(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202211125809.8
(22)申请日 2022.09.16
(71)申请人 山东百盟信息技 术有限公司
地址 264200 山东省威海市环翠区海 滨北
路-106A号威海国际商务大厦1 112号
(72)发明人 付强 赵洪伟
(51)Int.Cl.
G06V 20/40(2022.01)
G06V 10/26(2022.01)
G06V 10/56(2022.01)
G06V 10/74(2022.01)
G06V 10/762(2022.01)
G06V 10/764(2022.01)
G06V 10/82(2022.01)
G06N 3/04(2006.01)
G06N 3/08(2006.01)
(54)发明名称
一种基于分辨率自适应网络的视频分类方
法
(57)摘要
本发明提供了一种基于分辨率自适应网络
的视频分类方法, 包括: 基于视频帧颜色直方图
的K值探测、 基于K ‑means聚类的关键帧获取、 基
于视频帧直方图序列的关键帧序列时序语义恢
复、 基于分辨率自适应网络的视频关键帧特征提
取、 基于GRU分类器的视频序列分类。 本发明通过
基于直方图差异动态选 取K值, 通过K ‑means聚类
获取关键帧集合, 在兼顾效率的同时避免不同镜
头间相似关键帧的重复选取。 本发 明利用视频帧
直方图序列恢复视频关键帧序列的时序语义, 解
决K‑means聚类后关键帧时序语义损失的问题。
权利要求书4页 说明书9页 附图3页
CN 115205768 A
2022.10.18
CN 115205768 A
1.一种基于分辨 率自适应网络的视频分类方法, 其特 征在于, 包括:
S1、 基于视频帧颜色直方图的K值探测, 动态获取聚类K值;
S2、 基于K ‑means聚类的关键帧提取, 利用S1动态获取的K值对视频序列进行K ‑means聚
类, 获取关键帧集 合;
S3、 基于视频帧直方图序列, 恢复S2得到的关键帧集 合的时序语义;
S4、 基于分辨率自适应网络的视频关键帧特征提取, 利用分辨率自适应网络提取S3恢
复时序语义的关键帧序列的特 征表示;
S5、 基于GRU的关键帧序列分类, 将S4提取得到的视频关键帧特征序列输入GRU网络得
到视频关键帧序列的特 征向量, 利用得到的特 征向量集合输入线性分类 器得到分类结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于分辨率自适应网络的视频分类方法, 其特征在于, 所
述S1包括:
S11、 对目标视频 数据进行 预处理, 将其以帧单位进行分割, 得到 视频帧序列;
S12、 基于S1 1中得到的视频帧序列, 提取视频帧的颜色直方图特 征;
S13、 基于S12中得到的视频帧颜色直方图特征, 计算相邻帧之间的帧差值及其平均值,
并确定聚类K值。
3.根据权利要求2所述的一种基于分辨率自适应网络的视频分类方法, 其特征在于, 所
述S12中提取视频帧颜色直方图特 征包括:
将帧图像从RGB空间映射到HSV空间上, 使用色调H (Hue, 0≤H≤360)、 饱和度S
(Saturation, 0≤S≤1) 以及亮度V (Value, 0≤V≤1) 表示, 然后提取视频帧i的颜色直方图
特征Hi。
4.根据权利要求3所述的一种基于分辨率自适应网络的视频分类方法, 其特征在于, 所
述S13包括:
根据S12计算得到的每个视频帧图像的颜色直方图, 计算帧与帧之间的帧间差值Di, 计
算方式为:
其中S(fi, fi+1)为第i帧与第i+1帧之间的相似度, 该相似度表示 为:
其中mh表示HSV空间中H分量在帧间相似度中的权重, Sh(fi,fi+1)为第i帧与第i+1帧之
间在H分量上的相似度, 其中mh、 ms与mv的取值根据视频帧图像HSV分量的平均特征比值来决
定, 由于人类对H分量的敏感度要高于S与V分量, 所以H分量的默认权重可以略微高于S与V
分量的权 重,
第i帧与第i+1帧之间在H分量上的相似度为:
权 利 要 求 书 1/4 页
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CN 115205768 A
2其中, 函数H()为图像帧的颜色直方图, k表示图像灰度或色彩级别, S与 V分量的帧间相
似度同理,
计算平均帧间差值Davg, 表示方式为:
对于帧间差值Di(0<i<n), 如果Di≥Davg, 则聚类K值+1。
5.根据权利要求4所述的一种基于分辨率自适应网络的视频分类方法, 其特征在于, 所
述S2关键帧提取算法包括:
S21、 根据S12得到的视频帧颜色直方图特征集合F={f1,f2,f3...,fn}以及S13获取的聚
类质心K值, 进行集 合的划分;
S22、 根据颜色直方图特征集合F划分聚类集合个数, 划分过程可以根据K ‑means模型的
最小值C表示, 计算公式如下:
其中, C={c1,c2,c3,...,ck}为聚类的聚簇结果, μi为簇的质心;
S23、 将视频 帧中第一帧对应的颜色直方图特征f1归入第一个簇中, 并将其颜色直方图
的特征值作为该簇的初始质心;
S24、 计算视频帧到质心的距离, 如果当前视频帧与质心的距离大于给定的初始阈值t,
那么就将该帧归入到新的簇中; 反之, 则将当前帧归入到距离它最近的簇中, 并重新计算更
新该簇的质心;
S25、 重复S24的过程, 直至最后一视频帧颜色直方图特征归入某个聚簇或者其作为新
的簇质心;
S26、 选取每 个簇中距离质心最近的视频帧作为关键帧。
6.根据权利要求5所述的一种基于分辨率自适应网络的视频分类方法, 其特征在于, 所
述S3关键帧时序语义恢复算法包括:
S31、 初始化cluster_left_boundary、 cluster_right_boundary以及 frame_idx为0,
cur_seq为1;
S32、 使frame_idx递增, 若Dframe_idx≥Davg, 使cluster_right_boundary等于frame_idx,
遍历视频帧序列中下标从cluster _left_bou ndary到cluster _right_boundary之间的帧集
合FT;
S33、 若存在关键帧kfi等于FT中的任意帧, 则kfi在关键帧序列中序号为cur_seq, 将
cluster_le ft_boundary置为cluster_ri ght_boundary, cur_seq加1, 重复S32直至遍历完
视频帧序列中最后一帧或已得到 完整语义的关键帧序列;
S34、 最终得到的关键帧序列为恢复时序语义的关键帧序列。
7.根据权利要求6所述的一种基于分辨率自适应网络的视频分类方法, 其特征在于, 所
述S4包括:
S41 、 利用RANet的初始层来生成视频关键帧的S尺度中的H基本特征, 尺度 最大的分辨权 利 要 求 书 2/4 页
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CN 115205768 A
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专利 一种基于分辨率自适应网络的视频分类方法
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