[发明专利]数字动画的主特征提取及动画视频的检索和篡改检测方法

权利要求书

1.一种数字动画的主特征提取方法，其特征在于，对动画视频帧颜色模型提取颜色直方图，将色调H、饱和度S、亮度V三维直方图组合成一个一维的特征向量G，见公式(1)

G＝HQ_SQ_V+SQV+V (1)

式中，Qs是S的量化级数，Qv是V的量化级数，令Qs＝3，Qv＝3，上式可表示为公式(2)

G＝9H+3S+V (2)

根据颜色直方图计算G的直方图，一共72bin，其中色调H的权重最高为9，饱和度S次之为3，亮度V最低，设为1。

2.根据权利要求1所述数字动画的主特征提取方法，其特征在于，两张图片的相似度计算包括如下步骤：两张图片色调H分量相似度如公式(3)所示：

式中，h_k(i)代表着视频中第k帧的H分量直方图，h_k+1则代表第k+1帧，在两者间用较小的一方比上较大的一方，然后累加，得到两帧间的色度H相似度为S_h(k,k+1)，同样的可以计算出饱和度S相似性Ss(k,k+1)和亮度相似性Sv(k,k+1)，综合起来，第k帧和k+1帧相似度如公式(4)所示：

根据人眼特点，对色调H、饱和度S、亮度V分量加权，m_h:m_s:m_v＝QsQv：Qv：1s＝9：3：1，将三个权重系数分别设为0.9、0.3和0.1，由上式计算的结果越小，相似度越高，即帧间距离越小，公式(4)的计算结果即为帧间距离。

3.根据权利要求2所述数字动画的主特征提取方法，其特征在于，公式(4)应用于关键帧的判断，包括如下步骤：

a首先将视频分割为一个个镜头，将镜头作为基础单元，称作镜头检测，镜头的变换一般分为两种：切变和渐变；

b设定阈值T1，在k和k+1帧的对比中，若帧间距离大于T1，则判断为镜头切变，否则将k+1帧与上一个关键帧对比，即和上一个镜头的代表帧来对比，若两者间距离大于T1，则说明两者属于不同的镜头，判断k+1帧属于下一个镜头。

4.根据权利要求1所述数字动画的主特征提取方法，其特征在于，动画视频帧基于Oriented FAST and Rotated BRIEF算法特征点判断和特征点描述子，其包括如下步骤：

c特征点的判断：要判断某一点是否是特征点，首先选取以此点为圆心并均匀分布在圆周上的4个或4个以上的点，对比此点和圆周上的点的灰度，当灰度差的绝对值大于设定阈值时，判断此点为特征点；

d特征点的描述子：在特征点周围，以一定半径做圆，然后在圆内以一定模式提取点对，每个点对中，若两者的灰度值不同，则点对判定为1，否则判定为0，对每对点对处理结束生成描述子。

5.根据权利要求4所述数字动画的主特征提取方法，其特征在于，步骤c中选取圆周点上的点为4个，并分别位于圆心的3点钟、6点钟、9点钟、12点钟方向。

6.根据权利要求5所述数字动画的主特征提取方法，其特征在于，步骤c中特征点提取包括以下步骤：

e在特征点提取中，通过构建尺度金字塔，设置比例因子与金字塔层数，将原图按照比例因子与层数构建金字塔，每层提取特征点，所提取的特征点总和作为这幅图的特征候选点，来实现尺度不变性。

f在选出特征候选点后，采用非极大值抑制原理，来去除临近的多个特征候选点的问题，对每个特征候选点计算出其相应大小，计算方式是对比特征候选点与周围一定范围内的特征候选点，计算其偏差的绝对值，在这些特征候选点中，保留响应最大的点，而其它点则删除。