[发明专利]一种视频关键帧提取方法

说明书

本发明请求保护一种视频关键帧提取方法，包括以下步骤：使用ViBe算法融合帧间差分法对所获取的原视频序列进行运动目标检测，得到含有运动目标的关键视频序列；使用全局特征峰值信噪比对关键视频序列进行关键帧粗提取得到候选关键帧序列；使用峰值信噪比建立候选关键帧序列的全局相似度，使用SURF特征点建立候选关键帧序列的局部相似度，加权融合两者获取全局相似度，并利用综合相似度对候选关键帧序列进行自适应关键帧提取，最终得到目标关键帧序列。本发明提供的视频关键帧提取方法能有效提取视频关键帧，明显减少视频数据的冗余信息，简洁表达视频的主要内容，而且该算法复杂度不高，适用于监控视频关键帧的实时提取。

技术领域

本发明属于视频图像处理领域，特别是一种视频关键帧提取方法。

背景技术

随着多媒体通信技术的发展，视频监控作为安全防范的有效手段被广泛应用于诸多领域。由于全天候的视频监控，其产生了大量的视频数据，但对于用户来说，感兴趣的仅仅是视频中有显著变化的那一小部分。为了从海量视频数据中快速访问有用视频信息，研究人员提出了关键帧提取技术。关键帧是一个代表视频序列中主要内容的有限视频帧集合，而关键帧提取技术能够从原始视频中筛选出用户感兴趣的关键帧序列。

近年来，关键帧的提取已经有了一定的研究。Zhong Qu等人在镜头分割的基础上，提出了一种改进的基于HSV颜色空间的关键帧提取方法。但是，监控视频采用固定场景的监控设备，并没有镜头的切换，所以此法用于监控视频效果不佳。SBTT De等人利用SIFT算法提取图像的局部特征获取关键帧，但是此法的计算速度慢，不利于实时监控。NS Kumar等人利用背景差分检测运动目标提取关键帧，并且不断更新背景模型以适应复杂的环境变化。但是此法针对于水下特殊环境，局限性大。

相比于一般的电影动画视频，监控视频中含有大量纯背景的冗余视频帧，将关键帧提取技术应用于监控视频中可以有效地去除冗余信息，便于用户后续的传送、存储和浏览。但是传统方法提取监控视频关键帧，存在冗余信息多，其内容不具代表性等问题。

发明内容

本发明旨在针对传统的视频关键帧提取方法，存在冗余信息多，其内容不具代表性等问题。本发明提出了一种视频关键帧提取方法，即基于运动目标检测及图像相似度的关键帧提取方法，该方法不仅能有效提取视频关键帧，明显减少视频数据的冗余信息，简洁表达视频的主要内容，而且该算法复杂度不高，适用于实时提取。本发明的技术方案如下：

一种视频关键帧提取方法，其包括以下步骤：

1)、获取待处理原视频数据，对所述待处理原视频数据提取原视频帧序列；

2)、使用视频序列背景减除算法ViBe算法融合帧间差分法对所获取的原视频序列进行运动目标检测，得到含有运动目标的关键视频序列；

3)、对步骤2)所述的关键视频序列利用全局特征峰值信噪比进行关键帧粗提取，获取候选关键帧序列；

4)、对步骤3)所述候选关键帧序列建立视频帧综合相似度，利用视频帧综合相似度对所述候选关键帧序列进行自适应关键帧提取，获取目标关键帧序列。

进一步的，所述步骤2)对待处理视频数据进行运动目标检测，得到含有运动目标的关键视频序列，包括步骤：

对所述视频帧序列中当前两两相邻的视频帧，分别用ViBe算法和帧差法进行处理，并将两种方法处理后的结果进行与运算，作为当前帧运动目标检测结果；

对当前帧运动目标检测结果，判断与设定阈值的大小，若大于设定阈值则将当前帧存入所述关键视频序列，否则舍去当前帧，依次循环，得到含有所述运动目标的关键视频序列。

进一步的，所述步骤3)对关键视频序列利用全局特征峰值信噪比进行关键帧粗提取，得到候选关键帧序列，包括步骤：

从首帧开始，对所述关键视频序列将当前帧依次与后续帧计算其峰值信噪比值；