對視頻結構化的研究與實現進行微探

陳超

摘 要：在媒體行業不斷發展的今天，視頻作為重要的媒體表現形式發展迅猛。面對網絡上大量的視頻，如何能夠篩選有效的視頻已經成為一大難題。視頻結構化就是解決這個難題的重要途徑。本文闡述了視頻結構化的定義，分析了視頻結構化提出的原因，對于結構化技術進行介紹，分析了視頻結構化的難點。

關鍵詞：視頻結構化內容分析；鏡頭邊界檢測；場景檢測

1.視頻結構化

很多人對于視頻結構化是不甚了解的，視頻結構化通俗講，就是對于視頻數據的結構化處理，并且能夠對于視頻進行智能化處理，能夠在視頻中提取出關鍵的信息，并且能夠對其進行語言文字敘述。在視頻中提取的關鍵信息主要有三大類：第一類，是對運動目標的識別，就是對視頻畫面中的運動對象進行識別，包括車輛和人；第二類，就是對于所提取目標對象進行特征提取，也就是對與視頻畫面中的車輛的外形、顏色、車牌號以及車型進行提取，還有就是對于人的身高、體型、衣服、性別等基本特征進行提取；第三類，便是對于目標對象運動軌跡進行分析，具體包括在哪里有所徘徊，在哪里拐彎，并且能夠對于目標對象行蹤進行大概判斷等等。

視頻結構化主要包括以下4個步驟：（1）對背景建立模型，并且能夠將目標背景進行分離；（2）對于目標對象進行跟蹤，和對目標對象進行分類；（3）提取視頻畫面中目標對象的基本特征，包括人、車輛或者是物品的特征；（4）對于事件進行檢測，并且能夠進行大致的描述，這里描述的如果是人物，應當包括人臉、著裝、細節、身高、年齡范圍、性別等；如果是對于車輛的描述，應當包括車牌，車身顏色，車類型，品牌、子品牌，車貼，車飾物品等；視頻結構化模型主要就包括以上幾個內容，通過視頻結構化，能夠快速的提取出有效信息。

2.視頻結構化的必要性

視頻記錄的信息在內容和形式上具有直觀、真實等自身特點，已經成為了十分受關注的媒體。視頻主要包括圖像和音頻信號，圖像主要記錄的是視頻對象的形狀、顏色以及狀態，還可以后期添加文字、圖片、字幕等等；音頻信號主要記錄了視頻對象所發出的聲音的音色、響度、語言以及背景，后期同樣也可添加音樂或是音效。這些都使視頻在數字化平臺上無結構泛濫，無結構就是指用戶難以查找到自己想要的視頻，人們最初的檢索方式就是，先找到文件源，然后逐條檢索，最后找到自己想要的文件；隨著時代的進步，人們用文字對視頻進行描述，然后檢索文字便可以檢索到視頻，然而這種方法耗費大量的人力去標記視頻，不再適用于現如今的大量視頻，因此視頻結構化是十分必要的。

3.視頻結構化研究現狀

1993年張宏江在ACM《多媒體系統雜志》期刊上發表關于視頻結構化的第一篇文章，這篇文章為現代視頻檢索和內容查詢建立了一個基本框架。下面簡述了相關技術的研究現狀。

3.1視頻鏡頭探測

我們把視頻按照時間的順序劃分成一個個結構單元，這個結構單元就是幀。鏡頭探測最初就是分析相連結構單元的顏色變化來探測鏡頭。人們把視頻幀分成一個一個小塊，計算各個分塊之間的距離來探測鏡頭，這樣能夠提高對噪聲和對象運動的魯棒性。目前，視頻鏡頭探測已經有很大進步，尤其是在對于突變鏡頭已經有很高的準確性。但是在漸變等方面的探測準確性有待提高。

3.2語義標注

在之前的視頻檢索，傳統的檢索方法就是對圖像顏色、形狀、等特征進行檢索，但是這種方法已經不能夠滿足現代人對于視頻搜索的需求。因此，出現了將視頻和音頻中的方法引入到視頻結構化中，這樣便能在更高的水平實現視頻搜索。還有，隨著科學技術的進步，由于在視頻中穿插了大量字幕，因此，也隨之出現了字幕探測等方法。

3.3視頻音軌分析

音軌是視頻重要的組成之一，有了音頻，對于是視頻的理解更容易。在不同的情境下，會有不同的音軌，根據這些音頻的停頓、音樂、音響可以判斷視頻情境。因而，人們可以將視頻的音頻進行分段和標注，以此完成視頻結構化。

4.視頻結構化技術應用范圍

4.1視頻結構化應用于公安行業，能夠在眾多海量視頻信息中為公安部門提供有效的信息。在視頻內容信息處理上，公安機關能夠用視頻結構化，全方面實現實時視頻監控，并且與互聯網相互作用，能夠將可以信息進行探測，并且做到及時反饋和儲存，將這些獲取的信息轉化為公安工作中的有用情報。通過結構化視頻能夠實現自動監控、自動聯網、自動報警等網絡功能，能夠實現民警隨時隨地靈活、簡單、多樣進行治安管理，隨時探測到違法亂紀行為。

4.2視頻結構化技術的應用于交通行業。在各個電警卡口圖偵上的應用需求和頻率早就超越了交警的工作范圍，因為大多數的案件都與交通有著必不可少的聯系，車輛是主要的交通作案工具。因此，對于各個路口對于特別車輛進行辨別顯得尤為重要，而此時，最好的獲取信息途徑便是對于監控視頻的探測。這種卡口電警對于道路的安全有著重要作用。目前，在我國一些廠家加大對于這方面的投入，能夠精準抓拍特征車輛或者人的特征信息，能夠更好的保障人民生活。

5.對視頻結構化提出幾點建議

5.1研究關鍵技術，突破應用難題。

對于一項技術的考驗，便是將其應用于實際。因此，研究該領域的業務部門，要加強對于核心技術的研究，建立監控視頻結構化模型，對于在視頻分割、內容提取、內容描述等方面的關鍵技術要迎難而上，爭取能夠將其成功應用于市場。

5.2加強頂層設計，同步構建標準體系。

成熟的技術首要實現的便是標準化。通過對于視頻結構化技術的研究，能夠建立視頻結構化應用模型，并且能夠制定規范的技術研究和設備開發，能夠制定視頻結構化應用標準，在技術的源頭上做到視頻結構化應用的標準化。

5.3有序開展視頻信息系統平臺，推進信息資源的整合應用。

開展關于視頻結構化應用模式的研究，能夠制定出應用系統以及解決方案，針對典型應用環境，建設應用示范系統。如通過視頻結構化技術提取出的信息，可與網絡之間進行信息整合，能夠更好的應用到公安和交警部門。

總結語

在科學技術不斷發展的今天，視頻結構化應用有助于公安部門對于社會治安監控的風險進行評估，同時也能夠在提取出的信息進行分析判斷，能夠找到快速地找出有用的證據和線索，能夠解決在公共安全中的重要問題。

參考文獻

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[2]段豪；視頻檢索技術中關鍵幀提取算法的研究[D]；太原理工大學；2012年

[3]韓冠；基于多媒體的在線協作學習系統[D]；西安電子科技大學；2012年

（作者單位：新疆維吾爾自治區產品質量監督檢驗研究院）