[发明专利]屏幕内容视频运动类型的判断方法

说明书

一种屏幕内容视频运动类型的判断方法，由确定视频图像的帧差、划分视频、确定视频片段的标准差、确定视频片段帧差的方差、确定每个视频片段的运动类型步骤组成。通过视频内容特征分析，得到表征不同运动类型特征模型，将输入的视频划分成视频片段，采用视频片段的标准差和视频片段的帧差的方差建立估计视频片段所包含运动类型的数学模型，得到每个视频片段的运动类型特征值，判断出运动类型，解决了屏幕内容视频中包含的复杂运动类型划分的问题。经仿真模拟实验结果表明，本发明具有计算方法简单、准确性高、使用效果好、使用范围广等优点，可用于视频压缩编码、视频分类以及视频检索等领域。

技术领域

本发明属于视频内容特性分析技术领域，特别涉及到屏幕内容视频中包含的运动类型的判断方法。

背景技术

视频内容特性主要是指人眼观看视频内容时所感知到的视觉特征，包括颜色特征、纹理特征和运动特征等。视频内容特性分析有利于针对视频不同的内容设计相应的视频压缩编码、视频传输以及完成视频分类和视频检索等任务。目前，针对传统自然视频内容特性的研究较多，也较为成熟，例如视频的空域特性通常可以通过方差、梯度等特征进行衡量。视频的时域特性可以通过帧差、光流法、背景帧差或运动矢量等方法进行衡量。

随着多媒体技术的发展，视频的类型不再局限于传统的摄像机拍摄的自然视频，由计算机生成的屏幕内容视频出现在人们的生活中，并在医疗、交通和教育教学等领域得到了广泛的应用。屏幕内容视频通常由文字、图形、图表、图标等内容构成。教师在教学过程中可以通过录制屏幕的方式获取教学类屏幕内容视频，这类视频通常包含文字、图形和图表，属于动态文字和图形类屏幕内容视频。与由摄像机拍摄的自然视频相比，屏幕内容视频通常包含的颜色鲜艳而种类较少，纹理边缘较为尖锐，存在很多突变，运动大多不规则，导致视频内容连续性不强。所以，屏幕内容视频的内容特性与自然视频相比，发生了很大变化，传统的针对自然视频中包含的运动类型进行判断的方法并不能直接应用于屏幕内容视频。例如在时域运动方面，通过屏幕录制教学课件而产生的屏幕内容视频会包含旋转、跳跃等非线性运动。直接应用传统的帧差或背景帧差无法获取其所包含的运动类型。所以，需要研究针对屏幕内容视频中的运动类型的判断方法。有效地估计此类屏幕内容视频中包含的运动类型，对于后续视频的编码和传输以及视频分类和检索的相关研究具有重要的意义，为在线教育提供有力的技术支持。而通过检索发现目前还未见可以有效识别屏幕内容视频中运动类型的方法。

发明内容

本发明所要解决技术问题在于提供一种计算方法简单、准确性高、使用效果好、使用范围广的屏幕内容视频运动类型的判断方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成：

(1)确定视频图像的帧差

对于一帧视频图像，按宽×高为w×w的块划分方式划分成视频图像块，w为2ⁿ，3≤n≤7，n为整数，从视频的第2帧开始至视频的最后一帧，按式(1)确定视频中每个视频图像的帧差F(i)：

其中N₁为帧宽，N₂为帧高，x(i,k,t)为视频第i帧中第k个视频图像块第t个像素的亮度值，int()为下取整函数，i、k、t为有限的正整数，i≥2。

(2)划分视频

从视频的第2帧开始至视频的最后一帧，当前视频图像的帧差F_i和前一帧的帧差F_i-1满足：0≤F_i-1＜ξ，F_i＞ξ，ξ∈[0,0.1]，划分成YUV格式的视频片段，将当前视频图像的帧差F_i满足条件F_i＞ξ，ξ∈[0,0.1]的视频图像写入视频片段，判断当前帧是否为视频的最后一帧，直到划分完整个视频。

(3)确定视频片段的标准差