2。
[0031] 更进一步地，所述阈值Tw的设置方法为：不含正常帧的片段，Tw设置为5帧；含有 正常帧的片段，Tw设置为10帧。
[0032] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0033] 在进行镜头切变检测时，本发明提出的针对I帧与P帧的检测方法是相互独立的， 对彼此的检测结果互不影响。
[0034] 本发明所述方法以GOP为单位进行循环检测，检测前对GOP相关样本数据进行统 计分析，对画面变化较小的GOP不进行镜头分割，降低了运算量。
[0035] 本发明所述方法可以对GOP长度和结构均不固定的压缩视频进行镜头分割。尤其 在镜头分割发生在I帧时，现有技术普遍利用I帧相邻帧中预测宏块比例的变化来进行检 测，这就要求视频具有固定的GOP长度和结构。而本发明所述方法则不受GOP长度和结构 的限制，只利用I帧自身的参数即可实现对I帧的镜头转换检测。实验表明，采用本发明所 述方法对压缩视频进行镜头分割，具有很好的查全率和查准率，平均查全率和查准率可分 别达到96. 1 %和98. 6%。
【附图说明】
[0036] 图1为现有技术中基于宏块比例进行镜头分割的原理示意图；
[0037] 图2为对I帧进行镜头分割的方法流程图；
[0038] 图3为实施例的方法流程图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例 只用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0040] 一种基于X264压缩视频的镜头分割方法，对视频中镜头的突变转换和渐变转换 进行检测。对于突变镜头的检测共分为两个方面：对突变发生在I帧的检测和对突变发生 在P帧的检测。若突变发生在I帧，根据X264的G0P划分流程，通过比较G0P的长度进行 检测；若突变发生在P帧，则需考察P帧的帧内预测宏块比例P_intra是否超出镜头突变的 阈值。而对渐变镜头的检测则需考察P帧的P_intra是否超出镜头渐变的阈值。本发明以 G0P为单位提取码流信息进行循环检测。
[0041] 如图3所示，具体实施中，在计算机中依次完成以下步骤：
[0042] 第一步：以FFMPEG作为实验平台，输入X264压缩视频作为测试序列。初始化码流 信息的存储空间vector以及最大G0P长度keyint。
[0043] 第二步：在一个GOP逐帧解码的过程中提取帧序号、帧类型以及宏块预测模式等 信息并计算出采用帧内预测的宏块比例P_intra。将这些码流信息存储到vector中。
[0044]第三步：解码至下一个I帧时，表示一个G0P结束。暂停解码。对前一个G0P进行 镜头分割。步骤如下：
[0045] 1)将待测G0P的I帧序号与前一个G0P的I帧序号做差值，从而得到前一个G0P 的长度。将此G0P长度与keyint进行比较。若G0P长度小于keyint，则可判定待测G0P的 I帧发生了镜头突变；否则，用该G0P长度更新keyint的值。
[0046] 2)以待测G0P中所有P帧的P_intra作为样本数据，计算期望与标准差。若标准 差小于0. 1，表示样本数据波动较小，该G0P画面内容变化较小，判定无镜头转换发生，跳至 第四步。若标准差大于或等于〇. 1，表示样本数据波动较大，该G0P画面内容变化较大，存在 镜头转换，需要进行检测。
[0047] 3)设置镜头分割的各个阈值。对于镜头突变的阈值T1，采用分段的方法处理。将 样本数据的期望值加〇. 5赋予T1。若T1大于0. 7,则将T1设置为0. 7 ;若T1小于0. 7,则 将T1设置为0. 6。对于镜头渐变的阈值T2,直接将T1的值减去0. 2得到。
[0048] 4)将待测G0P中的帧分为两类：一类为嫌疑帧，即P_intra大于T2的P帧；另一 类为正常帧，即P_intra小于T2的P帧和B帧。规定每两个嫌疑帧之间最多允许连续存在 2个正常帧。遍历待测G0P中的所有帧，将其划分成若干由连续嫌疑帧组成的片段，并计算 出片段长度。
[0049] 5)将片段长度与相应的阈值Tw进行比较，若片段长度大于相应的阈值Tw，则判定 该片段为一个渐变镜头。这里需要将片段分为两类：一类为不含正常帧的片段，其长度阈值 Tw设置为5帧；另一类为含有正常帧的片段，其长度阈值Tw设置为10。
[0050] 6)对于长度小于相应阈值的片段，则需要进行镜头突变的检测。若其中P帧的P_ intra大于T1，则判定该P帧发生了镜头突变。
[0051] 第四步：清空vector、Tl、T2等变量，跳至第二步，直到检测完待测视频的所有帧。
[0052] 为了检验本发明所述方法的有效性，采用4组不同内容的X264压缩视频进行测 试。通常使用查全率（Recall)和查准率（Precision)这两个指标来评价镜头分割算法的效 果。测试结果如表1所示。由表1可知，第1测试序列的查全率和查准率均达到了 100%， 4组序列的平均查全率和查准率分别为96. 1 %和98. 6%。
[0053] 表1测试序列的查全率和查准率
[0054]
【主权项】
1. 一种基于X264压缩视频的镜头分割方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1，以X264压缩视频的图像组GOP为单位逐帧解码提取帧序号、帧类型和帧内预测 宏块比例； 所述帧类型包括I帧、P帧和B帧；所述帧内预测宏块比例是指一帧图像中采用帧内预 测模式编码的宏块数与该帧图像中所有宏块数的比值； 步骤2,对待测GOP中的I帧进行镜头检测，根据待测GOP的长度判断当前I帧是否发 生镜头突变； 步骤3,以所述待测GOP中所有P帧的帧内预测宏块比例P_intra为样本数据，根据样 本数据的波动程度判断是否需要镜头分割； 步骤4,基于预测宏块比例进行镜头分割。
2. 根据权利要求1所述的基于X264压缩视频的镜头分割方法，其特征在于，所述步骤 2判断当前I帧是否发生镜头突变的方法如下： 求相邻两个I帧的序号差值得到待测GOP的长度；将所述GOP长度与GOP的最大长度 keyint进行比较；若所述长度小于keyint，判定当前I帧发生镜头突变。
3. 根据权利要求1所述的基于X264压缩视频的镜头分割方法，其特征在于，所述步骤 3根据样本数据的波动程度判断是否需要镜头分割的方法如下： 求出所述样本数据的标准差；若所述标准差小于设定的阈值，说明样本数据的波动程 度较小，表示所述GOP内的画面变化较小，所述GOP中不存在镜头转换，不需要镜头分割；否 贝1J，说明样本数据的波动程度较大，表示所述GOP内的画面变化较大，所述GOP中存在镜头 转换，需要进行镜头分割。
4. 根据权利要求1~3中任意一项所述的基于X264压缩视频的镜头分割方法，其特征 在于，所述步骤4基于预测宏块比例进行镜头分割的方法如下： 设置镜头分割的镜头突变阈值Tl和镜头渐变的阈值T2 ; 将所述GOP中的帧分为嫌疑帧和正常帧：P_intra大于T2的P帧为嫌疑帧；P_intra小 于T2的P帧和B帧为正常帧；每2个嫌疑帧之间最多允许连续存在2个正常帧；遍历待测 GOP中的所有帧，将其划分成若干片段；所述片段分为两类：一类为不含正常帧的片段，另 一类为含有正常帧的片段； 对所述两类不同片段的长度分别设置检测渐变镜头的阈值Tw ;将片段长度与相应的 阈值Tw进行比较，若片段长度大于相应的阈值Tw，则判定该片段为一个渐变镜头；否则，如 果所述片段中P帧的P_intra大于T1，则判定该P帧发生了镜头突变。
5. 根据权利要求4所述的基于X264压缩视频的镜头分割方法，其特征在于，所述镜头 突变阈值Tl和镜头渐变的阈值T2的设置方法为：如果样本数据的期望值加0. 5大于0. 7， 则将Tl设置为0. 7 ;否则，将Tl设置为0. 6 ;T2等于Tl的值减去0. 2。
6. 根据权利要求4所述的基于X264压缩视频的镜头分割方法，其特征在于，所述阈值 Tw的设置方法为：不含正常帧的片段，阈值Tw设置为5帧；含有正常帧的片段，阈值Tw设 置为10帧。
【专利摘要】本发明涉及一种基于X264压缩视频的镜头分割方法。所述方法包括：以X264压缩视频的图像组GOP为单位逐帧解码提取帧序号、帧类型和帧内预测宏块比例；对待测GOP中的I帧进行镜头检测，根据待测GOP的长度判断当前I帧是否发生镜头突变；以所述待测GOP中所有P帧的帧内预测宏块比例为样本数据，根据样本数据的波动程度判断是否需要镜头分割；基于预测宏块比例进行镜头分割。本发明可以对GOP长度和结构均不固定的压缩视频进行镜头分割。在镜头分割发生在I帧时，现有技术普遍利用I帧相邻帧中预测宏块比例的变化来进行检测，要求视频具有固定的GOP长度和结构。而本发明只利用I帧自身的参数即可实现对I帧的镜头转换检测。
【IPC分类】H04N19-142, H04N19-177
【公开号】CN104869403
【申请号】CN201510253354
【发明人】姜秀华, 张文宇
【申请人】中国传媒大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月18日