CN103905694B - 一种关键帧处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种关键帧处理方法，包括步骤：从视频文件提取关键帧；获取所述关键帧的元数据；利用所述关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件。此外，本发明还相应地提供了关键帧处理系统。本发明提供的方法及系统将多个关键帧数据及其相关的元数据存储为单一带索引信息的文件，从而减少了对系统存储的读写操作，使系统性能得到了提高。做到了既方便了文件的管理和备份，又能保证获取关键帧信息的效率。

Description

一种关键帧处理方法及系统

技术领域

本发明涉及广播电视领域，特别涉及一种关键帧处理方法和系统。

背景技术

视频文件中每一个画面叫一帧，通过浏览关键帧画面可实现视频内容的概要浏览和快速定位，因此，关键帧是视频浏览的重要辅助信息。单个关键帧画面一般采用JPEG格式，而整个关键帧序列一般保存为一个文件目录或者压缩为一个ZIP文件。

在现有的存储方式中，如果采用保存为一个文件目录的形式，由于实现视频概要浏览的关键帧数量很多，则会导致文件数量过多，不利于管理和备份，同时读写操作时会显著消耗系统的I/O资源，造成系统性能下降；而如果采用ZIP方式存储，则每当要获取某一帧关键帧时，都需要从文件头开始扫描，若只获取后面某几帧关键帧也需要整体扫描一遍，这样不利于关键帧较多时的关键帧查询。

因此，急需找到既可快速获取关键帧数据，又方便保存的处理办法。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种带索引信息的关键帧处理方法和系统。

在一个方面，本发明提供了一种关键帧处理方法，包括步骤：从视频文件提取关键帧；获取关键帧的元数据；以及利用关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件。

在另一个方面，本发明提供了一种关键帧处理系统，包括提取单元，用于从视频文件提取关键帧；元数据单元，用于获取关键帧的元数据；以及文件生成单元，用于利用关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件。

本发明提供的关键帧处理方法和系统，将多个关键帧数据及其相关的元数据存储为单一带索引信息的文件，从而减少了对系统存储的读写操作，使系统性能得到了提高。做到了既方便文件的管理和备份，又能保证获取关键帧信息的效率。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：

图1为本发明的关键帧处理方法的流程图。

图2为本发明的关键帧处理方法的第一实施例的流程图。

图3为本发明的关键帧处理方法的第二实施例的流程图。

图4为本发明的关键帧处理方法的第三实施例的流程图。

图5为本发明的关键帧处理系统的结构图。

图6为本发明的关键帧处理系统的实施例的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。

本发明提供的关键帧处理方法和系统主要用于将多个关键帧数据及其相关的元数据存储为单一带索引信息的文件，从而减少对系统存储的读写操作，使系统性能得到提高。

图1是本发明的关键帧处理方法的流程图。如图1所示，本发明的关键帧处理方法包括以下步骤：

首先，在步骤S101中，从视频文件中提取关键帧。

通常，可以采用自动或者手动的方式提取关键帧。其中，自动的方式是指系统按照一定的规则，在视频文件的时间轴上自动地判断选定哪些时刻上所对应的画面作为关键帧，并将该一系列静止的画面生成相应的多个关键帧；手动的方式是指，用户在浏览视频的过程中根据主观判断手动地选择哪些时刻上的画面作为关键帧。

接着，在步骤S102中，获取该关键帧的元数据。

同样地，关键帧的元数据可以为系统自动生成，也可以为人工手动添加。

此外，关键帧的元数据可以更加方便的了解关键帧的内容，包括但不限于每帧关键帧的时码点、类型、图像尺寸等内容。

最后，在步骤S103中，利用关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件。

通常，预设文件存储格式包含文件头、索引区、以及数据区；文件头用于存储关于关键帧幅面、索引区起始位置、数据区起始位置、以及关键帧总个数的信息；索引区用于存储关于关键帧时码点、类型、状态、关键帧在数据区起始位置、以及存储空间大小的信息；数据区用于存储关键帧，具体为关键帧的图片数据。

另外，关键帧索引文件数据区存储关键帧的图片数据，当数据区更新时，新的关键帧图片数据优选地追加至数据区尾部。

同时，作为一种选择，在关键帧索引文件中，由于文件头和关键帧个数无关，因此在文件头部分所占的存储空间为固定大小；由于索引区针对每个关键帧分别记录，因此索引区部分针对每个关键帧对应一个固定大小的存储空间；而每一帧关键帧在数据区部分所占的存储位数可以为非固定值，而视该关键帧图像信息量的大小而定。

下面结合一个具体的使用实例进行进一步描述。

首先，用户在浏览视频文件的过程中手动挑选一些有代表性的画面提取为关键帧，或者可以按照一定的规则由系统自动提取关键帧，此处的关键帧具体可为图片数据。然后根据提取的关键帧获取关键帧的元数据，在此过程中，同样可以为系统自动生成或者人工手动添加，生成的元数据有利于更加方便的了解关键帧的内容。最后利用关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件，即在文件头记录关键帧幅面、索引区起始位置、数据区起始位置、以及关键帧总个数的信息，在索引区记录关键帧时码点、类型、状态、关键帧在数据区起始位置、以及存储空间大小的信息，在数据区中存储关键帧图片数据。

进一步地，生成的关键帧索引文件可以用于读取、删除、添加关键帧。图2为本发明的关键帧处理方法的第一实施例的流程图。如图2所示，在读取关键帧时，具体读取操作为：

首先，在步骤S201中，根据文件名从关键帧索引文件的文件头查询到索引区起始位置。

通常，根据文件名查询到关键帧索引文件的存储地址，并通过文件头查询到索引区开始的起始位置。

其次，在步骤S202中，从索引区查询到关键帧在数据区的起始位置。

通常，根据时码点先在索引区找到指定关键帧的索引，再根据该索引找到索引区记录的数据区的起始位置。

最后，在步骤S203中，从数据区读取关键帧。

通常，通过以上步骤可以实现关键帧读取，即通过索引信息快速查找关键帧，定位所需的关键帧。

并且，读取的关键帧可以用于进行关键帧浏览。通过查看关键帧索引信息，快速查找到关键帧，并且将该关键帧以JPG图片格式进行展现，用户通过查看关键帧图片数据可更加方便、更加直观地获取关键帧信息，从而实现视频的快速浏览；同时，双击关键帧可定位到视频中相应位置，实现关键帧定位，，从而实现视频的快速定位。

图3为本发明的关键帧处理方法的第二实施例的流程图。如图3所示，在删除一帧或多帧关键帧时，具体删除操作为：

首先，在步骤S301中，根据文件名从文件头查询到索引区起始位置。

通常，针对需要删除的一帧，第一步需要根据文件名从文件头查询到索引区起始的位置，再通过索引区查询到需要删除的该关键帧的信息。

然后，在步骤S302中，将索引区中关键帧状态设置为删除。

通常，将需要删除的关键帧在索引区的状态一栏设置为删除，并不对其记录在数据区的关键帧进行删除，这样做主要为了避免已记录在索引区的其他关键帧的数据区起始位置出现变更，保证了关键帧索引文件的稳定性。

图4为本发明的关键帧处理方法的第三实施例的流程图。如图4所示，在添加一帧或多帧关键帧时，具体添加操作为：

首先，在步骤S401中，在数据区载入待添加的一帧或多帧关键帧和在索引区载入待添加一帧或多帧关键帧的元数据。

通常，针对需要新增的一帧，先将该待添加的关键帧具体为关键帧图片数据载入数据区，将关键帧元数据载入索引区。

在索引区的预留位置记录下该关键帧的相关信息，包括该关键帧的时码点、类型为手动帧或自动帧、状态是正常还是删除、该帧的数据区起始位置、该帧的数据区大小等信息。

最后，在步骤S402中，更新文件头。

通常，在记录完成后对关键帧索引文件的文件头进行更新，并重新封装文件。每添加一个新的关键帧，实质上会同时更新文件头、索引区、以及数据区三个位置。

与上述方法相对应的，本发明还提供了一种关键帧处理系统10，如图5所示为本发明的关键帧处理系统10的结构图。处理系统10包括：提取单元101，用于从视频文件提取关键帧；元数据单元102，用于获取关键帧的元数据；文件生成单元103，用于利用关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件。

通常，首先提取单元101从视频文件中提取关键帧，随后元数据单元102通过关键帧获取该关键帧的元数据，最后文件生成单元103利用已经得到的关键帧及其元数据按照一定的文件存储格式生成关键帧索引文件。

本发明提供的关键帧处理系统10，除了包含上述结构外，还包括文件头查询单元104，用于根据文件名从关键帧索引文件的文件头查询到索引区起始位置；索引区查询单元105，用于在索引区中查询到关键帧在数据区的起始位置；数据区读取单元106，用于从数据区读取关键帧数据。关键帧删除单元107，用于在删除关键帧索引文件中的一帧或多帧关键帧时将索引区中关键帧状态设置为删除。关键帧录入单元108，用于在数据区载入待添加的一帧或多帧关键帧和在索引区载入待添加一帧或多帧关键帧的元数据；文件头更新单元109，用于在关键帧索引文件的索引区或者数据区数据变化时更新文件头。

下面结合具体的使用实例进行进一步描述。

当进行读取关键帧的操作时，首先文件头查询单元104根据文件名从关键帧索引文件的文件头查询到索引区起始位置，然后索引区查询单元105在索引区中查询到关键帧在数据区的起始位置，最后数据区读取单元106从数据区读取关键帧数据。读取的关键帧数据以'G图片格式进行展现，从而实现视频的快速浏览，并且通过关键帧定位，双击关键帧可定位到视频中相应位置，从而可实现快速视频定位。

当进行删除一帧或多帧关键帧的操作时，首先文件头查询单元104根据文件名从关键帧索引文件的文件头查询到索引区起始位置，然后关键帧删除单元107在删除关键帧索引文件中的一帧或多帧关键帧时将索引区中关键帧状态设置为删除。

当进行添加一帧或多帧关键帧的操作时，首先关键帧录入单元108在关键帧索引文件中添加关键帧时在数据区载入待添加的一帧或多帧关键帧，在索引区载入待添加一帧或多帧关键帧的元数据，然后文件头更新单元109在关键帧索引文件的索引区或者数据区数据变化时更新文件头。

本发明提供的关键帧处理方法及系统，克服了现有技术中ZIP存储格式的缺点，不需要每次获取关键帧都从文件头计算、只获取后面几帧也要整体扫描一遍，本发明的方法将多个关键帧及其元数据存储为单一带索引信息的文件，方便了文件的管理和备份，提高了获取关键帧的效率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制。因此，在不背离本发明的精神及其实质的情况下，本领域技术人员可作出各种改变、替换和变型。很显然，但这些改变、替换和变型都应涵盖于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种关键帧处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

从视频文件提取关键帧；

获取所述关键帧的元数据；

利用所述关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件；所述预设文件存储格式，包含文件头、索引区、以及数据区；

利用所述关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件，具体包括：在文件头记录关键帧幅面、索引区起始位置、数据区起始位置以及关键帧总个数，在索引区记录关键帧时码点、类型、状态、关键帧在数据区起始位置以及存储空间大小，在数据区中存储关键帧；索引区针对每个关键帧对应一个固定大小的存储空间，每一帧关键帧在数据区所占存储位数根据该关键帧图像信息量大小确定；

在生成关键帧索引文件之后，在读取所述关键帧时的读取操作为：根据文件名从关键帧索引文件的文件头查询到索引区起始位置；

在索引区中查询到关键帧在数据区的起始位置；

从数据区读取关键帧；所述读取的关键帧数据以JPG图片格式展现；

双击所述关键帧定位到所述视频文件中的相应位置。

2.如权利要求1所述的关键帧处理方法，其特征在于，所述关键帧采用自动或手动方式，按照一定的规则在视频文件的时间轴上进行提取。

3.如权利要求1所述的关键帧处理方法，其特征在于，所述关键帧的元数据为系统自动生成，或者人工手动添加。

4.如权利要求1所述的关键帧处理方法，其特征在于，在生成关键帧索引文件之后，在删除一帧或多帧所述关键帧时的删除操作为：

根据文件名从文件头查询到索引区起始位置；

将索引区中关键帧状态设置为删除。

5.如权利要求1所述的关键帧处理方法，其特征在于，在生成关键帧索引文件之后，在添加一帧或多帧所述关键帧时的添加操作为：

在数据区载入待添加的一帧或多帧关键帧和在索引区载入待添加一帧或多帧关键帧的元数据；

更新文件头。

6.一种关键帧处理系统，其特征在于，所述系统包括：

提取单元，用于从视频文件提取关键帧；

元数据单元，用于获取所述关键帧的元数据；

文件生成单元，用于利用所述关键帧及其元数据按照预设文件存储格式生成关键帧索引文件；所述预设文件存储格式，包含文件头、索引区、以及数据区；

所述文件生成单元具体用于利用所述关键帧及其元数据在文件头记录关键帧幅面、索引区起始位置、数据区起始位置以及关键帧总个数，在索引区记录关键帧时码点、类型、状态、关键帧在数据区起始位置以及存储空间大小，在数据区中存储关键帧；索引区针对每个关键帧对应一个固定大小的存储空间，每一帧关键帧在数据区所占存储位数根据该关键帧图像信息量大小确定；

文件头查询单元，用于根据文件名从关键帧索引文件的文件头查询到索引区起始位置；

索引区查询单元，用于在索引区中查询到关键帧在数据区的起始位置；

数据区读取单元，用于从数据区读取关键帧数据；所述读取的关键帧数据以JPG图片格式展现；双击所述关键帧定位到所述视频文件中的相应位置。

7.如权利要求6所述的关键帧处理系统，其特征在于，所述提取单元采用自动或手动的方式，按照一定的规则在视频文件的时间轴上提取关键帧。

8.如权利要求6所述的关键帧处理系统，其特征在于，所述元数据单元自动生成关键帧的元数据，或通过人工手动添加关键帧的元数据。

9.如权利要求6所述的关键帧处理系统，其特征在于，所述系统还包括：

关键帧删除单元，用于在删除关键帧索引文件中的一帧或多帧关键帧时将索引区中关键帧状态设置为删除；

关键帧录入单元，在数据区载入待添加的一帧或多帧关键帧和在索引区载入待添加一帧或多帧关键帧的元数据；

文件头更新单元，用于在关键帧索引文件的索引区或者数据区数据变化时更新文件头。