專利名稱：一種基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻內(nèi)容檢索領(lǐng)域，尤其是一種基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟和信息技術(shù)的發(fā)展，人們對安全防范的需求也越來越高，視頻監(jiān)控作為安全防范領(lǐng)域的有效手段，應(yīng)用范圍越來越廣，應(yīng)用需求也在不斷地提高。在日常的應(yīng)用中，每天產(chǎn)生大量的視頻文件，如何從這些視頻文件中尋找用戶感興趣的內(nèi)容成為一個難題。采用人工方式進行檢索異常耗時費力，尤其在視頻數(shù)量急劇增加的情況下，這種方式越來越不可行。因此，采用信息技術(shù)自動檢索視頻內(nèi)容的研究成為當前的研究熱點，由于對視頻內(nèi)容的索引工作仍需要人工參與，同樣過于耗時。解決這個問題的根本途徑是根據(jù)視頻內(nèi)容的特點自動建立視頻內(nèi)容索引，在很多場合下，人們感興趣的是視頻中的運動目標，如果能對視頻中的運動目標進行自動索引，就能實現(xiàn)視頻內(nèi)容的快速檢索。目前，還沒有出現(xiàn)能夠?qū)σ曨l中的運動目標進行自動索引的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于提供一種能夠?qū)σ曨l中的運動目標進行自動檢測和索引、 檢索速度快、準確性和魯棒性強的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，該方法包括下列順序的步驟
(1)獲取視頻庫中所有視頻文件的初始圖像序列，對初始圖像序列進行分析處理，得到各個運動目標的位置，計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，并將各個運動目標的位置和視覺統(tǒng)計特征信息存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；
(2)用戶輸入待檢索對象，并從中選取待檢索運動目標，并計算出待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征；
(3)在視頻索引數(shù)據(jù)庫中查找與待檢索運動目標最相似的視頻索引記錄；
(4)根據(jù)檢索到的視頻索引記錄，從視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段，并在用戶監(jiān)控終端上顯示。本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索系統(tǒng)，包括 視頻索引模塊，從視頻庫中獲取所有視頻文件的圖像序列，利用背景減法對圖像序列
進行分析處理，獲取各個運動目標的位置及圖像，根據(jù)運動目標的圖像計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，在幀間進行運動目標跟蹤，并將各個運動目標的位置、視覺統(tǒng)計特征信息和各個運動目標的跟蹤結(jié)果存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；
檢索對象輸入模塊，用戶將待檢索對象輸入至檢索對象輸入模塊，并從待檢索對象中選取待檢索運動目標；視覺特征提取模塊，自動計算待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征；
視頻檢索1旲塊，在視頻索引數(shù)據(jù)庫中查找與待檢索運動目標最相近的視頻索引記錄； 檢索結(jié)果輸出模塊，根據(jù)檢索得到的視頻索引記錄，在視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段， 作為檢索結(jié)果在監(jiān)控終端上顯示。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明基于運動目標對視頻內(nèi)容進行自動索引，并計算出運動目標的視覺統(tǒng)計特征，將視頻內(nèi)容檢索轉(zhuǎn)化為視覺統(tǒng)計特征的匹配。通過對視頻庫中所有視頻內(nèi)容中各個運動目標的檢測、跟蹤，可以實現(xiàn)視頻內(nèi)容的快速、自動索引，從而保證了視頻內(nèi)容檢索的高效性，提高了視頻檢索系統(tǒng)的適用性。本發(fā)明檢索速度快、準確性和魯棒性強。


圖I是本發(fā)明的工作流程圖2是本發(fā)明中視頻索引模塊的工作流程圖3是本發(fā)明的功能模塊示意圖4是本發(fā)明的視頻索引數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式一種基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，該方法包括下列順序的步驟(I)獲取視頻庫中所有視頻文件的初始圖像序列，對初始圖像序列進行分析處理，得到各個運動目標的位置，計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，并將各個運動目標的位置和視覺統(tǒng)計特征信息存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；(2)用戶輸入待檢索對象，并從中選取待檢索運動目標，并計算出待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征；(3)在視頻索引數(shù)據(jù)庫中查找與待檢索運動目標最相似的視頻索引記錄；(4)根據(jù)檢索到的視頻索引記錄，從視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段，并在用戶監(jiān)控終端上顯示。如圖I所示。所述的待檢索對象為待檢索的圖像或視頻片段。如果用戶輸入一幅圖像，則由用戶從圖像中選定待檢索對象區(qū)域；如果用戶輸入一段視頻，則由系統(tǒng)通過背景減法得到視頻中的所有運動目標，再由用戶從中選擇待檢索運動目標。如圖1、2所示，視頻索引模塊從視頻庫中獲取所有視頻文件的圖像序列，利用背景減法對圖像序列進行分析處理，獲取各個運動目標的位置及圖像，根據(jù)運動目標的圖像計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，在幀間進行運動目標跟蹤，并將各個運動目標的位置、 視覺統(tǒng)計特征信息和各個運動目標的跟蹤結(jié)果存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；用戶將待檢索對象輸入至檢索對象輸入模塊，并從待檢索對象中選取待檢索運動目標，視覺特征提取模塊自動計算待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征，具體包括圓形度、長寬比等形狀特征，顏色均值、顏色直方圖等顏色特征，熵和灰度共生矩等紋理特征，最后得到運動目標的索引信息， 包括運動目標ID、幀ID、在幀圖像中的位置、視覺統(tǒng)計特征向量、視頻ID等信息，并保存到視頻索引庫中；視頻檢索1吳塊在視頻索引數(shù)據(jù)庫中查找與待檢索運動目標最相近的視頻索引記錄；檢索結(jié)果輸出模塊根據(jù)檢索得到的視頻索引記錄，在視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段，作為檢索結(jié)果在監(jiān)控終端上顯示。如圖2所示，采用背景減法檢測運動目標的公式如下
權(quán)利要求
1.一種基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，該方法包括下列順序的步驟(1)獲取視頻庫中所有視頻文件的初始圖像序列，對初始圖像序列進行分析處理，得到各個運動目標的位置，計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，并將各個運動目標的位置和視覺統(tǒng)計特征信息存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；(2)用戶輸入待檢索對象，并從中選取待檢索運動目標，并計算出待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征；(3)在視頻索引數(shù)據(jù)庫中查找與待檢索運動目標最相似的視頻索引記錄；(4)根據(jù)檢索到的視頻索引記錄，從視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段，并在用戶監(jiān)控終端上顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，其特征在于所述的待檢索對象為待檢索的圖像或視頻片段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，其特征在于視頻索引模塊從視頻庫中獲取所有視頻文件的圖像序列，利用背景減法對圖像序列進行分析處理， 獲取各個運動目標的位置及圖像，根據(jù)運動目標的圖像計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，在幀間進行運動目標跟蹤，并將各個運動目標的位置、視覺統(tǒng)計特征信息和各個運動目標的跟蹤結(jié)果存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；用戶將待檢索對象輸入至檢索對象輸入模塊，并從待檢索對象中選取待檢索運動目標，視覺特征提取模塊自動計算待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征；視頻檢索模塊在視頻索引數(shù)據(jù)庫中查找與待檢索運動目標最相近的視頻索引記錄；檢索結(jié)果輸出模塊根據(jù)檢索得到的視頻索引記錄，在視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段，作為檢索結(jié)果在監(jiān)控終端上顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，其特征在于采用背景減法檢測運動目標的公式如下
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，其特征在于在獲得運動目標的初始位置后，隨著運動目標位置的變化，通過計算運動目標的質(zhì)心在下一幀的位移量，得到與前一幀運動目標相對位移最小的運動目標，將其視為同一運動目標，從而實現(xiàn)運動目標的跟蹤，算法如下設(shè)圖像中某運動目標在t-Ι時刻的質(zhì)心坐標為(xt-l，yt-l)，則在t時刻，該運動目標的質(zhì)心坐標為(xt. yt) = {(xt,k> yt,k) min (sqrt ((xk； t-xt_!)2+ (yk； t-yt_!)2), k=l, 2, . . . }其中，(xk,t. yk’t)為t時刻第k個運動目標的質(zhì)心坐標，在將運動目標的跟蹤信息保存到視頻索引數(shù)據(jù)庫時，不同幀的同一運動目標具有相同的ID，從而將跟蹤結(jié)果保存下來。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，其特征在于視頻檢索模塊基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)方法進行運動目標的特征比對，從中查找與待檢索運動目標最相近的視頻索引記錄，運動目標的特征比對采用支持向量機模型來完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，其特征在于對通過背景減法獲得的前景圖像進行預(yù)處理，首先對前景圖像進行形態(tài)學(xué)腐蝕，去除前景圖像中的噪聲，然后對前景圖像進行形態(tài)學(xué)膨脹，消除前景圖像中的孔洞。
8.一種基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索系統(tǒng)，包括視頻索引模塊，從視頻庫中獲取所有視頻文件的圖像序列，利用背景減法對圖像序列進行分析處理，獲取各個運動目標的位置及圖像，根據(jù)運動目標的圖像計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，在幀間進行運動目標跟蹤，并將各個運動目標的位置、視覺統(tǒng)計特征信息和各個運動目標的跟蹤結(jié)果存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；檢索對象輸入模塊，用戶將待檢索對象輸入至檢索對象輸入模塊，并從待檢索對象中選取待檢索運動目標；視覺特征提取模塊，自動計算待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征；視頻檢索1旲塊，在視頻索引數(shù)據(jù)庫中查找與待檢索運動目標最相近的視頻索引記錄；檢索結(jié)果輸出模塊，根據(jù)檢索得到的視頻索引記錄，在視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段， 作為檢索結(jié)果在監(jiān)控終端上顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索系統(tǒng)，其特征在于所述的視頻索引模塊包括運動目標檢測模塊，獲取視頻庫中所有視頻文件的初始圖像序列，根據(jù)初始圖像序列， 采用背景減法檢測得到各個運動目標的位置；運動目標跟蹤模塊，在幀間進行運動目標跟蹤，并將運動目標的跟蹤結(jié)果保存在視頻索引庫中；視頻索引數(shù)據(jù)庫，存儲各個運動目標的位置、視覺統(tǒng)計特征信息和各個運動目標的跟蹤結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索方法，該方法包括對視頻庫中所有視頻文件的初始圖像序列進行分析處理，得到各個運動目標的位置，計算各個運動目標的視覺統(tǒng)計特征，并存儲到視頻索引數(shù)據(jù)庫內(nèi)；用戶輸入待檢索對象，并從中選取待檢索運動目標，計算出待檢索運動目標的視覺統(tǒng)計特征；查找與待檢索運動目標最相似的視頻索引記錄；根據(jù)檢索到的視頻索引記錄，從視頻庫中選擇對應(yīng)的視頻片段并顯示。本發(fā)明還公開了一種基于運動目標的視頻內(nèi)容檢索系統(tǒng)。本發(fā)明通過對視頻庫中所有視頻內(nèi)容中各個運動目標的檢測、跟蹤，可以實現(xiàn)視頻內(nèi)容的快速、自動索引，從而保證了視頻內(nèi)容檢索的高效性，提高了視頻檢索系統(tǒng)的適用性。
文檔編號G06T7/20GK102609548SQ20121011598
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者李俊 申請人:李俊