CN111225235B - 一种网络教学视频的播放方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种网络教学视频播放方法，其通过对视频进行图像分析后，提取语音和文字关键词，并添加到视频播放图像中。

Description

一种网络教学视频的播放方法
技术领域
本发明涉及教育教学领域，具体涉及一种网络教学视频的播放方法。
背景技术
教学视频作为一种重要的领域视频，通过与网络技术的结合逐步成为一种新的教学方式，在现代教学活动中发挥着重要的作用。传统教学资源受到时间和空间的限制，不能满足用户随时随地学习的需求。通过互联网存储和传播教学视频，用户可以在任何时间、地点利用计算机联网进行学习活动。
但是，目前的网路教学视频播放方法难以实现对于该视频的自动分类和提纲字幕添加，降低了学习的效率。
因此，需要提供一种能够实现对于该视频的自动分类和提纲字幕添加的网络教学视频的播放方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种能够实现对于该视频的自动分类和提纲字幕添加的网络教学视频的播放方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种网络教学视频播放方法，包括：
第一步，缓冲视频，并对缓冲后的视频预先进行镜头分割，具体包括：
首先缓冲至少部分教学视频，并且在后台对该缓冲的至少部分视频进行镜头分割，提取关键帧；关键帧分为两类，包括教师关键帧和课件关键帧；通过人脸识别装置对连续播放的视频中的具有人脸的帧进行识别，挑选出教师帧；将教师帧的每一幅帧图像与其先后邻近的帧图像进行比较，当该帧图像中灰度和与该帧紧邻的前一帧相比，灰度变化的比例超过预设的第一阈值时，认定该帧图像为教师关键帧；
通过文字识别装置对连续播放的视频进行分析，当文字部分的面积超过第二阈值时，认定该帧为课件帧；将课件帧的每一幅帧图像与其先后邻近的帧图像进行比较，当该帧图像中灰度变化超过预设值的比例超过第三阈值时，认定该帧图像为课件关键帧；
第二步，对课件关键帧进行文字分析，并进行第一关键词提取，第一关键词来自课件关键帧序列中提取的课件关键帧例图的标题文字；
第三步，对教师帧进行语音分析，并进行第二关键词提取，
将每一个教师关键帧作为开头，将该关键帧后续跟随后续帧作为一个教师关键帧段，对该教师关键帧段提取语音，并对该语音进行关键词的选取；
具体的，每一段语音内容经识别后，获得语音组合S(s1，…，sn-1，…，sn)，其中s1～sn是语段；依据每一个语段在文本中的重复次数赋予一个权重，记为p1～pn；语音进一步表示成由语段及其重复权重对组成，记为S’(s1，p1，s2，p2，……sn，pn)；把语音的n个语段看成是一个n维坐标系，把语段和重复权重作为坐标，一组(s，p)为n维向量空间中的一个向量；
对n维向量空间进行降维处理，从原始的文本向量特征集合中提取出一部分最为有效的特征的处理过程；降维处理方法具体为
Figure 207852DEST_PATH_IMAGE001
；其中i取值为0-n的整数，超过阈值时将该向量认定为选定向量，未超过阈值时该向量被去除，形成降维；该降维后的语音表示为S”，S”仅包含降维后选定的向量，该降维后选定的向量的语段认定为第二关键词；
第四步，结合第一、二关键词，选定最终关键词；具体包括：
当相邻的课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词相同时，确定课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词为响应帧区段中的最终关键词；
当相邻的课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词不同时，计算第一关键词和第二关键词的相似度，即
Figure 876731DEST_PATH_IMAGE002
基于同义词词林的结构，判断需进行相似度计算的两个词汇所对应的编码所在分支，根据两个义项的语义距离计算出相似度；其中，d为系数，由两个词汇所对应的编码所在分支所决定；n为分支层节点的总个数；k为分支间的距离；若第一、二关键词分别为多个，需要一一对应的轮流计算相似度；当相似度高于预设阈值，则合并在相邻的课件关键帧段和教师关键帧段的关键词，将第一关键词确定为最终关键词；当相似度低于预设阈值，则在课件关键帧段将第一关键词确定为最终关键词，并在教师关键帧段将第二关键词确定为最终关键词；
第五步，播放教学视频，并在视频中进行镜头合并；
根据教学视频镜头分类和关键帧提取的结果，相邻的具有相同标题的关键帧对应镜头合并作为一个语义教学单元，如果中间穿插有教师镜头，向前合并；在合并后的镜头中，插入最终关键词，该最终关键词插入的位置为屏幕边缘；并在视频导航条镜头对应的时间轴处插入该关键词。
本发明提供的网络教学视频的播放方法，具有以下有益效果：能够实现对于该视频的自动分类和提纲字幕添加的网络教学视频的播放方法，能够提高学习效率。
附图说明
图1为本发明提供的网络教学视频的播放方法的步骤流程。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用一方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，本发明提供的网络教学视频的播放方法包括以下步骤：
第一步，缓冲视频，并对缓冲后的视频预先进行镜头分割。
首先缓冲至少部分教学视频，并且在后台对该缓冲的至少部分视频进行镜头分割，提取关键帧；关键帧分为两类，包括教师关键帧和课件关键帧。
具体地，通过人脸识别装置对连续播放的视频中的具有人脸的帧进行识别，挑选出教师帧。将教师帧的每一幅帧图像与其先后邻近的帧图像进行比较，当该帧图像中灰度和与该帧紧邻的前一帧相比，灰度变化的比例超过预设的第一阈值时，认定该帧图像为教师关键帧。
通过文字识别装置对连续播放的视频进行分析，当文字部分的面积超过第二阈值时，认定该帧为课件帧。将课件帧的每一幅帧图像与其先后邻近的帧图像进行比较，当该帧图像中灰度变化超过预设值的比例超过第三阈值时，认定该帧图像为课件关键帧。
第二步，对课件关键帧进行文字分析，并进行第一关键词提取。
具体的，从课件关键帧序列中提取的课件关键帧例图，分析其中标题文字可以发现如下特征:(1)字体方面，标题文字为印刷体，字号比正文字号大，通常加粗显示；(2)位置方面，标题文字一般情况下位于图像倾的左上侧，以横排居多，也有可能是竖排，标题与正文的行距通常大于正文间的行距；(3)内容方面，标题文字一般比较精简，是对一段教学内容的概括总结，通常为单行显示，也有可能为两行。另外可能包含序号等情形；(4)标题背景色单一，通常为纯色，也有可能包含简单的图案，对标题信息的干扰总体较小。
第三步，对教师帧进行语音分析，并进行第二关键词提取。
将每一个教师关键帧作为开头，将该关键帧后续跟随的其他帧作为后续帧作为一个教师关键帧段，对该教师关键帧段提取语音，并对该语音进行关键词的选取。
具体的，每一段语音内容经识别后，获得语音组合S(s1，…，sn-1，…，sn)， 其中s1～sn是语段。依据每一个语段s在文本中的重复次数赋予一个权重，记为p1～pn。这样语音就可以进一步表示成由一些语段及其重复权重 对组成。记为S’(s1，p1，s2，p2，……sn，pn)。把语音的n个语段看成是一个n维坐标系，把语段和重复权重作为坐标，即一组(s，p)为n维向量空间中的一个向量。
对n维向量空间进行降维处理，即从原始的文本向量特征集合中提取出一部分最为有效的特征的处理过程。生成的特征子空间的维数应远远小于原始特征空间的，且能在语义层面更为精炼的表达文本特征。降维处理方法具体为
Figure 870094DEST_PATH_IMAGE003
，其中i取值为0-n的整数，超过阈值时将该组向量认定为选定向量，未超过阈值时该向量被去除，即形成降维。该降维后的语音表示为S”，S”仅包含降维后选定的向量，即该降维后选定的向量的地语段认定为第二关键词。
这种方法能将原空间中的多个特征进行融合，形成一个新特征，与特征选择方法相比，能更好的保留高维特征中原有的信息，保证了对于视频语音关键词提取的准确性。
第四步，结合第一、二关键词，选定最终关键词。
具体的，当相邻的课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词相同时，确定课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词为响应帧区段中的最终关键词。
当相邻的课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词不同时计算第一关键词和第二关键词的相似度，即
Figure 811374DEST_PATH_IMAGE004
基于同义词词林的结构，判断需进行相似度计算的两个词汇所对应的 编码在哪一层分支，根据两个义项的语义距离，计算出相似度，距离越近，相似度越高。其中，d为系数，由两个词汇所对应的编码在同义词词林哪一层分支所决定；n为分支层节点的总个数；k为分支间的距离。若第一、二关键词分别为多个，需要一一对应的轮流计算相似度。当相似度高于预设阈值，则合并在相邻的课件关键帧段和教师关键帧段的关键词，将第一关键词确定为最终关键词。当相似度低于预设阈值，则在课件关键帧段将第一关键词确定为最终关键词，并在教师关键帧段将第二关键词确定为最终关键词。通过相似性的比较，可以避免相似概念的关键词频繁在视频中切换对于观看者的干扰，有效合并近似关键词，并对于相关度不高的关键词保持独立显示。
第五步，播放教学视频，并在视频中进行镜头合并。
根据教学视频镜头分类和关键帧提取的结果，本文认为相邻的具有相同标题的关键帧对应镜头应当合并作为一个语义教学单元，如果中间穿插有教师镜头，也应当向前合并。在合并后的镜头中，插入最终关键词，优选地，该最终关键词插入的位置可以为屏幕边缘。并在视频导航条镜头对应的时间轴处插入该关键词。
本发明提供的网络教学视频的播放方法，具有以下有益效果：能够实现对于该视频的自动分类和提纲字幕添加的网络教学视频的播放方法，能够提高学习效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种网络教学视频播放方法，其特征在于：该网络教学视频播放方法包括：
第一步，缓冲视频，并对缓冲后的视频预先进行镜头分割，具体包括：
首先缓冲至少部分教学视频，并且在后台对该缓冲的至少部分视频进行镜头分割，提取关键帧；关键帧分为两类，包括教师关键帧和课件关键帧；通过人脸识别装置对连续播放的视频中的具有人脸的帧进行识别，挑选出教师帧；将教师帧的每一幅帧图像与其先后邻近的帧图像进行比较，当该帧图像中灰度和与该帧紧邻的前一帧相比，灰度变化的比例超过预设的第一阈值时，认定该帧图像为教师关键帧；
通过文字识别装置对连续播放的视频进行分析，当文字部分的面积超过第二阈值时，认定该帧为课件帧；将课件帧的每一幅帧图像与其先后邻近的帧图像进行比较，当该帧图像中灰度变化超过预设值的比例超过第三阈值时，认定该帧图像为课件关键帧；
第二步，对课件关键帧进行文字分析，并进行第一关键词提取，第一关键词来自课件关键帧序列中提取的课件关键帧例图的标题文字；
第三步，对教师帧进行语音分析，并进行第二关键词提取，
将每一个教师关键帧作为开头，将该关键帧后续跟随后续帧作为一个教师关键帧段，对该教师关键帧段提取语音，并对该语音进行关键词的选取；
具体的，每一段语音内容经识别后，获得语音组合S(s1，…,sn-1,…,sn)，其中s1～sn是语段；依据每一个语段在文本中的重复次数赋予一个权重，记为p1～pn；语音进一步表示成由语段及其重复权重对组成，记为S’(s1,p1,s2,p2，……sn，pn)；把语音的n个语段看成是一个n维坐标系，把语段和重复权重作为坐标，一组(s，p)为n维向量空间中的一个向量；
对n维向量空间进行降维处理，从原始的文本向量特征集合中提取出一部分最为有效的特征的处理过程；降维处理方法具体为
Figure 644445DEST_PATH_IMAGE001
；其中i取值为0-n的整数，超过阈值时将该向量认定为选定向量，未超过阈值时该向量被去除，形成降维；该降维后的语音表示为S”，S”仅包含降维后选定的向量，该降维后选定的向量的语段认定为第二关键词；
第四步，结合第一、二关键词，选定最终关键词；具体包括：
当相邻的课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词相同时，确定课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词为响应帧区段中的最终关键词；
当相邻的课件关键帧的第一关键词和教师关键帧段的第二关键词不同时，计算第一关键词和第 二关键词的相似度，即
Figure 911479DEST_PATH_IMAGE002
基于同义词词林的结构，判断需进行相似度计算的两个词汇所对应的编码所在分支，根据两个义项的语义距离计算出相似度；其中，d为系数，由两个词汇所对应的编码所在分支所决定；n为分支层节点的总个数；k为分支间的距离；若第一、二关键词分别为多个，需要一一对应的轮流计算相似度；当相似度高于预设阈值，则合并在相邻的课件关键帧段和教师关键帧段的关键词，将第一关键词确定为最终关键词；当相似度低于预设阈值，则在课件关键帧段将第一关键词确定为最终关键词，并在教师关键帧段将第二关键词确定为最终关键词；
第五步，播放教学视频，并在视频中进行镜头合并；
根据教学视频镜头分类和关键帧提取的结果，相邻的具有相同标题的关键帧对应镜头合并作为一个语义教学单元，如果中间穿插有教师镜头，向前合并；在合并后的镜头中，插入最终关键词，该最终关键词插入的位置为屏幕边缘；并在视频导航条镜头对应的时间轴处插入该关键词。
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