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专利号: 2016103678843
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于场景帧指纹的视频认证方法,包括以下步骤:

1)、对视频的帧的预处理;

(1.1)对视频中的彩色帧进行颜色空间转换,取其亮度分量,得到灰度图像;

(1.2)剪切视频帧四周,保留视频帧中心部分;再缩放成具有W×H像素大小的固定尺寸;

(1.3)用3×3大小、标准差为0.95的Gaussian低通滤波对视频帧进行滤波;

(1.4)将图像缩放成3/4QCIF大小,QCIF为尺寸为144像素×176像素的图像;

2)、对经过预处理的视频帧进行指纹提取,包括以下步骤:(2.1)对经过预处理的视频帧,进行分块,在一个9×11的区域内,a至h是局部像素的平均;那么帧元素提取方法为:(1)整个9×11子区域的均值元素;(2)四个差分元素a-b、c-d、e-f和g-h;总共得到720帧元素,其中144个均值元素,记为A元素,576个差分元素,记为D元素;

(2.2)对A元素量化成四重值;对于1-144维的A元素,设Ai为A元素值,应用公式(1)把这些A元素量化成四重值xi:(2.3)动态地求取阈值ThA,包括以下几个步骤:

(2.3.1)取ai=abs(Ai-128),abs(·)为取绝对值算子,将ai按升序排列成ak={a1,a2,…,ak,…,aN};这里的索引i与索引k不相同;

(2.3.2)阈值ThA=ak,这里k=floor(0.25*N),N=144,floor为向下取整;

(2.4)对D元素量化成四重值;对于145-720维的D元素Di,应用公式(2)把它们量化成四重值xi:(2.5)动态地求取阈值ThA,包括以下几个步骤:

(2.5.1)取di=abs(Di),将di按升序排列成dk={d1,d2,…,dk,…,dN};这里的索引i与索引k不相同;

(2.5.2)阈值ThD=dk,这里k=floor(0.25*N),N=576,floor为向下取整;

(2.6)用二进制编码形式来存储提取出来的4重元素X={x1,x2,…,x720}设wordi,i=1,2,…,180定义为每4-维元素占1个编码单元,这种编码方式采用如下公式计算得到:wordi=43*x(i-1)*4+1+42*x(i-1)*4+2+4*x(i-1)*4+3+x(i-1)*4+4     (3)(2.7)场景帧指纹的提取算法,包括以下步骤:(2.7.1)是否为黑屏的判断;应用式(4)进行黑屏判断;

mean(F)<ThBS      (4)

mean(F)是表示图像像素的均值,ThBS是黑屏阈值;

(2.7.2)是否为场景帧的判断;假设前一场景帧的指纹为SFi-1,当前帧的指纹为Fi,i=

2,…,5;如果式(5)成立,那么就判定当前帧为另一场景帧,否则当前帧还是前一场景帧;

d(SFi-1,Fi)≥ThSF,i=2,…,5   (5)这里d(SFi-1,Fi)表示当前帧指纹Fi前一场景帧指纹SFi-1之间的距离,ThSF为判定阈值;

3)视频指纹库的建立;将需要版权认证视频的用户信息、产品信息和指纹信息绑定在一条记录上,生成元数据meta data,元数据集合构成元数据库,将其按按倒排文规则进行排序并存储;

4)结合指纹特点:四重值Quaternion value,提出了倒排文折半搜索匹配算法inverted file&binary-based Search Matching,其步骤如下:(4.1)按式(3)将3600维指纹向量组合成900个word,即为Bag-Words,每个word值范围为0-255;

(4.2)建立倒排文队列;每个视频指纹按第一个word大小从小到大顺序插入到倒排文队列中,如第一个word相同,那按第二个word的值升序排列,如此连续下去,直到所有的原视频指纹插入到倒排文队列中;以倒排文规则排序的视频指纹及视频信息构成元指纹数据库;

(4.3)折半搜索匹配方法;假设待认证视频指纹的Bag-Words序列为AuBWi,i=1,2,…,

900;具体的折中搜索步骤如下:

(4.3.1):将所有的元数据库中的记录标上未查标记;

(4.3.2):取其第一个word为AuBW1,在倒排文队列中折中查找AuBW1,查找的结果可能会出现三种情况:A1)只有一条记录;那么将该记录中的Bag-Words还原成四重值指纹MeFi,还原方法为每个word除4取余;按式(6)求其归一化Hamming距离d:这里的i=1,2,…,L,L为指纹长度,AuF为认证视频的指纹;然后按(7)式进行求值;

当T=0时,查询结束,表明该记录所对应的视频就是需要认证的视频;当T=1时,记下该记录的位置和Hamming距离,并将该记录标上已查标记;当T=2时,仅将该记录标上已查标记;

A2)有多条记录;按(6)式计算出所有这些记录的Hamming距离,同时将这些记录标上已查标记;取最小Hamming距离,按(7)式进行求值,当T=0时,查询结束,表明该记录所对应的视频就是需要认证的视频;当T=1时,记下该记录的位置和Hamming距离,当T=2时,不作任何处理,直接进入下一步;

A3)没有记录;不作任何处理,直接进入下一步;

(4.3.3):取其第i个word为AuBWi,i=2,3,…,K;在倒排文队列中折中查找AuBWi,查找的结果可能会出现四种情况;需要注意的是这里的K是个未知数,但一定满足K≤L/m;在此处m=4;

B1)有若干条已标有已查标记的记录;这种情况直接进入下一步;

B2)仅有一条未标有已查标记的记录;这种情况按与(4.3.2)中A1)情况处理;

B3)有多条未标有已查标记的记录;这种情况按与(4.3.2)中A2)情况处理;

B4)没有记录;这种情况下按(4.3.2)中A3)情况处理;

重复(4.3.3),直到出现T=0或所有记录都标上已查标记为止;

(4.3.4):如果前二步是没有出现T=0情况,那么只有二种情况出现:C1)至少有一条记录满足T=1;这种情况取最小的Hamming距离那条元记录,这条元记录就是需要认证的视频;查询结束;

C2)没有一条记录满足T=1;这种情况表明认证的视频不在元数据库中,发出拒绝信息;查询结束。