專利名稱：一種視頻片段拷貝檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻技術(shù)，特別涉及一種視頻片段拷貝檢測方法。
背景技術(shù)：
視頻片段拷貝檢測主要是判斷一個視頻內(nèi)容之間是不是另 一視頻的
拷貝，其在視覺信息處理中有著重要的實際用途首先視頻拷貝檢測在視 頻信息檢索和對搜索結(jié)果進行過濾、排序方面具有重要意義。其次，在媒 體追蹤方面，視頻拷貝檢測可以用來自動地監(jiān)控特定內(nèi)容視頻的播出狀 況。此外，在數(shù)字視頻版權(quán)保護方面，相對于傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)而言， 由于具有無需在媒體中加入附加信息，特征提取可在媒體發(fā)布之后進行等 良好的特性，拷貝檢測也開始受到關(guān)注。為此，研究者提出了多種視頻拷 貝檢測方法，但由于視頻格式和內(nèi)容的多樣性，如何選取有效的特征，準(zhǔn) 確地檢測視頻拷貝依然是一個未解決的問題。現(xiàn)有視頻拷貝檢測方法多采 用提取視頻幀，進行基于圖像特征進行匹配的方法，但該類方法所提取的 視頻幀由于其圖像特征會受到視頻編碼格式變化的影響，因此實用性較 差。
因此迫切需要 一 種能夠同時滿足如下兩方面要求的視頻片段拷貝檢 測方法 一方面要對因格式轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)變化魯棒，另一方面又 要對因視頻內(nèi)容變化產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)變化敏感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對因格式變化而產(chǎn)生的視頻數(shù) 據(jù)變化魯棒的視頻片段拷貝檢測方法。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種視頻片段拷貝 檢測方法，包括下列步驟
1 )提取原視頻片段和待檢測視頻片段的時空切片；
2)計算所述時空切片的時空聯(lián)合特征；
43)根據(jù)所述時空聯(lián)合特征的相似度，判斷所述待檢測視頻片段是否是所述原視頻片段的拷貝。
其中，所述步驟1)包括
11) 對原視頻幀提取水平方向像素線A,,并按時間順序拼接構(gòu)成橫向時空切片《，提取豎直方向像素線v,,并按時間順序拼接構(gòu)成縱向時空切
片《；
12) 對待^r測一見頻幀提取水平方向像素線/z;,并按時間順序拼接構(gòu)成
水平切片《，提取豎直方向像素線v;，并按時間順序拼接構(gòu)成豎直切片《，其中，所述A和所述v,在原視頻幀中的位置分別對應(yīng)所述《和所述v;在待檢測視頻幀中的位置。。
其中，所述步驟12)中所述A和所述《分別位于原視頻幀和待檢測視
頻幀的縱向中間位置。。
其中，所述步驟i2)中所述v,和所述v;分別位于原視頻幀和待檢測視頻幀的橫向中間位置。。
其中，所述步驟2)包括
21) 將所述時空切片分割為多個處理單元；
22) 對所述處理單元進行離散余弦變換，取所述離散余弦變換的低頻系數(shù)作為所述處理單元的特征向量；
23) 將所述處理單元的特征向量按時間順序排列，構(gòu)成所述時空聯(lián)合特征。
其中，所述步驟3)包括
31 )計算所述原視頻片段的時空聯(lián)合特征與所述待檢測視頻片段的時空聯(lián)合特征的相似度；
32)根據(jù)所述時空聯(lián)合特征的相似度，計算所述原視頻片段和所述待檢測視頻片段的相似度；
33 )根據(jù)所述原視頻片段和所述待檢測視頻片段的相似度是否大于閾
其中，所述步驟33)所述閾值的取值范圍是(0.35-0.45 )。本發(fā)明的效果在于對視頻提取簡潔的時空聯(lián)合特征，以此作為分析的基礎(chǔ)，該特征對視頻格式變化中對視頻信號帶來的變化魯棒，從而能夠減少衡量視頻內(nèi)容相似度時受視頻格式的影響，提高拷貝檢測的準(zhǔn)確度。對特征進行存儲時選用的是所提特征中的中低頻信號，并按頻率由低到高進行排列，得到特征向量，這樣選取的特征一方面能代表視頻內(nèi)容，另一方面能少受噪聲影響，是表達視頻內(nèi)容的魯棒特征，從而在進行內(nèi)容匹配時不易受噪聲影響。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的視頻片段拷貝檢測方法流程圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對根據(jù)本發(fā)明 一個實施例的視頻片段拷貝檢測方法進一 步詳細(xì)說明。
如圖l的方法流程圖所示，提取原視頻片段和待檢測視頻片段的時空
切片；對所得到的時空切片進行分析，計算得到視頻內(nèi)容相關(guān)的時空聯(lián)合特征；根據(jù)二者的時空聯(lián)合特征是否匹配，判斷某段視頻是否是另一段的拷貝。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，分別對每個步驟詳細(xì)描述如下
首先，對每一原視頻幀/確定一個固定的位置，以畫面左上角為原點，右方作為x正向，下方作為r正向建立坐標(biāo)系/皿，可選取某個固定y值，
取所有y值為y的像素，得到水平方向?qū)挾葹橐粋€像素的線條。也可選取某個x值，取所有義值為x的像素，得到豎直方向?qū)挾葹橐粋€像素的線條。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，還可以取多個像素的線條進行融合得到寬度為一個像素的線條，其中，優(yōu)選的，多個像素是相鄰的。
對從各視頻幀中取出的像素線條，按時間順序進行拼接，可得到原視頻片段「的橫向時空切片《和縱向時空切片《。其中《A〉為由原視頻片段^的水平方向像素線/z,拼接生成的時空切片，&為第z'幀的像素線；《=< Vl,..., Vi >為由原視頻片段「的豎直方向像素線v,拼接生成的時空切片，v,為第^幀的像素線。
與提取原視頻片段的時空切片類似，提取待檢測視頻片段r'的所有r值為y，的像素線/7;組成的橫向時空切片《和所有z值為x，的像素線v;組成
的縱向時空切片《。其中，y值和y，值是對應(yīng)的，也就是，假設(shè)y占原視頻幀r方向?qū)挾鹊谋壤?，與y，占待4全測視頻幀7方向?qū)挾鹊谋壤嗟龋煌韝值和x，值也是對應(yīng)的。優(yōu)選的，為了使時空切片包含更多視頻內(nèi)容，
上述比例均為1/2，也即，/z,和; ;位于視頻幀的i從向中間^立置，v,和v;位于
6視頻幀的 一黃向中間位置。
然后，對上述提取的時空聯(lián)合分析對象(也即時空切片)提取時空聯(lián) 合特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可將切片視為普通圖像提取顏色、邊 緣、梯度等信息特征，但這樣的特征對于視頻編碼較敏感。根據(jù)本發(fā)明的 一個優(yōu)選實施例，選用頻率信息這一較為穩(wěn)定的特征，其較少受噪聲影響， 是表達視頻內(nèi)容的魯棒特征。
將提取的時空切片分割為各個處理單元，設(shè)灰度切片沿時間軸方向為
寬，另一個方向為高，且寬為『，高為H，按時間軸從左到右的順序?qū)⑶?片分割成多個Hx/f的單元，稱每個單元為一個切片單元塊&、
對取出的各s"6塊進行離散余弦變換(DCT),按時空切片中Zig-Zag 序取出低頻交流系數(shù)所生成的向量，例如可取前16個低頻系數(shù)，作為該&6 塊的特征向量。將各個sw塊的特征向量依時間順序排列構(gòu)成整個視頻內(nèi) 容的特征向量。
其中，所采用的離散余弦變換(DCT),是對切片圖像進行的二維DCT 變換，二維DCT變換基體現(xiàn)了圖像沿坐標(biāo)軸方向變化的頻率，而sw的坐 標(biāo)方向分別為時間和空間方向，所以其DCT變換基體現(xiàn)了圖像序列在時 間和空間上的變化頻率。
最后，計算原視頻片段r和待檢測視頻片段7'的時空聯(lián)合特征之間的 相似度，從而判定視頻之間是否存在拷貝關(guān)系。該步驟的具體實現(xiàn)是
計算時空切片《和《，以及《和《的相似度。引入如下符號 和St/A,分別是原視頻片段F和待4全測視頻片段7'的的序列；和&《, 分另'J是Sf/Sr禾口 S[/Sr中白勺第z'個塊；Sw6^ =< Sw6 ^ [o],..., 5"w6《[尸一l] >禾口 ^/6P;,《Sw6J^
,…,5^《,[尸-l]〉分別是對^《和^《,進^f亍DCT變換后，才姿 Zig-Zag順序依次取出前P個位置的DCT交流系數(shù)所生成的特征向量；
雄^;《^C)^,-X >和sl^,《s,rX…,j^ 〉分另'j是由
s^k;和s"6^,4要塊順序組成的特征向量組。時空切片的相似度計算公式為 其中，d表示向量間的距離，abs表示取絕對值。
根據(jù)上述時空切片的相似度，計算兩視頻間的相似度。以Sf/^^記視 頻r橫向切片的特征向量組，5T/g^T記視頻r縱向切片的特征向量組；以 S"BJ^記視頻r'橫向切片的特征向量組；St/萬"記視頻r縱向切片的特征
7向量組。則視頻7和視頻^的相似度定義為
其中，max表示取最大值。
當(dāng)5Vm《D)超過給定閾值r時，判定視頻r'是視頻^的拷貝視頻。判 定公式C0P1^D〉如下，優(yōu)選的，閾值取值范圍是(0.35-0.45 )，特別是
L否否則
通過以上判定，確定了視頻之間是否存在拷貝關(guān)系的判定結(jié)果。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，上述相似度的判定方法是比對特征序
有效，因此該判定相似度的方法能夠取得良好的結(jié)果；還可以采用例如計 算特征向量的夾角余弦方法等的其它比對特征序列的方法來判定時空聯(lián) 合特征的相似度，進而判定視頻間的相似度。
應(yīng)該注意到并理解，在不脫離后附的權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的精神 和范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鲈敿?xì)描述的本發(fā)明做出各種修改和改進。因 此，要求保護的技術(shù)方案的范圍不受所給出的任何特定示范教導(dǎo)的限制。
取0.4:
列的一般方法，
8
權(quán)利要求
1.一種視頻片段拷貝檢測方法，包括下列步驟1)提取原視頻片段和待檢測視頻片段的時空切片；2)計算所述時空切片的時空聯(lián)合特征；3)根據(jù)所述時空聯(lián)合特征的相似度，判斷所述待檢測視頻片段是否是所述原視頻片段的拷貝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟l)包括11) 對原視頻幀提取水平方向像素線/z,,并按時間順序4并接構(gòu)成4黃向時空切片《，提取豎直方向像素線v,，并按時間順序拼接構(gòu)成縱向時空切片《；12) 對待;險測視頻幀提取水平方向像素線《，并按時間順序拼接構(gòu)成水平切片《，提取豎直方向像素線v;，并按時間順序拼接構(gòu)成豎直切片《，其中，所述&和所述v,在原視頻幀中的位置分別對應(yīng)所述a;和所述v;在待檢測^L頻幀中的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟12)中所述/7,和所述/z;分別位于原視頻幀和待檢測視頻幀的縱向中間位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟12)中所述v,和所述v;分別位于原視頻幀和待;險測視頻幀的橫向中間位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)包括21) 將所述時空切片分割為多個處理單元；22) 對所述處理單元進行離散余弦變換，取所述離散余弦變換的低頻系數(shù)作為所述處理單元的特征向量；23) 將所述處理單元的特征向量按時間順序排列，構(gòu)成所述時空聯(lián)合特征。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)包括31)計算所述原視頻片段的時空聯(lián)合特征與所述待檢測視頻片段的時空聯(lián)合特征的相似度；32)根據(jù)所述時空聯(lián)合特征的相似度，計算所述原視頻片段和所述待檢測視頻片段的相似度；值，判斷所述待檢測視頻片段是否是所述原視頻片段的拷貝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟33)所述閾值的取值范圍是(0.35-0.45 )。
全文摘要
本發(fā)明提供一種視頻片段拷貝檢測方法，包括下列步驟1)提取原視頻片段和待檢測視頻片段的時空切片；2)計算時空切片的時空聯(lián)合特征；3)根據(jù)時空聯(lián)合特征的相似度，判斷待檢測視頻片段是否是原視頻片段的拷貝。本發(fā)明對視頻提取簡潔的時空聯(lián)合特征，以此作為分析的基礎(chǔ)，該特征對視頻格式變化中對視頻信號帶來的變化魯棒，從而能夠減少衡量視頻內(nèi)容相似度時受視頻格式的影響，提高拷貝檢測的準(zhǔn)確度。
文檔編號G06K9/00GK101685496SQ20081022323
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者張勇東, 李錦濤, 潘雪峰 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所