CN115988153A - 一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法及系统，通过读取背景图或通过策略背景合成，同时读取目标子图和目标坐标信息，计算每个目标的坐标中心点和原图的平均宽度，对目标进行分组，计算其所在的列，确定目标采用的排列拟合函数，调整目标合成的时间序列的密度参数，最后进行帧图像合成继续合成摘要视频，本发明不需要计算大量目标box之间的iou，节省了大量计算量，加快帧合成的速度，该目标排列方法，有多种使用形式，方法简洁清晰，不需要重新计算复杂的排列条件，合成速度大幅提升，同时也能有效的避免目标重叠等情况出现。
Description
技术领域
本发明属于人工智能的图像处理领域，特别涉及一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法及系统。
背景技术
当前社会经济飞速发展，城市化进程不断加快，同时对城市安防、安全监控也提出了更高的要求，尤其是目前人工智能行业也在快速崛起，智慧社区、智慧城管、智慧公安等需求也日益分明，视频的存储量越来越大，要进行的视频分析也越来越多。
目前有一种视频摘要算法可以将视频监控中的目标进行提取，然后压缩之后对视频进行浓缩生成一段短的视频。这种方法会将视频中很多目标，叠加重排列之后，合成到视频帧里面，并且可以支持一些视频结构化特征检索或过滤，这里面不可避免地会用到图像合成步骤，也就是将很多目标包括人，车，动物等，按照一定的规则进行排列之后，合成到同一帧视频里面，目前的方法通常会计算所有目标之间的iou(交集与并集的比值)，由此尽量避免目标的重叠。
本发明提出了一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，重点在于本发明不需要计算大量目标box(目标包围盒)之间的iou，节省了大量计算量，加快帧合成的速度，该目标排列方法，有多种使用形式，方法简洁清晰，在需要对目标进行条件过滤时，也不需要重新计算复杂的排列条件，合成速度大幅提升，同时也能非常有效的避免目标重叠等情况出现，可以有效解决上述问题。
发明内容
为解决上述问题，提出了本发明。
根据本发明一方面，提出了一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，该方法包括：
步骤S1：读取背景图像以及所有需要进行合成的目标子图和目标在原图中的位置(xi,yi)；
步骤S2：对所有目标计算它们的中心点(xci,yci)，同时对原图像的宽度进行等间距分组wi；
步骤S3：计算每个目标的中心点所在的区域，并对区域内的所有目标中心点按时间进行排序；
步骤S4：选取一个通用的目标排列方式，当前支持以下几种函数式排列：①y＝0②y＝cos(x)③y＝x等；根据函数对应关系进行排列合成渲染；通过时间序列参数来调整目标合成的密度；
步骤S5：根据合成的帧继续合成摘要视频；
其中，函数中x为水平方向，y为垂直方向。
本发明还提出一种用于视频摘要中帧合成的目标排列系统，该系统包括：
读取模块：读取背景图像以及所有需要进行合成的目标子图和目标在原图中的位置(xi,yi)；
分组模块：对所有目标计算它们的中心点(xci,yci)，同时对原图像的宽度进行等间距分组wi；
排序模块：计算每个目标的中心点所在的区域，并对区域内的所有目标中心点按时间进行排序；
调整模块：选取一个通用的目标排列方式，当前支持以下几种函数式排列：①y＝0②y＝cos(x)③y＝x等；根据函数对应关系进行排列合成渲染；通过时间序列参数来调整目标合成的密度；
合成模块：根据合成的帧继续合成摘要视频；
其中，函数中x为水平方向，y为垂直方向。
相对于现有技术，本申请具有如下有益效果：
1.一般目标合成的时候需要计算不同时间出现的目标之间的iou来避免目标的重叠，这种方式在目标较多的时候会更耗时，本发明不需要计算这个过程，效率更高；
2、本发明支持多种通用的排列拟合函数，能有效的调整目标在合成帧中的分布；
3、本发明可以支持通过一个简易的参数来调整目标的密度，并保证目标不会有明显的重叠情况以及轨迹可以采用任何通用的拟合函数；
4、本发明简化了视频帧合成的思路，效果更好，且计算效率更高，相比之前的版本提升80％。
附图说明
通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1示出根据本发明一个实施例的用于视频摘要中帧合成的目标排列方法的示意性框图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
实施例一：
为了解决上文所述的问题，提出了一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法及系统。具体的，图1所示，本发明实施例提出一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，通过读取背景图或根据策略背景合成，同时读取目标子图和目标坐标信息，计算每个目标的坐标中心点和原图的平均宽度，对目标进行分组，计算其所在的列，确定目标采用的排列拟合函数，调整目标合成的时间序列的密度参数，最后进行帧图像合成继续合成摘要视频。本申请基于上述情况，提出一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法。
具体的，根据本发明实施例的一种提出了一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，该方法包括：
步骤S1：读取背景图像以及所有需要进行合成的目标子图和目标在原图中的位置(xi,yi)；
步骤S2：对所有目标计算它们的中心点(xci,yci)，同时对原图像的宽度进行等间距分组wi；
步骤S3：计算每个目标的中心点所在的区域，并对区域内的所有目标中心点按时间进行排序；
步骤S4：选取一个通用的目标排列方式，当前支持以下几种函数式排列：①y＝0②y＝cos(x)③y＝x等；根据函数对应关系进行排列合成渲染；通过时间序列参数来调整目标合成的密度；其中，函数中x为水平方向，y为垂直方向
步骤S5：根据合成的帧继续合成摘要视频。
具体的，上述方法包括：
所述步骤S1中，(1)背景帧图像可以是任意给定的新的背景图，也可以是根据某个策略合成，例如在摄像头不动的情况下取前1000帧的像素平均值；(2)图像中所有的目标，可以为任意的目标，例如行人、车辆或者动物等，目标信息包括box在原图中的坐标，时间信息(第几帧)，存储的方式可以是图片，也可以压缩存储；
所述步骤S2中，(1)根据上面读取的目标坐标信息计算中心点坐标；(2)对原图进行等间距切分，这里的间距定义可以由所有同类别目标的平均值×系数α得到，系数α通常取目标平均宽度的2倍，这样保证落在同一列的目标尽可能的减少重叠，同理对高度方向也采取类似的方式；
步骤S3中，(1)根据步骤S2中得到的目标中心点坐标，进一步计算目标所在的列,控制同一时刻只有一个目标出现，避免重叠；(2)同时，根据时间信息排序，保证合成视频中先出现的目标在时间序列上是靠前的。
步骤S4中，(1)可以采用各种通用的拟合函数来对每一列的目标进行采样，通用性很强；(2)以y＝cos(x)为例，可以采取一个周期或部分周期的曲线来拟合整个区间的目标出现轨迹；(3)在视频摘要中，通常还会涉及对目标进行条件过滤的情况，整个排列方法相比两两计算iou的方式，计算量减少80％以上，同时也能有效抑制目标重叠的情况；(4)可以通过时间delay参数β调整目标的密度，参数主要是用于控制新旧的周期之间的时间间隔。
步骤S5中，通常会采用ffmpeg对合成过程进行加速以及参数配置，其中ffmpeg为一种通用流媒体工具。
本发明提出了一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，重点在于本发明不需要计算大量目标box之间的iou，节省了大量计算量，加快帧合成的速度，它是一种通用的目标排列方法，有多种使用形式，方法简洁清晰，在需要对目标进行条件过滤时，也不需要重新计算复杂的排列条件，合成速度大幅提升，同时也能有效的避免目标重叠等情况出现。
实施例二：
本发明还提出了一种用于视频摘要中帧合成的目标排列系统，该系统包括：
读取模块：读取背景图像以及所有需要进行合成的目标子图和目标在原图中的位置(xi,yi)；
分组模块：对所有目标计算它们的中心点(xci,yci)，同时对原图像的宽度进行等间距分组wi；
排序模块：计算每个目标的中心点所在的区域，并对区域内的所有目标中心点按时间进行排序；
调整模块：选取一个通用的目标排列方式，当前支持以下几种函数式排列：①y＝0②y＝cos(x)③y＝x等；根据函数对应关系进行排列合成渲染；通过时间序列参数来调整目标合成的密度；
合成模块：根据合成的帧继续合成摘要视频。
具体的，
所述读取模块中，(1)背景帧图像可以是任意给定的新的背景图，也可以是根据某个策略背景合成，例如在摄像头不动的情况下取前1000帧的像素平均值；(2)图像中所有的目标，可以为任意的目标，例如行人、车辆或者动物等，目标信息包括box在原图中的坐标，时间信息(第几帧)，存储的方式可以是图片，也可以压缩存储；
所述分组模块中，(1)根据上面读取的目标坐标信息计算中心点坐标；(2)对原图进行等间距切分，这里的间距定义可以由所有同类别目标的平均值×系数α得到，系数α通常取目标平均宽度的2倍，这样保证落在同一列的目标尽可能的减少重叠，同理对高度方向也采取类似的方式；
所述排序模块中，(1)根据步骤S2中得到的目标中心点坐标，进一步计算目标所在的列,控制同一时刻只有一个目标出现，避免重叠；(2)同时，根据时间信息排序，保证合成视频中先出现的目标在时间序列上是靠前的。
所述调整模块中，(1)可以采用各种通用的拟合函数来对每一列的目标进行采样，通用性很强；(2)以y＝cos(x)为例，可以采取一个周期或部分周期的曲线来拟合整个区间的目标出现轨迹；(3)在视频摘要中，通常还会涉及对目标进行条件过滤的情况，整个排列方法相比两两计算iou的方式，计算量减少80％以上，同时也能有效抑制目标重叠的情况；(4)可以通过时间delay参数β调整目标的密度，参数主要是用于控制新旧的周期之间的时间间隔。
所述合成模块中，通常会采用ffmpeg对合成过程进行加速以及参数配置。
尽管本文已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的组件或步骤。位于组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的组件。本发明可以借助于包括有若干不同组件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，该方法包括：
步骤S1：读取背景图像以及所有需要进行合成的目标子图和目标在原图中的位置(xi，yi)；
步骤S2：对所有目标计算它们的中心点(xci，yci)，同时对原图像的宽度进行等间距分组wi；
步骤S3：计算每个目标的中心点所在的区域，并对区域内的所有目标中心点按时间进行排序；
步骤S4：选取一种目标排列方式，包括以下几种函数式排列：①y＝0②y＝cos(x)③y＝x；根据函数对应关系进行排列合成渲染；通过时间序列参数来调整目标合成的密度；
步骤S5：根据合成的帧继续合成摘要视频；
其中，函数中x为水平方向，y为垂直方向。
2.如权利要求1所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
背景帧图像是任意给定的新的背景图或根据某个策略生成；同时图像中所有的目标为任意的目标，包括行人、车辆或者动物，目标信息包括box在原图中的坐标，时间信息，存储的方式为图片或压缩存储。
3.如权利要求2所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
根据上面读取的目标坐标信息计算中心点坐标；对原图进行等间距切分，这里的间距定义由所有同类别目标的平均值×系数α得到，系数α通常取目标平均宽度的2倍。
4.如权利要求2所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
根据步骤S2中得到的目标中心点坐标，进一步计算目标所在的列wi，控制同一时刻只有一个目标出现；同时，根据时间信息排序，保证合成视频中先出现的目标在时间序列上是靠前的。
5.如权利要求2所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，其特征在于：采用y＝cos(x)来拟合整个区间的目标出现轨迹；通过时间delay参数β调整目标的密度，参数用于控制新旧的周期之间的时间间隔。
6.如权利要求2所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列方法，其特征在于：所述步骤S5采用ffmpeg对合成过程进行加速以及参数配置。
7.一种用于视频摘要中帧合成的目标排列系统，其特征在于：该系统包括：
读取模块：读取背景图像以及所有需要进行合成的目标子图和目标在原图中的位置(xi,yi)；
分组模块：对所有目标计算它们的中心点(xci,yci)，同时对原图像的宽度进行等间距分组wi；
排序模块：计算每个目标的中心点所在的区域，并对区域内的所有目标中心点按时间进行排序；
调整模块：选取一个通用的目标排列方式，当前支持以下几种函数式排列：①y＝0 ②y＝cos(x)③y＝x；根据函数对应关系进行排列合成渲染；通过时间序列参数来调整目标合成的密度；
合成模块：根据合成的帧继续合成摘要视频；
其中，函数中x为水平方向，y为垂直方向。
8.如权利要求7所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列系统，其特征在于：所述读取模块中，背景帧图像是任意给定的新的背景图或根据某个策略生成；同时图像中所有的目标为任意的目标，包括行人、车辆或者动物，目标信息包括box在原图中的坐标，时间信息，存储的方式为图片或压缩存储。
9.如权利要求7所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列系统，其特征在于：所述分组模块中，根据上面读取的目标坐标信息计算中心点坐标；对原图进行等间距切分，这里的间距定义由所有同类别目标的平均值×系数α得到，系数α通常取目标平均宽度的2倍。
10.如权利要求7所述的用于视频摘要中帧合成的目标排列系统，其特征在于：所述排序模块中，根据步骤S2中得到的目标中心点坐标，进一步计算目标所在的列wi,控制同一时刻只有一个目标出现；同时，根据时间信息排序，保证合成视频中先出现的目标在时间序列上是靠前的。
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