[发明专利]基于帧差聚类的视频镜头切换检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉，包括视频处理、图像处理等对视频中镜头切换检测的方法，具体涉及一种基于帧差聚类的视频镜头切换检测方法及其装置。

背景技术

随着多媒体技术的发展，数字视频的存储和传输技术都取得了重大的进展。在智能视频分割、视频检索、关键帧选取、人机交互接口的姿态识别等计算机视觉应用方面，从视频的连续帧序列中检测跳转帧或镜头切换，是一个非常关键的任务。而目前传统方法只能通过非常繁琐耗时的快进和快退等方法人工查找，这显然已无法满足多媒体技术发展的需求。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种基于帧差聚类的视频镜头切换检测方法及其装置，实现自动地给出视频的镜头切换点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种基于帧差聚类的视频镜头切换检测方法，对给定的视频图像序列，检测其中的镜头切换信息，找到其中的画面跳转帧。

包括如下步骤：

S1、视频接收器接收视频，并将视频读取，生成帧图像序列；

S2、图像转换器读取视频接收器生成的帧图像序列，并转换成规格统一的灰度图像，然后将连续的三帧图像，每两者之间的灰度作差，生成三维向量；

S3、聚类器根据缩放系数生成球半径并在空间坐标系中构造球，其中，球内的点为连续帧图像，球外的点为镜头跳转帧图像；将图像转换器生成的三维向量映射到空间坐标系；

S4、根据置信系数输出结果。

其中，所述缩放系数和置信系数是根据不同视频设置的参数。

所述S1的具体步骤为：

接收一个视频，生成连续的若干帧图像G₁，G₂，…，G_n，其中i＝1，2，…，n-2。

所述S2的具体步骤为：

计算G_i和G_i+1的灰度距离差d_i¹，G_i和G_i+2的灰度距离d_i²，G_i+1和G_i+2灰度距离d_i³，其中i＝1，2，…，n-2；

构造三维向量Vi＝(d_i¹，d_i²，d_i³)，i＝1，2，…，n-2，将这n-2个三维向量看成是空间坐标系中的n-2个点，找到距离坐标系原点最近的点V_min，到原点距离为S₁，最远的点V_max，到原点距离为S₂。

所述S3的具体步骤为：

定义球半径缩放系数μ，一般设为0.1，计算球半径公式为：r＝μ(S₁-S₂)+S₂；

构造球方程，计算所有三维向量Vi＝(d_i¹，d_i²，d_i³)在球内的个数m₁，在球外的个数m₂。

所述S4的具体步骤为：

定义跳帧置信系数Ψ，可设为0.1，计算θ＝m₁/m₂,若θ＜Ψ，输出所有球外向量对应的图像帧，置为画面跳转帧；若θ≥Ψ，则输出空。

一种实现权利要求1所述的基于帧差聚类的视频镜头切换检测方法的基于帧差聚类的视频镜头切换检测装置，

包括视频接收器、图像处理器、差值器和聚类器；

所述视频接收器，用于读取待检测视频，并将视频转换成连续帧图像；

所述图像处理器，用于将连续帧图像转换成规格统一的灰度图像；

所述差值器，用于将连续的三张帧图像，每两者之间的灰度值作差，生成一组三维向量。

所述聚类器，包括：

球半径生成器，根据半径缩放系数，生成球半径并构造球，将一组三维向量分类；

球聚类器，将一组三维向量映射到空间坐标系中，根据半径在空间坐标系中构造球，根据置信系数，输出结果。