关联查询红外视频图像特定内容的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种视频识别、图像检索领域的图像视频处理方法，特别是关于应用 到智能视频监控技术和视频检索相关领域的技术。
【背景技术】
[0002] 由于红外成像具有被动工作、抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作等特点， 已被广泛应用于军事与民用领域的侦察与监视方面。红外侦察与监视设备产生大量的图像 和视频数据。数据里面许多有用的信息，必须经过去伪存真、去粗取精的处理过程才能获得 有用的信息，如何在运些数据中快速找到自己所关注的内容是一个亟待解决的问题。在海 量数据的红外视频中要查找特定内容的视频片断，人工视频观看判读需要专业判读员花费 大量精力去做，其效率低、准确性差。由于受限于人类的生理局限，人工查看的效率是极其 低下的。主要有W下几个原因：1)容易产生视觉疲劳：由于人类的生理局限，长时间专注 于单一视频画面，过程单调、乏味，容易造成情报人员注意力低下，产生视觉疲劳，严重影响 审看效率。2)人眼无法克服误差：因为人眼的视觉疲劳，极易忽略掉重要的目标线索，造成 "过眼不过脑"的情况，美国圣地亚国家实验室的研究表明，人对于单调的事物无法长时间 的集中注意力，人眼注意画面超过22分钟的时候，则有95%的画面会被忽略。因此，一段视 频往往需要花费更多的时间进行重复审看，大大增加了工作量，并且还是无法完全避免遗 漏和误差。3)被迫采用"人海战术"+"疲劳战术":通常所审看的视频量时常达到数百上千 小时。在目前的审看模式下，传统的方法需要从头到尾顺序播放，往往需要数倍于原始视频 的时间才能审看完成，因此需要大量人员连续加班数周进行视频的审看。为了规避遗漏和 误差，往往采用加大人力投入的方法。但是经过实践证明，运种方法吃力不讨好，仍然解决 不了根本的问题。
[0003] 人类的感官分很多种，视觉是最重要的一种。我们通过视觉对事物进行分辨，一眼 就能从所有看到的事物中，找到感兴趣的物体。用计算机对视频或者图像进行处理的技术 建立在对人类视觉本质特性的基础上，利用各种成像设备作为计算机的视觉器官，通过计 算机技术对采集的视频或图像进行统计和分析。随着图像和视频处理技术的不断发展和各 种数学模型的建立，W及计算机软硬件的不断改进，使得计算机处理视频和图片的技术有 了很大的突破。如何在一段监控视频中捜索出指定的对象，是一个非常有意义的课题。
[0004] 研究表明，红外图像具有如下的特征：
[0005] (1)灰度层次不分明而且灰度分布较集中，红外探测器可探测的溫度范围较广，而 实际景物的溫度范围相对较低，在加上景物间的溫度差异较小，因此红外相机摄取到的图 像灰度的层次不分明、纹理特征不明显。
[0006] (2)对比度较低，纹理不明显由于景物和周围环境存在着热交换、空气热福射和吸 收，从而导致了自然状态下景物之间的溫度差别不大，红外图像中景物与背景的对比度较 低。
[0007] (3)信噪比较低红外图像的噪声来源较广，包括元器件的内部噪声，系统噪声，W 及随机噪声等等。运些噪声降低了红外图像的信噪比。
[000引（4)红外传感器得到的相邻两帖图像之间的差别不大，红外图像的摄取帖速约为 25~30巧/s之，景物表面的福射分布基本上保持不变，运个性质为逐帖分析景物特征和对 景物定位提供了保证。
[0009] 普通的颜色直方图虽然能表示出不同颜色的概率分布，但是并不能表达出颜色的 空间分布信息，因此容易造成误识别，将颜色出现概率相同但是分布位置不同的不同目标 判断为同一目标。而二维直方图是一种既能反映像素灰度信息又能体现空间域相关信息的 图像函数，对于对比度较低、有噪声干扰，目标和背景的分布区不明显的红外图像的识别效 果有相当大的提高。目前基于内容的视频图像检索方法主要针对可见光视频图像进行处 理，针对红外视频图像的处理方法还鲜有报道。在特定内容查找方面的应用还没有研究出 公认的较好的结果，处于试探研究阶段。
【发明内容】
[0010] 本发明目的是针对现有技术存在问题，提供一种高效准确、检索效率和识别率高， 视频图像特征提取方法简单的关联查询红外视频图像特定内容的方法，W解决针对红外视 频图像的关联查询问题。
[0011] 实现本发明目的的技术方案为：一种关联查询红外视频图像特定内容的方法，其 特征在于包括W下步骤：
[0012] 在镜头边界检测模块中设置滑动窗口截取红外视频段，计算出相邻帖图像间的二 维直方图帖差值与滑动窗口阔值，将帖差值与滑动窗口阔值进行比较，判断确定红外视频 镜头边界，标识镜头边界，建立镜头边界索引；同时将计算出的每个视频的镜头边界送入关 键帖提取模块，计算每个镜头的内容变化率SCCR值及对应的判决阔值，关键帖提取模块抽 取视频镜头内关键帖图像，标识关键帖图像，建立关键帖图像索引；再用二维直方图特征提 取模块把计算出的关键帖图像的二维直方图特征，作为关键帖图像特征参量存入特征库； 二维直方图特征提取模块将计算出的待关联查询红外图像的二维直方图特征送入关键帖 关联查询模块；关键帖关联查询模块计算待查询图像与特征库中所有关键帖图像二维直方 图特征之间的关联度，依据关联度排序得到关键帖关联查询结果，视频片段或视频关联查 询模块结合将关键帖关联查询结果与索引库的信息，查询出红外视频的关联内容，输出视 频片段或视频关联查询结果。
[0013] 本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
[0014] 特征提取方法简单、高效准确。本发明利用二维直方图特征进行红外视频图像的 关联查询，建立了索引库，用户预先把关键帖图像存入库中，查询时从库中读出图像并显 示。建立了特征库并与索引库相关联，提高了检索速度，运样在进行相似比较时系统只要计 算待查询关联图像的特征值，库中关键帖图像的特征值直接从特征库中读取，从而大大节 约了计算时间。
[0015] 检索效率和识别率高。本发明从大量的红外视频中快速找出用户所关注的符合 视觉主观感受、具有特定内容的视频片段。针对红外图像和视频进行处理，对红外视频进 行镜头边界检测和关键帖提取，将视频镜头边界和关键帖的索引信息存入索引库；将关键 帖图像的二维直方图特征信息存入特征库；对待关联查询红外图像进行二维直方图特征提 取，计算待关联查询图像和特征库中关键帖图像特征之间的关联度，得出关键帖关联查询 结果；根据关键帖关联查询结果结合索引库的索引信息得出视频镜头片段或视频关联查询 结果，可W快速的将同类的目标从其他对象中识别出来。保持了单特征用于内容检索的正 确性。对视频进行基于内容的分析，从而生成各个层次的索引信息，提高了用户对视频数据 的控制和访问能力。本发明可W利用计算机自动捜索符合视觉主观感受、具有特定内容的 视频片段，解决了红外图像与视频段的关联查询问题。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明关联查询红外视频图像特定内容的流程示意图。
[0017] 图2是红外图像的灰度直方图。
[0018] 图3是红外图像的二维直方图。
【具体实施方式】
[001引参阅图1在W下描述的实施例中，根据本发明关联查询红外视频图像特定内容的 方法流程按W下步骤：
[0020] 步骤S1，镜头边界检测模块采用滑动窗口截取红外视频段，计算出相邻帖图像间 的二维直方图帖差值与滑动窗口阔值，将帖差值与滑动窗口阔值进行比较，判断确定红外 视频镜头边界，标识镜头边界，建立镜头边界索引；
[0021] 步骤S2,关键帖提取模块计算每个视频镜头的内容变化率SCCR值及对应的判决 阔值，采用视频镜头内容变化率标识判决法抽取视频镜头内关键帖图像，标识关键帖图像， 建立关键帖图像索引；
[0022] 步骤S3,二维直方图特征提取模块计算所有关键帖图像的二维直方图特征，作为 关键帖图像特征参量存入特征库；
[0023] 步骤S4,二维直方图特征提取模块计算待关联查询红外图