[发明专利]快速去除冗余关键帧的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频图像处理方法，更具体地说，本发明涉及 一种快速去除冗余关键帧的方法以及实现该方法的装置。

背景技术

随着网络和多媒体技术的飞速发展，视频数据及视频文件得到 了大量积累及广泛应用，其数量迅猛增加。视频数据按照由粗到细的 顺序通常划分为四个层次结构(即视频、场景、镜头和帧)，其中帧 是是视频数据的最小单位，是一幅静止的画面，镜头是视频数据的基 本单位，是指由同一摄像机连续摄取的一段帧序列，它被视为视频检 索的基本单元。场景是由内容相近的镜头组成，从不同的角度描述同 一个事件。在希望对这些数据进行有效的索引和管理的情况下，需要 采用有效的镜头分割和关键帧提取技术。关键帧也称为代表帧，是镜 头中最重要、最具代表性的图像帧，它反映了一个镜头的主要内容。 在存储容量有限的情况下或者视频数据非常巨大的情况下，仅存储镜 头关键帧，就能获得数据压缩的效果。并且，利用提取出来的关键帧， 可以对视频数据库进行更有效的快速查询、检索和浏览，这样不仅管 理起来迅捷方便，同时还为视频处理提供了一个统一组织框架。

在现有技术中，提取关键帧的步骤一般是，首先对一部视频进 行镜头分割，之后选取镜头中的任意一帧(例如首帧)作为本镜头的 一个关键帧，以此帧作为所在镜头的代表帧。但是，在一部视频中可 能会存在着大量的重复镜头，那么，如果只简单地把分割出来的镜头 中的一帧作为关键帧的话，显然会提取到大量重复冗余的关键帧。例 如，如图1所示，其中示出了一部MTV视频的各镜头首帧。可以看到， 图1中存在大量的重复镜头，那么肯定会产生内容重复的关键帧，即 冗余关键帧。

为了删除冗余关键帧，则需要比较各个关键帧图像之间的差异， 那么就需要提取图像的特征值进行比较，例如可以计算帧图像中各像 素点之和，在这种情况下，可以采用这样的像素值作为特征值。实际 上，特征值有很多种，其中最主要的就有基于直方图的或者基于边缘 特征的特征值等。这方面的详细资料可参见2004年8月发表在《计 算机学报》第27卷第8期(第1027页至第1035页)上的论文“视 频镜头时域分割方法的研究”。

在现有技术中，传统的去除冗余关键帧的方法是逐一对关键帧 的特征值进行两两比较。在传统的方法中，首先会设定一个阈值，然 后，从第一帧开始将其依次与其他关键帧比较关键帧的特征值大小， 如果特征值差值小于阈值则认为是重复帧，那么就可以保留其中一帧 而删除掉重复帧。在这种方法中，假设关键帧序列中共含有N帧，这 种方法的比较次数为(N+1)+(N-2)+(N-3)+……+2+1＝N(N+1)/2，即 计算复杂度为O(N²)。在N值很大的情况下，这样的计算量是相当大 的，那么随之而来的计算时间也是相当长的。而且，现有的去除冗余 关键帧的方法都仅仅注重精度，几乎没有关注优化速度的。从而，利 用现有技术来去除冗余关键帧将会相当复杂，速度也很慢。所以，在 处理大批量的视频数据时，期望开发出一种能快速有效地去除冗余关 键帧的方法。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的不能快速去除冗余关键帧的问 题，本发明提供了一种快速去除冗余关键帧的方法及装置。 根据本发明的一个方面，提供了一种快速去除冗余关键帧的方 法，所述方法包括以下步骤：

排序步骤，用于利用关键帧的特征值来按照关键帧的特征值大 小对关键帧进行排序；

片段划分步骤，用于对排序步骤后的关键帧序列进行片段划分， 从而查找出冗余关键帧；以及

删除步骤，用于删除所查找出来的冗余关键帧。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于快速去除冗余关键帧 的装置，其包括：排序单元，用于利用关键帧的特征值来按照关键帧 的特征值大小对关键帧进行排序；片段划分单元，用于对排序步骤后 的关键帧序列进行片段划分，从而查找出冗余关键帧；以及删除单元， 用于删除所查找出来的冗余关键帧。