CN106534887B - 一种随机时间序列比较方法和装置 - Google Patents

一种随机时间序列比较方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种随机时间序列比较方法和装置，所述方法包括：对第一随机时间序列第二随机时间序列进行积分形成第一序列构成函数和第二序列构成函数；对第一构成函数和第二构成函数分别进行周期采样形成第一周期序列和第二周期序列，计算第一周期序列和第二周期序列的相关性系数，用来比较所述第一随机序列和第二随机序列。所述装置包括包含积分单元、周期采样单元、相关性计算单元、音视频处理单元等。本发明的方法和装置能够以较小的运算量，对两个随机抽样的时间序列进行比较和相关性计算。特别是，当本发明的方法或系统应用于音视频文件比较时候，能显著减少数据比较的计算量，快速地实现数据对比。

Description

一种随机时间序列比较方法和装置
技术领域
本发明涉及数字信号处理，特别涉及对两个时域随机离散信号进行比较的方法和装置。
背景技术
离散信号处理是信号处理的经常要用到的方法。通常的离散信号处理主要是对周期性取样和量化所得到的时间序列，通相关性分析可以对两个离散信号进行比较。但是，对音频或视频文件进行比较时，由于文件中数据量大，所以比较时间长。如果只对部分帧进行取样和比较，例如，只对基础帧(I帧)进行取样，则会得到一个随机抽样的时间序列，但是，现有的手段对于随机抽样的序列处理比较困难，所以通过本发明来解决这一问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种随机时间序列比较方法和装置，解决大数据量的音视频文件不容易比较的问题。
本申请实施例提供了一种随机时间序列比较方法，包括以下步骤：对第一随机时间序列进行积分，形成第一构成函数；对第二随机时间序列进行积分，形成第二构成函数；对所述第一构成函数进行周期采样，形成第一周期序列；对所述第二构成函数进行周期采样，形成第二周期序列；对所述第一周期序列和所述第二周期序列进行相关性分析，得到相关系数；根据所述相关系数，判断所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列的相关性。
优选地，所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列的时长差，大于第一预设值，则确定第一随机时间序列与第二随机时间序列不相关。
进一步优选地，所述第一周期序列的采样间隔小于所述第一随机时间序列采样值的最小时间间隔；所述第二周期序列的采样间隔小于所述第二随机时间序列采样值的最小时间间隔。
优选地，所述第一周期序列的采样间隔和所述第二周期序列的采样间隔相同。
优选地，所述第一周期序列的采样间隔和所述第二周期序列的采样间隔，均小于第二预设值。
本发明的实施例还提供一种随机时间序列比较方法，用于对音视频文件进行比较，还包含以下步骤：所述第一随机时间序列是对第一音频或视频数据的特征数据采样取得；所述第二随机时间序列是对第二音频或视频数据的特征数据采样取得。
作为进一步优化的实施例，如果所述相关系数大于第三预设值，则确定所述第一周期序列和所述第二周期序列相关，因此确定第一随机时间序列和第二随机时间序列相关。
本发明实施例还提供一种随机时间序列比较装置，包含积分单元、周期采样单元、相关性计算单元；所述积分单元，用于对第一随机时间序列和所述第二随机时间序列分别进行积分，输出第一构成函数曲线值和第二构成函数曲线值；所述周期采样单元，用于按固定采样间隔对所述第一构成函数和所述第二构成函数进行采样，输出第一周期序列和第二周期序列；所述相关性计算单元，用于对所述第一周期序列和所述第二周期序列进行相关性计算，输出相关系数值。
作为本发明的随机时间序列比较装置进一步优化的实施例，还包含音视频处理单元；述音视频处理单元，用于对音频和/或视频数据的特征数据采样，产生所述第一随机时间序列；所述音视频处理单元，用于对音频和/或视频数据的特征数据采样，产生所述第二随机时间序列。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：能够以较小的运算量，对两个随机抽样的时间序列进行比较和相关性计算。特别是，当本发明的方法或系统应用于音视频文件比较时候，能显著减少数据比较的计算量，快速地实现数据对比。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是用本发明方法对两个随机时间序列进行比较的实施例的流程图；
图2是用本发明方法用于比较音视频编码文件的实施例流程图；
图3是对音视频编码文件进行采样、积分、周期采样的结果示意图；
图4是用本发明装置对两个随机时间序列进行比较的实施例的示意图；
图5是本发明装置包含时长比较功能的实施例示意图；
图6是用本发明装置对音视频编码文件进行处理的实施例示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1是用本发明方法对两个随机时间序列进行比较的实施例的流程图；具体包括如下步骤：
输入第一随机时间序列和第二随机时间序列。记为：第一随机时间序列A(tAi,Ai)，tAi为取样时刻，Ai为A序列在tAi的取样值；第二随机时间序列B(tBi,Bi)，tBi为取样时刻，Bi为B序列在tBi的取样值。为有效实施比较，所述第一随机时间序列和第二随机时间序列的时长差|Max(tAi)-Max(tBi)|小于第一预设值δ，如果大于所述第一预设值δ，则确定第一随机时间序列和第二随机时间序列不相关，停止比较。否则：
步骤101、对第一随机时间序列和第二随机时间序列分别进行积分形成第一构成函数和第二构成函数。
具体地，
用A(tAi,Ai)生成离散冲击函数集ΔA(t)；用B(tBi,Bi)生成离散冲击序列ΔB(t)，如公式1所表示：
对ΔA(t)进行积分计算得到第一构成函数fA(t)；对ΔB(t)进行积分计算得到第二构成函数fB(t)，如公式2所表示：
步骤102、分别对第一构成函数和第二构成函数进行周期采样，形成第一周期序列和第二周期序列。
具体地，
对fA(t)以采样间隔Tα进行抽样和量化，形成第一周期序列α(tαi,αi)，tαi为取样时刻，tαi＝i×Tα，αi为在tαi的取样值。
对fB(t)以采样间隔Tβ进行抽样和量化，形成第二周期序列β(tβi,βi)，tβi为取样时刻，tβi＝i×Tβ，βi为在tβi的取样值。
所述第一周期序列的采样间隔Tα小于所述第一随机时间序列采样值的最小时间间隔Min|tAi-tAj|，其中tAi≠tAj；所述第二周期序列的采样间隔Tβ小于所述第二随机时间序列采样值的最小时间间隔Min|tBi-tBj|，其中tBi≠tBj。
优选地，所述第一周期序列的采样间隔Tα和所述第二周期序列的采样间隔Tβ相同，即Tα＝Tβ。
优选地，所述第一周期序列的采样间隔Tα和所述第二周期序列的采样间隔Tβ，均小于第二预设值T。
步骤103、对所述第一周期序列和所述第二周期序列进行相关性分析，得到相关系数；根据所述相关系数，判断所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列的相关性。
具体地，
对α(tαi,αi)和β(tβi,βi)进行相关性计算，得到相关系数。所述相关系数大于第三预设值γ(例如γ≥80％)，则确定α(tαi,αi)和β(tβi,βi)相关，因此，确定第一随机时间序列A(tAi,Ai)和第二随机时间序列B(tBi,Bi)相关。
图2是用本发明方法用于比较音视频编码文件的实施例流程图。
本发明的实施例还提供一种随机时间序列比较方法，用于对音视频文件进行比较，还包含以下步骤：所述第一随机时间序列是对第一音频或视频数据的特征数据采样取得；所述第二随机时间序列是对第二音频或视频数据的特征数据采样取得。
关于如何确定特征数据，例如，对视频文件处理时，由于I帧一般出现在视频镜头切换的时候，所以I帧出现的时间是随机的。I帧里的内容是压缩视频编码，有时图面内容丰富I帧数据量大，如果只出现个白墙，I帧数据量就很小。当以视频文件中的I帧作为特征数据进行采样时，就会生成的图3所示幅值不同的随机时间序列。
再例如，相同的对象在用音频(或视频)进行记录时，所产生的数据相同，因此基于特定的对象定义特征数据，当两个音频(或视频)文件记载的内容相同时，必然具有相同的特征数据。
再例如，对音频(和视频)数据进行编辑时，相同的编辑手段会导致相同的数据变化，因此基于特定的数据变化定义特征数据，当两个音频(或视频)文件进行编辑的方式相同时，必然具有相同的特征数据。
作为进一步优化的实施例，如果所述相关系数大于第三预设值，则所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列相关，停止比较；如果所述相关系数小于第三预设值，则调整所述第一音频或视频数据采样的起始点，产生新的第一随机时间序列，或调整所述第二音频或视频数据采样的起始点，产生新的第二随机时间序列；对所述新的第一随机时间序列和所述新的第二随机时间序列进行比较。
本发明方法用于比较音视频编码文件的实施例，具体步骤如下，
步骤200、对第一音频或视频数据的特征数据采样取得所述第一随机时间序列；对第二音频或视频数据的特征数据采样取得所述第二随机时间序列；需要指出的是，所述特征数据在所述音频或视频数据中出现的位置可以是随机的，本方案也不限定特征数据的长度，因此搜索后形成的指示信号形态为一随机时间序列。
步骤201、判断所述第一随机时间序列与所述第二随机时间序列的时长是否一致；当所述第一随机时间序列与所述第二随机时间序列的时长差，大于第一预设值时，则确定第一随机时间序列和第二随机时间序列不相关，停止比较；否则进入步骤202；
步骤202、对第一随机时间序列进行积分，形成第一构成函数；对第二随机时间序列进行积分，形成第二构成函数；
步骤203、对所述第一构成函数进行周期采样，形成第一周期序列；对所述第二构成函数进行周期采样，形成第二周期序列；
步骤204、对所述第一周期序列和所述第二周期序列进行相关性分析，得到相关系数；
步骤205、判别所述相关系数是否大于第三预设值，如果是，则确定所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列相关，停止比较；
需要指出的是，按照以上实施例步骤200ˉ205，当所述第一音频或视频数据为所述第二音频或视频数据的片段时，能够从所述第二音频或视频数据中找出所述第一音频或视频数据所在的位置。或者所述第二音频或视频数据为所述第一音频或视频数据的片段时，能够从所述第一音频或视频数据中找出所述第二音频或视频数据所在的位置。
当所述第一音频或视频数据与所述第二音频或视频数据相同时，经一次运行步骤200ˉ205即可结束。
在其他情形下，本领域技术人员应能够从上述实施例获得启发，对所述实施例步骤200ˉ205的过程做进一步的优化或修改。
图3是对音视频编码文件进行采样、积分、周期采样的结果示意图。所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列的采样点位置均为随机的，且采样点值不同；当分别进行积分运算后，形成连续的第一构成函数和第二构成函数，经过周期采样后分别得到第一周期序列和第二周期序列。当所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列相同时，所述第一构成函数和第二构成函数的曲线相同，能够通过所述第一周期序列和所述第二周期序列的相关性系数判别。
图4是用本发明装置对两个随机时间序列进行比较的实施例的示意图，该装置包括：包含积分单元1、周期采样单元2、相关性计算单元3；所述积分单元1，用于对第一随机时间序列和所述第二随机时间序列分别进行积分，输出第一构成函数曲线值和第二构成函数曲线值；所述周期采样单元2，用于按固定采样间隔对所述第一构成函数曲线值和所述第二构成函数曲线值进行采样，输出第一周期序列和第二周期序列；所述相关性计算单元3，用于对所述第一周期序列和所述第二周期序列进行相关性计算，输出相关系数值。
图5是包含时长比较功能的实施例示意图。作为本发明进一步优化的实施例，还包含时长比较单元11，用于：分别提取第一随机时间序列、第二随机时间序列的最大取样时间，并计算所述第一随机时间序列最大取样时间和第二随机时间序列最大取样时间之差，如果差值的绝对值小于第一预设时长，则使能所述积分单元1，继续执行分别提取第一随机时间序列、第二随机时间序列的积分操作，否则，关闭所述积分单元1，确定第一随机时间序列和第二序列不相关，并停止本次比较过程。
图6是用本发明装置对音视频编码文件进行处理的实施例示意图。作为本发明的随机时间序列比较装置进一步优化的实施例，还包含音视频处理单元10；所述音视频处理单元，用于对音频和/或视频数据的特征数据采样，产生所述第一随机时间序列；所述音视频处理单元，还用于对音频和/或视频数据的特征数据采样，产生所述第二随机时间序列。所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列输出至所述积分单元1。作为本装置的最佳实施例，所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列同时输出至所述时长比较单元11。
本申请所述随机时间序列比较方法，或随机时间序列比较装置的实施例中，用于MPEG标准编码的数据时，所述特征数据为MPEG标准定义的I帧。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种随机时间序列比较方法，其特征在于，包括以下步骤：
以视频文件中的I帧作为特征数据，第一随机时间序列是对第一视频数据的特征数据采样取得；第二随机时间序列是对第二视频数据的特征数据采样取得；
对第一随机时间序列进行积分，形成第一构成函数；
对第二随机时间序列进行积分，形成第二构成函数；
对所述第一构成函数进行周期采样，形成第一周期序列；
对所述第二构成函数进行周期采样，形成第二周期序列；
对所述第一周期序列和所述第二周期序列进行相关性分析，得到相关系数；
根据所述相关系数，判断所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列的相关性。
2.如权利要求1所述随机时间序列比较方法，其特征在于，
所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列的时长差，大于第一预设值，则确定第一随机时间序列与第二随机时间序列不相关。
3.如权利要求1所述随机时间序列比较方法，其特征在于，
所述第一周期序列的采样间隔小于所述第一随机时间序列采样值的最小时间间隔；
所述第二周期序列的采样间隔小于所述第二随机时间序列采样值的最小时间间隔。
4.如权利要求1所述随机时间序列比较方法，其特征在于，
所述第一周期序列的采样间隔和所述第二周期序列的采样间隔相同。
5.如权利要求1所述随机时间序列比较方法，其特征在于，
所述第一周期序列的采样间隔和所述第二周期序列的采样间隔，均小于第二预设值。
6.如权利要求1～5任意一项所述随机时间序列比较方法，其特征在于，还包含以下步骤：
所述相关系数大于第三预设值，则确定所述第一周期序列和所述第二周期序列相关。
7.一种随机时间序列比较装置，其特征在于，包含积分单元、周期采样单元、相关性计算单元；
以视频文件中的I帧作为特征数据，第一随机时间序列是对第一视频数据的特征数据采样取得；第二随机时间序列是对第二视频数据的特征数据采样取得；
所述积分单元，用于对所述第一随机时间序列和所述第二随机时间序列分别进行积分，输出第一构成函数和第二构成函数；
所述周期采样单元，用于按固定采样间隔对所述第一构成函数和所述第二构成函数进行采样，输出第一周期序列和第二周期序列；
所述相关性计算单元，用于对所述第一周期序列和所述第二周期序列进行相关性计算，输出相关系数值。
8.如权利要求7所述随机时间序列比较装置，其特征在于，包含时长比较单元；
所述包含时长比较单元，用于：分别提取第一随机时间序列、第二随机时间序列的最大取样时间，并计算所述第一随机时间序列最大取样时间和第二随机时间序列最大取样时间之差，如果差值的绝对值小于第一预设时长，则使能所述积分单元，继续执行分别提取第一随机时间序列、第二随机时间序列的积分操作，否则，关闭所述积分单元。
9.如权利要求7～8任意一项所述的随机时间序列比较装置，其特征在于，还包含音视频处理单元；
所述音视频处理单元，用于对音频和/或视频数据的特征数据采样，产生所述第一随机时间序列；
所述音视频处理单元，用于对音频和/或视频数据的特征数据采样，产生所述第二随机时间序列。
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