基于壓縮傳感和非線性降維的視頻指紋的研究.pdf

1、隨著計算機和網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展,信息的傳播變的更加便捷,圖像、音頻、視頻等多媒體作品可以通過互聯(lián)網(wǎng)很自由的進行傳播。視頻信息以其直觀性、生動性和極大的親和力在生活中起著重要的作用。尤其近年來多媒體數(shù)據(jù)制作、存儲與傳播方面取得重大技術進展,使得可利用視頻數(shù)據(jù)日益膨脹,已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧Ｈ欢?在互聯(lián)網(wǎng)上眾多的視頻中,如何準確有效的檢索到所需要的視頻,成了目前的首要問題。因此,視頻指紋應運而生。它是一種軟件識別、提取、壓

2、縮視頻的技術,從視頻文件中提取可以唯一標識視頻文件的特征,并存儲這些特征。通過比較已提取的視頻指紋來識別視頻內(nèi)容,視頻指紋相對比原來視頻內(nèi)容,要小了很多,因此可以很容易在數(shù)據(jù)庫中儲存。他們可能會被視為一種有損壓縮的極端形式,不能用來重建原始的視頻內(nèi)容。視頻指紋技術由于在視頻檢索方面具有的各種優(yōu)良特性和顯著優(yōu)勢,已成為近年來學術界和商業(yè)界共同關注的焦點。本文結(jié)合了兩種有效的算法應用于視頻指紋技術上,取得了很好的檢索實用效果,豐富了視頻指紋

3、的理論。
　　本文以任意選取的視頻序列為研究對象,其主要工作如下:
　　(1)歸納總結(jié)了視頻指紋技術的研究背景和意義,分析了國內(nèi)外對視頻指紋技術的研究現(xiàn)狀,并詳細闡述了視頻指紋的基本模型、性能要求、分類、可能會遭遇到的各種攻擊和關鍵技術,最后介紹了視頻指紋技術在視頻檢索方面的應用。
　　(2)總結(jié)了壓縮傳感理論的基本原理和定義,闡述了壓縮傳感的核心思想和基本特性,結(jié)合壓縮傳感理論的稀疏性和安全性,展示了壓縮傳感理論在各

4、個領域的應用和未來可能發(fā)展的研究方向。
　　(3)利用壓縮傳感理論,提出了一種基于壓縮傳感的視頻指紋方案。該方法利用壓縮傳感的核心思想,將壓縮與采樣合并進行,在指紋的生成時更好的體現(xiàn)了稀疏性和安全性。結(jié)合后續(xù)的指紋處理過程,顯著提高了視頻指紋的魯棒性和實時性。同時提出了高效的指紋匹配方案,利用粗精兩步匹配搜索法,對視頻進行檢索,提高了視頻的檢索速度。實驗結(jié)果表明,能準確檢測視頻片段,對通常的視頻處理具有較強魯棒性,滿足視頻檢索的實

5、時要求。
　　(4)針對大多數(shù)視頻指紋的研究都是基于視頻幀的線性降維,沒有考慮視頻數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的問題,提出了一種基于非線性降維的視頻指紋方案。該方法結(jié)合Isomap(等距離映射算法)和LPP(保局投影算法)的兩種非線性降維算法,分別生成視頻的全局指紋和局部指紋,成功的利用了嵌入在高維數(shù)據(jù)空間中的低維流形結(jié)構(gòu),高維數(shù)據(jù)被有效地降為低維數(shù)據(jù)。同時由全局指紋和局部指紋聯(lián)合構(gòu)成的視頻指紋,在防攻擊方面有著更強的魯棒性。實驗結(jié)果證明: