置，從待匹配場(chǎng)景集合中刪除所述預(yù)設(shè)場(chǎng)景集，從余下場(chǎng)景中查找下一個(gè)粗匹配位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述精確匹配模塊包括: 中間幀獲取單元，用于獲取所述粗匹配位置的中間幀； 幀搜索單元，用于根據(jù)所述中間幀在所述粗匹配位置中向前搜索精確匹配位置的起始幀以及向后搜索精確匹配位置的終止幀。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的視頻匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述幀搜索單元還用于從所述中間幀開始抽取視頻幀，獲取所述抽取的視頻幀與所述模版視頻的視頻幀之間關(guān)于顏色直方圖的最小歐氏距離，判斷所述最小歐氏距離從當(dāng)前視頻幀開始是否連續(xù)預(yù)設(shè)幀數(shù)都小于預(yù)設(shè)距離值，若是，則停止搜索并記錄所述當(dāng)前視頻幀的位置。
【文檔編號(hào)】H04N17/00GK104185017SQ201310196232
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月23日
【發(fā)明者】陳先開, 鄧亮, 吳斯, 陳前 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院