基于内容的视频检索系统

—— 开题答辩

目录 项目背景概要 项目边界 关键问题及难点的分析 项目计划与管理 开发工具及开发模型 系统测试 参考文献

项目背景 随着多媒体技术和网络技术的发展，人们越来

越容易创建和传播数字多媒体产品。传统的视频检索系统主要是基于人工注释的文本检索，但是这种方法明显的存在不足。为了满足如今海量的视频检索需求，基于内容的视频检索技术便应运而生。

项目背景（续） 国内外的发展现状 第一代视频信息检索系统：

项目背景（续） 国内外的发展现状 第二代视频信息检索系统：（基于内容的视频检索） 如 QBIC （ IBM ）、 JACOB （ PLERMO 大学）、

Tv-FI （清华大学） K 、 iVideo( 中科院 ) ，基于镜头质心特征向量的视频相似度衡量方法（浙大潘云鹤）

项目概要（开发内容）

我们团队的工作任务就是设计一款基于内容的视频检索软件，该软件可以对多媒体对象的内容以及上下文予以环境进行检索，如针对视频中的图像颜色，纹理，形状，场景镜头的运动等进行检索比对。

待开发的视频检索系统：（核心内容）

项目概要（团队） 项目管理人员：负责软件项目的管理工作，指导老师叶勇 开发人员： 掌握了开发一个产品或应用所需的专门技术，胜任包

括需求分析、设计、编码、测试等各种相关的开发岗位

黄芳芳、时佳楠、郑海宏、武彦杰

小组的组织形式 层次式小组（介于搞结构化和松散结构两者之间）

项目边界 项目名称：基于内容的视频检索系统 项目用途：针对有关足球比赛这一范畴内

的特定视频信息检索 视频格式： MPEG-7 视频长度： 90MIN 信息检索分类： 1. 射门 2. 边界球 3. 角球 4. 任意球

项目边界 检索系统的基本结构

关键问题及难点分析关键问题： 特征数据库的形成阶段 1. 镜头分割 2. 关键帧提取 3. 特征提取

关键问题及难点分析（续） 难点处理

1. 镜头分割 首先使用 DirectShow 将视频划分为若干个帧。 镜头分割方法：基于彩色直方图的分割。 有若干种方法，选取直方图帧差法 (B2B)

其中 N 为像素总数， Fd 大于某一值时，可定位分割点

x

jid xhxhNF |)()(|)2/1(

关键问题及难点分析（续） 难点处理

2. 关键帧提取 直方图平均值法 基于镜头方法 基于内容分析方法 基于运动分析的方法系统采用基于内容分析方法定义两幅图像 fi 和 fj 的帧差为：

通过比较两个候选帧距离 D(fi,fj)与预定阀值 T 的大小关系，可以确定关键帧

yx

jiji yxfyxfffD,

|),(),(|),(

关键问题及难点分析（续） 难点处理

3. 特征提取 可以由MEPG-7 的视频格式特性来提取出相关特征（如颜色，

纹理，形状等）来建立特征索引

4. 建立索引 该系统采用 Hash 索引作为视频数据库的索引方式 有点：迅速，准确的检索出其属性值与查询所指定的属性值相

一致的记录集合。 如：射门，角球等。 映射规则： F(x) = x mod N N 为哈希表的桶数， x 为属性值，可用数字形式表示

项目计划与管理 项目分解 目的：明确项目所包含的各项工作； 项目分解的结果就是 WBS 图

基于内容的视频检索

系统

开题报告

系统分析

系统设计

系统开发

系统测试

问题界定

关键技术

计划进度

需求分析

概要设计

详细设计 编码

项目人员 项目管理人员：负责软件项目的管理工作，指导老师叶勇 开发人员：掌握了开发一个产品或应用所需的专门技术，胜任包括需求分

析、设计、编码、测试等各种相关的开发岗位 黄芳芳、时佳楠、郑海宏、武彦杰

小组的组织形式 层次式小组（介于搞结构化和松散结构两者之间）

项目计划与管理（续）

项目计划与管理（续） 进度估算 目标：确保软件项目在规定时间内按期完成，本小组采用甘特图来建立项目进度表

项目计划与管理（续） 分工问题

开题报告：时佳楠、武彦杰、黄芳芳

需求分析：郑海宏、黄芳芳、武彦杰

概要设计：郑海宏、黄芳芳、时佳楠

详细设计：武彦杰、时佳楠、黄芳芳

编码实现：武彦杰、郑海宏、时佳楠

系统测试：时佳楠、武彦杰

质量管理：黄芳芳、郑海宏

项目计划与管理（续） 质量管理 考虑到要在预算和进度范围内交付，因此在项目进

行过程中要对偏差进行控制

质量控制 采用技术手段保证软件质量 组织技术评审 加强软件测试

质量保证 软件评审在软件工程过程的每个活动的后期进行 两个主要的评审活动：项目管理评审和技术评审

平台及工具平台及工具 应用环境： Microsoft Window XP

设计环境： Microsoft Visual Studio 2008

设计语言： C++

数据库工具： MySQL

使用工具： DirectShow （ DirectX SDK9． 0 ） OCR 软件

测试工具： Rational Robot

Rational Purify

由于视频流大多是以压缩格式存在的视频文件，如 MPEG 、 AVI 等，因此工作的第一步就是要实时地捕获视频帧。微软公司已经提供了完整的解决方案，它所提供的 DirectShow 工具可在多种格式的视频流中获得完整的帧数据。

利用 OCR 软件，实现视频流中的文字识别。

开发模型： 瀑布模型

系统测试 1. 以单元测试为主。 主要以基本算法为单位。一个关键性算法为一

个测试单元进行白盒测试。

2. 功能测试以黑盒测试为主。编写测试用例进行功能测试。

关键帧特征提取 基于关键帧特征检索

参考文献 寿航军 .基于内容的视频检索系统研究与设计 . 西安电子科技大学硕士学位论文 徐丹 .基于内容的视频检索系统研究 .武汉理工大学硕士学位论文 刘伟 .基于内容的视频检索系统的研究与实现 . 北京交通大学专业硕士学位论文 贾庆萍 .视频镜头分割技术与基于内容的视频检索系统研究 .山东大学硕士学位论

文 肖明 .基于内容的多媒体信息索引与检索概论 .人民邮电出版社 ,2009 冯大淦 ,萧允治 ,张宏江 .多媒体信息检索与管理 .清华大学出版社 ,2009.11 张洪德 .基于内容的视频检索技术研究．国防科学技术大学硕士学位论文 ,2002 罗凤玲 .视频检索中的特征提取方法研究．国防科学技术大学硕士学位论文 ,2002 章毓晋 .基于内容的视觉信息检索 .科学出版社 ,2003