一种基于内容的h.264压缩域视频检索方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频处理领域，尤其涉及一种基于内容的H. 264压缩域视频检索方 法。
【背景技术】
[0002] 随着网络通信技术与多媒体技术的飞速发展，数字多媒体已广泛应用于教育、医 学、公共信息、广告及娱乐等多个领域，众多的应用导致数字视频数量快速增加。如何对巨 大的视频库进行有效的管理，对视频进行快速检索和查询，成为有效利用视频资源需解决 的问题，而视频相似性分析是基于内容的视频检索的重要手段。
[0003] 目前存储或传输视频多是以压缩形式出现，因此，研宄压缩域的视频处理方法可 以提高实时性与效率。由于具有比以往编码标准更出色的压缩性能，H. 264已成为目前非 常流行的编码标准。针对H. 264压缩视频，如何充分利用其压缩域内信息提取表达视频内 容的特征，并进行视频之间的相似性分析，具有重要理论意义和应用价值。
[0004] 现有的视频相似性分析方面的工作已经有很多，近几年来已经提出了大量 的CBR(基于内容的检索）算法。比如基于视频签名的视频相似性检索（LuBF，Can HB,CanZ.Anefficientmethodforvideosimilaritysearchwithvideo signature[C].InternationalConferenceonComputationalandInformation Sciences，2010，pp:713_716)和基于内容的快速视频检索（CaoZ，ZhuM.Anefficient videosimilaritysearchalgorithm[J].IEEETransactionsonConsumerElectroni cs，2010, 56 (2): 751-755)等。这两种方法在视频检索上取得了很好的效果，但需要对压缩 码流全解码至像素域，并在像素域提取表征视频的特征，运算量及存储空间需求都很大。基 于视频签名的视频相似性检索方法提取视频中每帧各像素的亮度Y和色度Cb、Cr信息，求 均值后采用适当的权值组合来实现降维，最后将视频表示为一个特征签名：
【主权项】
1. 一种基于内容的Η. 264压缩域视频检索方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、提取I帧预测模式： 分别对库视频与查询视频的H. 264压缩码流中提取I帧每个亮度块的预测模式； 步骤二、提取残差DCT系数： 分别从库视频与查询视频的H. 264压缩码流中提取I帧每个亮度块的残差DCT系数； 步骤三、生成残差DCT能量： 根据残差DCT系数分别计算库视频残差DCT系数的方差，即得到残差DCT能量； 步骤四、生成视频签名： 对库视频与查询视频的每一 I帧图像分别统计预测模式、残差DCT能量两个直方图信 息，并根据将两个直方图信息，得到视频签名； 步骤五、获取库视频与查询视频的相似性度S :
其中，H1为查询视频签名，H2为视频库视频签名，k' = 0, 1，2.......，23, S取值范围 为[〇, 1]，代表查询视频签名与库中视频签名的夹角余弦值； 步骤六、获取匹配视频： 将查询视频与库视频的相似性度S进行降序排列，获取前N个库视频为所需检索的视 频，其中，N为正整数。
2. 如权利要求1所述的一种基于内容的H. 264压缩域视频检索方法，其特征在于：所 述步骤四中预测模式直方图的生成过程具体为： 分别统计每一帧的13种预测模式直方图，记为扎[0, 1，2......，12]，并做归一化处 理：
其中，k = 0，l，2......，12，fn，代表第i'行第j'列4X4子块的预测模式，若fn，属 于第k种模式，则modeJfVj，）= 1，否则modeJfVj，）=0，h和w分别为图像在行和列方向 的4X4子块个数。
3. 如权利要求2所述的一种基于内容的H. 264压缩域视频检索方法，其特征在于：所 述步骤四中残差DCT能量直方图的生成具体过程为： 将DCT系数的方差均分为11个区间，并统计每一帧的直方图：
其中，i = 0, 1，2......，l〇，h和w分别为图像在行和列方向的4X4子块个数，Piv为 第i'行第j'列4X4子块的残差DCT能量，当ρη，〈(?+1)*10时，f (ρη，）= 1，否则f (ρη，） =0〇
4. 如权利要求3所述的一种基于内容的Η. 264压缩域视频检索方法，其特征在于：根 据两个直方图信息，得到视频签名具体过程为： 4. 1)、对包含m帧的视频作取均值处理：
， 4. 2)、按照下式将两个直方图特征结合，得到长度为24的视频签名： H - HlHdct 〇
【专利摘要】本发明公开了一种基于内容的H.264压缩域视频检索方法，为了解决现有H.264压缩域视频检索中计算量大，以及检索准确率低的问题，本发明提出一种基于内容的H.264压缩域视频检索方法，属于视频处理领域。该方法针对H.264压缩视频，提出了直接从I帧编码码流中提取预测模式作为纹理特征，并结合残差DCT的能量直方图作为视频检索的特征签名，用夹角余弦的方法来衡量签名的相似性，有效地对H.264视频进行相似性检索。
【IPC分类】G06F17-30, H04N19-61
【公开号】CN104683815
【申请号】CN201410663715
【发明人】王萍, 种怡晨, 黄华
【申请人】西安交通大学, 北京理工大学深圳研究院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年11月19日