視頻關(guān)鍵幀的提取原則和判定標(biāo)準(zhǔn)

關(guān)鍵幀是一幅能描述鏡頭 主要內(nèi)容的幀。在鏡頭檢測(cè)的基礎(chǔ)上，針對(duì)視頻數(shù)據(jù)中有大量的冗余信息，可以采用提取鏡頭關(guān)鍵幀的方法來(lái)表達(dá)鏡頭的主要內(nèi)容。得到關(guān)鍵頓以后，就可以使用基于內(nèi)容的靜止圖像檢索技術(shù)對(duì)關(guān)鍵幀進(jìn)行檢索，于是視頻檢索問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為圖像檢索問(wèn)題。由此看出，關(guān)鍵幀應(yīng)該具有代表性，即對(duì)前者，應(yīng)代表主題方面的特征，對(duì)后者，則視提取特征的不同而不同。當(dāng)前，一般采用保守原則來(lái)提取關(guān)鍵幀，即關(guān)鍵幀的提取為“寧錯(cuò)，勿少”；同時(shí)，在特征不具體的情況下，一般以去掉重復(fù)（或冗余）幀為原則?；谶@一基本原則，不同的提取算法可以選取不同的原則，建立適合自身情況的判定標(biāo)準(zhǔn)有時(shí)針對(duì)不同的視頻事件，還可以選擇不同的判定標(biāo)準(zhǔn)。

（1）基于鏡頭邊界提取關(guān)鍵幀

此方法中將 切分得到的鏡頭中的第一幀圖像與最后一幀圖像作為鏡頭的關(guān)鍵幀。這種方法主要應(yīng)用在一組鏡頭中，相鄰圖像幀的特征變化很少，整個(gè)鏡頭中圖像幀的特征變化也不大的情況。其優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，運(yùn)算量小；缺點(diǎn)是無(wú)法描述運(yùn)動(dòng)比較多的鏡頭，且效果不是很穩(wěn)定，因?yàn)槊總€(gè)鏡頭的首幀或未頓不一定總是能夠反映鏡頭的主要內(nèi)容。

（2）平均值法

平均值法包括幀平均值法和直方圖平均值法兩種情況。幀平均值法是取一個(gè)鏡頭中所有幀在某個(gè)特殊位置上的像素平均值，將鏡頭中該位置的像素值等于平均值的頓作為代表幀。直方圖平均值法是將鏡頭中所有幀的統(tǒng)計(jì)直方圖取平均值，選擇與該平均直方圖最接近的頓作為代表幀。這兩種方法的共同優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算比較簡(jiǎn)單，所選取的關(guān)鍵幀也具有平均代表意義。但因?yàn)槭菑囊粋€(gè)鏡頭中選取一個(gè)關(guān)鍵幀，因此 無(wú)法描述有多個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的鏡頭。實(shí)際上，每個(gè)鏡頭選取多少個(gè)關(guān)鍵幀沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的定義，這與鏡頭中包含的內(nèi)容有很大的關(guān)系。理想的選取結(jié)果應(yīng)該是鏡頭長(zhǎng)，變化大時(shí)選取的關(guān)鍵幀就多一點(diǎn)，否則少一點(diǎn)，甚至只有一幀。因此從鏡頭中選取固定數(shù)量的關(guān)鍵幀的方法，并非為十分可行的方法。應(yīng)該用適當(dāng)?shù)姆椒?，根?jù)鏡頭的內(nèi)容，選取幾個(gè)能夠代表鏡頭意義的幀作為整個(gè)鏡頭的關(guān)鍵幀。

（3）基于運(yùn)動(dòng)分析提取關(guān)鍵幀

通常， 視頻中通過(guò)攝像機(jī)在一個(gè)新的位置上停留或通過(guò)人物的某一動(dòng)作的短暫停留來(lái)強(qiáng)調(diào)其本身的重要性。本方法通過(guò)光流分析來(lái)計(jì)算鏡頭中的運(yùn)動(dòng)量，在運(yùn)動(dòng)量取局部最小值處選取關(guān)鍵幀，它反映了視頻數(shù)據(jù)中的靜止?fàn)顟B(tài)。這種基于運(yùn)動(dòng)的方法可以根據(jù)鏡頭的結(jié)構(gòu)選擇相應(yīng)數(shù)目的關(guān)鍵幀。若能先把圖像中的運(yùn)動(dòng)對(duì)象從背景中取出，再計(jì)算對(duì)象所在位置的光流，可以取得更好的效果。

（4）基于鏡頭活動(dòng)性提取關(guān)鍵幀

基于鏡頭活動(dòng)性提取關(guān)鍵幀的方法首先計(jì)算內(nèi)部幀和參考幀的直方圖，然后計(jì)算活動(dòng)性標(biāo)志。根據(jù)活動(dòng)性的曲線，把局部最小值的幀作為關(guān)鍵幀。

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