CN114187556B - 一种基于画面特征的高清视频智能分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于视频处理技术领域，尤其涉及一种基于画面特征的高清视频智能分割方法，所述方法包括：获取待分析高清视频数据，进行画面预处理，得到简化视频数据；对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库；将实时画面特征与标准画面特征数据库中的所有数据进行比对，生成画面分割方案；对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息。本发明对监控设备采集的视频数据进行画面分析，判断视频数据的价值性，对视频画面进行智能分割，将有价值的画面进行独立存储，从而便于后续进行查阅，通过上述方式，能够根据独立存储的画面精准定位原视频数据中的位置，大大缩短了排查时间，提高了排查效率。

Description

一种基于画面特征的高清视频智能分割方法

技术领域

本发明属于视频处理技术领域，尤其涉及一种基于画面特征的高清视频智能分割方法。

背景技术

在计算机上播放和录制视频，可以将家庭电影复制到计算机，使用视频和音频剪贴工具进行编辑、剪辑、增加一些很普通的特效效果，使视频可观赏性增强，称之为视频处理。

随着社会的发展，通过录像设备录制的视频越来越清晰。而且，摄像装置的应用也越来越广泛，摄像装置出现在人们生活中的方方面面，因此将会产生大量的视频数据，这些视频数据中往往包含了大量的冗余的数据，有价值的数据占据的比例较小，例如在某些场景的下的监控设施，其每天都会采集许多的数据，但是其中有价值的数据比较少。

通过监控获得的数据量非常大，在需要使用时，通常是通过人工进行筛查，虽然可以采用倍速的方式进行排查，但是也需要花费大量的时间。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于画面特征的高清视频智能分割方法，旨在解决背景技术第三部分中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于画面特征的高清视频智能分割方法，所述方法包括：

获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据，所述简化视频数据中仅包含待分析高清视频数据中的动态视频部分，待分析高清视频数据中的静态视频部分单独存储；

对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库；

调取实时画面特征数据库中的所有实时画面特征，并将其与标准画面特征数据库中的所有数据进行比对，生成画面分割方案，所述标准画面特征数据库中保存有所有预设的标准画面特征；

根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息，所述视频分割信息至少包含每一个独立画面视频数据在待分析高清视频数据中的时间轴位置。

优选的，所述获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据的步骤，具体包括：

获取待分析高清视频数据，所述待分析高清视频数据包含时间轴信息；

对待分析高清视频数据进行动态画面识别，并生成动态画面时间轴数据；

根据动态画面时间轴数据对待分析高清视频数据进行分割，得到简化视频数据。

优选的，所述对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库的步骤，具体包括：

对简化视频数据进行画面帧提取，得到按照时间顺序编号的连续画面图片集，所述连续画面图片集包含简化视频数据中的所有画面；

对连续画面图片集中的每一张图片进行内容识别，提取实时画面特征数据；

对实时画面特征数据进行统计，以建立实时画面特征数据库。

优选的，所述根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息的步骤，具体包括：

根据画面分割方案对简化视频数据进行定位，确定所有的分割位置；

按照时间顺序对所有分割位置进行分割，得到多段特征视频段；

按照时间顺序对特征视频段进行独立存储，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息。

优选的，所述静态视频部分在被存储时，以其中包含的任意一帧画面进行表示，并记录静态视频时间轴信息。

优选的，所述画面预处理的步骤还包括对待分析高清视频数据进行画面参数调整。

优选的，所述待分析高清视频数据中的静态视频部分在存储时，对其进行加密。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于画面特征的高清视频智能分割系统，所述系统包括：

预处理模块，用于获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据，所述简化视频数据中仅包含待分析高清视频数据中的动态视频部分，待分析高清视频数据中的静态视频部分单独存储；

画面特征提取模块，用于对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库；

特征比对模块，用于调取实时画面特征数据库中的所有实时画面特征，并将其与标准画面特征数据库中的所有数据进行比对，生成画面分割方案，所述标准画面特征数据库中保存有所有预设的标准画面特征；

画面分割模块，用于根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息，所述视频分割信息至少包含每一个独立画面视频数据在待分析高清视频数据中的时间轴位置。

优选的，所述预处理模块包括：

数据获取单元，用于获取待分析高清视频数据，所述待分析高清视频数据包含时间轴信息；

画面识别单元，用于对待分析高清视频数据进行动态画面识别，并生成动态画面时间轴数据；

视频分割单元，用于根据动态画面时间轴数据对待分析高清视频数据进行分割，得到简化视频数据。

优选的，所述画面特征提取模块包括：

画面帧提取单元，用于对简化视频数据进行画面帧提取，得到按照时间顺序编号的连续画面图片集，所述连续画面图片集包含简化视频数据中的所有画面；

内容识别单元，用于对连续画面图片集中的每一张图片进行内容识别，提取实时画面特征数据；

数据统计单元，用于对实时画面特征数据进行统计，以建立实时画面特征数据库。

本发明实施例提供的一种基于画面特征的高清视频智能分割方法，通过对监控设备采集的视频数据进行画面分析，判断视频数据的价值性，根据视频数据的价值对视频画面进行智能分割，将有价值的画面进行独立存储，从而便于后续进行查阅，通过上述方式，能够根据独立存储的画面精准定位原视频数据中的位置，大大缩短了排查时间，提高了排查效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于画面特征的高清视频智能分割方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的获取待分析高清视频数据并对待分析高清视频数据进行画面预处理得到简化视频数据的步骤的流程图；

图3为本发明实施例提供的对简化视频数据进行识别并提取实时画面特征得到实时画面特征数据库的步骤的流程图；

图4为本发明实施例提供的根据画面分割方案对简化视频数据进行分割得到独立画面视频数据并生成视频分割信息的步骤的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种基于画面特征的高清视频智能分割系统的架构图；

图6为本发明实施例提供的预处理模块的架构图；

图7为本发明实施例提供的画面特征提取模块的架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

随着社会的发展，通过录像设备录制的视频越来越清晰。而且，摄像装置的应用也越来越广泛，摄像装置出现在人们生活中的方方面面，因此将会产生大量的视频数据，这些视频数据中往往包含了大量的冗余的数据，有价值的数据占据的比例较小，例如在某些场景的下的监控设施，其每天都会采集许多的数据，但是其中有价值的数据比较少。通过监控获得的数据量非常大，在需要使用时，通常是通过人工进行筛查，虽然可以采用倍速的方式进行排查，但是也需要花费大量的时间。

在本发明中，通过对监控设备采集的视频数据进行画面分析，判断视频数据的价值性，根据视频数据的价值对视频画面进行智能分割，将有价值的画面进行独立存储，从而便于后续进行查阅，通过上述方式，能够根据独立存储的画面精准定位原视频数据中的位置，大大缩短了排查时间，提高了排查效率。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种基于画面特征的高清视频智能分割方法的流程图，所述方法包括：

S100，获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据，所述简化视频数据中仅包含待分析高清视频数据中的动态视频部分，待分析高清视频数据中的静态视频部分单独存储。

在本步骤中，首先获取待分析高清视频数据，待分析高清视频数据是通过高清摄像装置进行直接拍摄得到的，其中能够查看到详细的画面细节，由于对于监控视频而言，其中包含大量的无用信息，例如监控场景内的背景部分，长时间静止的画面内容，这些数据中包含的有价值的内容几乎没有，因此可以通过预处理，将其中静止的画面内容剔除掉，单独将待分析高清视频数据中的动态视频部分提取出来，待分析高清视频数据中的静态视频部分单独存储，且在存储时对其进行加密处理。

S200，对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库。

在本步骤中，对简化视频数据进行识别，视频实质上是连续播放的图片，因此可以将简化视频数据展开为一系列连续的图片，从而对每一张图片进行处理，在处理过程中对图片进行特征识别，以提取每一张画面中包含的核心信息，从而得到实时画面特征，以构建实时画面特征数据库。

S300，调取实时画面特征数据库中的所有实时画面特征，并将其与标准画面特征数据库中的所有数据进行比对，生成画面分割方案，所述标准画面特征数据库中保存有所有预设的标准画面特征。

在本步骤中，调取实时画面特征数据库中的所有实时画面特征，将调取得到的实时画面特征与标准画面特征数据库当中的标准画面特征进行比对，从而确定每一个实时画面特征的具体内容，以判断每一个实时画面特征对应的视频时刻的价值，具体的，将实时画面特征与标准画面特征相匹配的实时画面特征对应的视频片段视为有价值的片段，因此需要将该部分进行分割，并提取出来。

S400，根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息，所述视频分割信息至少包含每一个独立画面视频数据在待分析高清视频数据中的时间轴位置。

在本步骤中，根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，在确定了所有有价值的实时画面特征之后，就能够确定整个待分析高清视频数据当中具有价值的部分，因此根据视频分割信息对待分析高清视频数据进行分割，从而将有价值的部分单独保存，以备查验，视频分割信息至少包含每一个独立画面视频数据在待分析高清视频数据中的时间轴位置，随着时间的累积，可以按照预设的视频保存周期对已经存储的数据进行删除，以实现节省空间的目的。

如图2所示，作为本发明的一个优选实施例，所述获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据的步骤，具体包括：

S101，获取待分析高清视频数据，所述待分析高清视频数据包含时间轴信息。

在本步骤中，首先获取待分析高清视频数据，待分析高清视频数据是通过监控设备进行采集，因此其可以是连续的数据流，也可以是单独上传的本地视频文件，所述待分析高清视频数据包含时间轴信息。

S102，对待分析高清视频数据进行动态画面识别，并生成动态画面时间轴数据。

在本步骤中，对待分析高清视频数据进行动态画面识别，通过逐帧比对的方式确定画面中是否出现变动，具体的，将每一帧画面与其相邻的一帧画面进行比对，当两者的像素重合率低于预设值时，则判定两帧画面是不同的，从而将待分析高清视频数据划分为两部分，并生成动态画面时间轴数据，动态画面时间轴数据记录了动态画面出现的时间。

S103，根据动态画面时间轴数据对待分析高清视频数据进行分割，得到简化视频数据。

在本步骤中，根据动态画面时间轴数据对待分析高清视频数据进行分割，由于动态画面时间轴数据记录了动态画面出现的时间，因此，不属于动态画面出现时间内的画面则视为静态画面，将动态画面部分提取出来，得到简化视频数据。

如图3所示，作为本发明的一个优选实施例，所述对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库的步骤，具体包括：

S201，对简化视频数据进行画面帧提取，得到按照时间顺序编号的连续画面图片集，所述连续画面图片集包含简化视频数据中的所有画面。

在本步骤中，对简化视频数据进行画面帧提取，将其转化为连续的画面图片集，连续画面图片集包含简化视频数据中的所有画面，即通过连续画面图片集就能够合成简化视频数据。

S202，对连续画面图片集中的每一张图片进行内容识别，提取实时画面特征数据。

在本步骤中，对连续画面图片集中的每一张图片进行内容识别，由于对待识别高清视频数据中的静态部分进行了剔除，因此仅需对连续画面图片集进行处理，减小了数据处理量，提高了数据处理速度。

S203，对实时画面特征数据进行统计，以建立实时画面特征数据库。

在本步骤中，对实时画面特征数据进行统计，统计每一种实时画面特征出现的种类与时间段，从而在进行存储时，可以采用分类的方式进行存储，按照实时画面特征进行分类存储，以建立实时画面特征数据库。

如图4所示，作为本发明的一个优选实施例，所述根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息的步骤，具体包括：

S401，根据画面分割方案对简化视频数据进行定位，确定所有的分割位置。

S402，按照时间顺序对所有分割位置进行分割，得到多段特征视频段。

在本步骤中，读取画面分割方案，根据画面分割方案确定简化视频数据中所有的需要分割的位置，并按照分割位置对简化视频数据进行分割，以得到多段特征视频段。

S403，按照时间顺序对特征视频段进行独立存储，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息。

在本步骤中，按照时间顺序对特征视频段进行独立存储，在存储时可以进行加密，也可以按照特征视频段之间的相关性进行分类存储，以便于查询，存储之后即得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息。

如图5所示，为本发明提供的一种基于画面特征的高清视频智能分割系统，所述系统包括：

预处理模块100，用于获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据，所述简化视频数据中仅包含待分析高清视频数据中的动态视频部分，待分析高清视频数据中的静态视频部分单独存储。

在本系统中，预处理模块100首先获取待分析高清视频数据，待分析高清视频数据是通过高清摄像装置进行直接拍摄得到的，其中能够查看到详细的画面细节，由于对于监控视频而言，其中包含大量的无用信息，例如监控场景内的背景部分，长时间静止的画面内容，这些数据中包含的有价值的内容几乎没有，因此可以通过预处理，将其中静止的画面内容剔除掉，单独将待分析高清视频数据中的动态视频部分提取出来，待分析高清视频数据中的静态视频部分单独存储，且在存储时对其进行加密处理。

画面特征提取模块200，用于对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库。

在本系统中，画面特征提取模块200对简化视频数据进行识别，视频实质上是连续播放的图片，因此可以将简化视频数据展开为一系列连续的图片，从而对每一张图片进行处理，在处理过程中对图片进行特征识别，以提取每一张画面中包含的核心信息，从而得到实时画面特征，以构建实时画面特征数据库。

特征比对模块300，用于调取实时画面特征数据库中的所有实时画面特征，并将其与标准画面特征数据库中的所有数据进行比对，生成画面分割方案，所述标准画面特征数据库中保存有所有预设的标准画面特征。

在本系统中，特征比对模块300调取实时画面特征数据库中的所有实时画面特征，将调取得到的实时画面特征与标准画面特征数据库当中的标准画面特征进行比对，从而确定每一个实时画面特征的具体内容，以判断每一个实时画面特征对应的视频时刻的价值，具体的，将实时画面特征与标准画面特征相匹配的实时画面特征对应的视频片段视为有价值的片段，因此需要将该部分进行分割，并提取出来。

画面分割模块400，用于根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息，所述视频分割信息至少包含每一个独立画面视频数据在待分析高清视频数据中的时间轴位置。

在本系统中，画面分割模块400根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，在确定了所有有价值的实时画面特征之后，就能够确定整个待分析高清视频数据当中具有价值的部分，因此根据视频分割信息对待分析高清视频数据进行分割，从而将有价值的部分单独保存，以备查验，视频分割信息至少包含每一个独立画面视频数据在待分析高清视频数据中的时间轴位置，随着时间的累积，可以按照预设的视频保存周期对已经存储的数据进行删除，以实现节省空间的目的。

如图6所示，作为本发明的一个优选实施例，所述预处理模块100包括：

数据获取单元101，用于获取待分析高清视频数据，所述待分析高清视频数据包含时间轴信息。

在模块中，数据获取单元101首先获取待分析高清视频数据，待分析高清视频数据是通过监控设备进行采集，因此其可以是连续的数据流，也可以是单独上传的本地视频文件，所述待分析高清视频数据包含时间轴信息。

画面识别单元102，用于对待分析高清视频数据进行动态画面识别，并生成动态画面时间轴数据。

在模块中，画面识别单元102对待分析高清视频数据进行动态画面识别，通过逐帧比对的方式确定画面中是否出现变动，具体的，将每一帧画面与其相邻的一帧画面进行比对，当两者的像素重合率低于预设值时，则判定两帧画面是不同的，从而将待分析高清视频数据划分为两部分，并生成动态画面时间轴数据，动态画面时间轴数据记录了动态画面出现的时间。

视频分割单元103，用于根据动态画面时间轴数据对待分析高清视频数据进行分割，得到简化视频数据。

在模块中，视频分割单元103根据动态画面时间轴数据对待分析高清视频数据进行分割，由于动态画面时间轴数据记录了动态画面出现的时间，因此，不属于动态画面出现时间内的画面则视为静态画面，将动态画面部分提取出来，得到简化视频数据。

如图7所示，作为本发明的一个优选实施例，所述画面特征提取模块200包括：

画面帧提取单元201，用于对简化视频数据进行画面帧提取，得到按照时间顺序编号的连续画面图片集，所述连续画面图片集包含简化视频数据中的所有画面。

在本模块中，画面帧提取单元201对简化视频数据进行画面帧提取，将其转化为连续的画面图片集，连续画面图片集包含简化视频数据中的所有画面，即通过连续画面图片集就能够合成简化视频数据。

内容识别单元202，用于对连续画面图片集中的每一张图片进行内容识别，提取实时画面特征数据。

在本模块中，内容识别单元202对连续画面图片集中的每一张图片进行内容识别，由于对待识别高清视频数据中的静态部分进行了剔除，因此仅需对连续画面图片集进行处理，减小了数据处理量，提高了数据处理速度。

数据统计单元203，用于对实时画面特征数据进行统计，以建立实时画面特征数据库。

在本模块中，数据统计单元203对实时画面特征数据进行统计，统计每一种实时画面特征出现的种类与时间段，从而在进行存储时，可以采用分类的方式进行存储，按照实时画面特征进行分类存储，以建立实时画面特征数据库。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于画面特征的高清视频智能分割方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据，所述简化视频数据中仅包含待分析高清视频数据中的动态视频部分，待分析高清视频数据中的静态视频部分单独存储；

对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库；

调取实时画面特征数据库中的所有实时画面特征，并将其与标准画面特征数据库中的所有数据进行比对，生成画面分割方案，所述标准画面特征数据库中保存有所有预设的标准画面特征；

根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息，所述视频分割信息至少包含每一个独立画面视频数据在待分析高清视频数据中的时间轴位置；

其中，所述对简化视频数据进行识别，并提取实时画面特征，得到实时画面特征数据库的步骤，具体包括：对简化视频数据进行画面帧提取，得到按照时间顺序编号的连续画面图片集，所述连续画面图片集包含简化视频数据中的所有画面；对连续画面图片集中的每一张图片进行内容识别，提取实时画面特征数据；对实时画面特征数据进行统计，以建立实时画面特征数据库。

2.根据权利要求1所述的基于画面特征的高清视频智能分割方法，其特征在于，所述获取待分析高清视频数据，对待分析高清视频数据进行画面预处理，得到简化视频数据的步骤，具体包括：

获取待分析高清视频数据，所述待分析高清视频数据包含时间轴信息；

对待分析高清视频数据进行动态画面识别，并生成动态画面时间轴数据；

根据动态画面时间轴数据对待分析高清视频数据进行分割，得到简化视频数据。

3.根据权利要求1所述的基于画面特征的高清视频智能分割方法，其特征在于，所述根据画面分割方案对简化视频数据进行分割，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息的步骤，具体包括：

根据画面分割方案对简化视频数据进行定位，确定所有的分割位置；

按照时间顺序对所有分割位置进行分割，得到多段特征视频段；

按照时间顺序对特征视频段进行独立存储，得到独立画面视频数据，并生成视频分割信息。

4.根据权利要求1所述的基于画面特征的高清视频智能分割方法，其特征在于，所述静态视频部分在被存储时，以其中包含的任意一帧画面进行表示，并记录静态视频时间轴信息。

5.根据权利要求1所述的基于画面特征的高清视频智能分割方法，其特征在于，所述画面预处理的步骤还包括对待分析高清视频数据进行画面参数调整。

6.根据权利要求1所述的基于画面特征的高清视频智能分割方法，其特征在于，所述待分析高清视频数据中的静态视频部分在存储时，对其进行加密。