一種基于內容的視頻檢索系統設計

黃鶴　孟廣仕

摘 要：隨著多媒體技術的迅猛發展，數字視頻信息量飛速增長。如何有效地在海量視頻數據中查找用戶感興趣的內容，已經成為當今信息社會亟待解決的技術問題。本設計針對互聯網視頻的檢索，分別從基于文本的方法和基于視頻內容的方法出發，研究包括視頻網頁的識別和視頻文本特征提取以及大規模視頻數據處理等視頻檢索系統中的關鍵技術和問題，設計并實現了通用的視頻檢索系統。

關鍵詞：視頻檢索模式；識別；設計

引言

隨著網絡技術和多媒體技術的迅速發展，圖像、音頻和視頻等各種多媒體數據呈爆炸性增長。如何對這些數量巨大的多媒體數據進行有效的管理與檢索已經成為目前研究的熱點。由于多媒體數據的多樣性和復雜性，傳統的基于文本的檢索技術已不能完全滿足現在用戶的需求。近年來，隨著優酷網、土豆網、CNTV等大小數百家視頻分享網站紛紛建立，訪問者對于網站的服務要求也越來越高，傳統的檢索系統已經不能勝任目前的需求。另一方面，網絡上充斥了一些違法、盜版等不利于網絡視頻健康發展的內容，而如何有效的過濾上述視頻資料也顯得尤為重要。綜上所述，能夠滿足當前需求的視頻檢索系統對于各大視頻網站、視頻發布商、網絡監管機構是十分重要的。

1 MPEG-7標準

MPEG-7是國際標準化組織即將推出的新一代多媒體國際標準，該標準主要用于對各種不同類型的多媒體信息進行標準化描述，并將該描述與所描述的內容相聯系，以實現對多媒體信息快速有效的搜索。MPEG家族的新成員叫作多媒體內容專用解決方案的有限的能力進行擴展，特別是它還包括了更多的數據類型。MPEG-7全稱為“多媒體內容描述接口”，MPEG-7的目標是支持多種音頻和視覺的描述，包括自由文本、客觀屬性、主觀屬性、N維時空結構、統計信息、生產屬性和組合信息。對于視覺信息，描述將包括顏色、視覺對象、紋理、草圖、形狀、體積、空間關系、運動及變形等。MPEG-7規定了一套標準描述子來描述各種多媒體信息，并且預先定義了描述子的結構以及它們之間的關系。如今，越來越多的人希望能從世界各地許許多多信息源中獲取各種類型的多媒體信息。然而，在獲取這些信息之前，目光必須找到存儲所需信息的位置。

2 系統設計

本系統設計是基于元信息的視頻檢索技術在互聯網上使用的比較多，如Google、百度等搜索引擎提供的視頻搜索，以及youtube、優酷、土豆等視頻分享網站提供的站內視頻搜索等。本設計針對國內外視頻檢索技術進行了深入的研究和改進，設計出檢索質量與效率更高的視頻檢索系統，一方面幫助用戶有效的在浩瀚的互聯網中檢索和瀏覽互聯網視頻片段。利用結構化查詢語言中過程與函數實現了基于主色特征的鏡頭級視頻檢索，設計并實現了一個基于客戶/服務器構架的基于內容視頻檢索（CBVR）原型系統。該系統包括服務器端、網絡傳輸和客戶端三個主要模塊，具有特征提取、特征入庫、特征匹配和檢索點播等功能，并且可以基于媒體文件與XML文件兩種方式進行檢索。

MPEG-7標準可以支持非常廣泛的應用，具體如下：音視數據庫的存儲和檢索；廣播媒體的選擇（廣播、電視節目）；因特網上的個性化新聞服務；智能多媒體、多媒體編輯；教育領域的應用（如數字多媒體圖書館等）；遠程購物；社會和文化服務（歷史博物館、藝術走廊等）。視頻檢索系統通過對所有入庫視頻進行預處理，包括自動方式和人工方式，允許在入庫前對視頻資源進行編輯、壓縮、格式轉換和人工分類標簽標注，結合視頻低層特征和語義標注，預先生成存儲視頻資源的目標數據庫。并且預處理過程允許自定義審批流程，通過完善的權限控制，保證視頻資源的安全性。系統提供多種檢索方式，快速檢索目標結果集，并允許對目標結果集查看、復制。

3 模塊設計

視頻檢索系統主要包括采集、審核發布、檢索等三個子系統，其中采集子系統通過直接接駁視頻監控系統或手工批量導入的方式，快速導入視頻流，并對不同格式的視頻流進行格式轉換，統一轉換為MPEG-4格式，還可對視頻流進行壓縮，過濾掉監控類視頻中大量無活動內容部分，大幅度縮減視頻流尺寸；發布子系統通過智能提取視頻關鍵幀，輔助人工標簽標注的方式，實現針對視頻的語義描述，并使得描述定義符合MPEG-7格式，并經過可自定義的審核流程，發布經審核通過的視頻文件；檢索子系統對入庫視頻自動提取底層圖像特征，提供豐富的查詢接口，允許通過語義標簽或視頻低層特征聯合檢索，檢索結果采用圖像列表形式展現，方便用戶選擇瀏覽。本系統通過結合MPEG-4和MPEG-7標準來同時從內容和語言上描述一個視頻流，實現針對視頻流的快速檢索。

4 結束語

本設計以具有如下優點：

（1）幫助用戶有效的在浩瀚的互聯網中檢索和瀏覽互聯網視頻片段，主要面向各大視頻網站、數字電視媒體以及遠程教育網絡等機構。

（2）通過盜版視頻檢測，可自動檢測網絡上的色情、暴力等有害視頻，可用于視頻網站自檢、有害視頻過濾，可面向政府機構提供監測服務等功能。

參考文獻

[1]張硯秋，陳川，何明德.基于MVC設計模式構筑JSP/Servlet+EJB的Web應用[J].計算機工程，2011（11）.

[2]黃強，李敏，樓新遠.一個基于AOP的Bean鎖算法[J].成都信息工程學院學報，2013（2）.

[3]陳穎峰，王玉紅.MVC設計模式在WEB應用系統中的實現[J].承德石油高等專科學校學報，2012（3）.

[4]呂子泉.基于Web的圖像數據挖掘研究與應用[D].山東大學，2013.

[5]曾嘯天.基于感興趣區域可分級視頻編碼研究[D].大連理工大學，2011.