×
10.02.2014
216.012.9fe4

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к средствам обработки данных изображений. Техническим результатом является уменьшение количества ошибочных распознаваний кадров-вставок в потоке мультимедийных данных. В способе вычисляют суммарную дифференциальную яркость каждого кадра-разности и пороговое значение яркости трех предыдущих кадров-разностей, сравнивают яркостные характеристики кадра-разности с вычисляемым по ходу смены кадров видеопотока пороговым значением суммарной дифференциальной яркости, идентифицируют первую границу кадра-вставки и идентифицируют кадр-вставку указанного потока. 5 ил.
Основные результаты: Способ идентификации кадров-вставок в потоке мультимедийных данных, заключающийся в определении признаков яркости и сравнении их значений с пороговым, отличающийся тем, что дополнительно вычисляют суммарную дифференциальную яркость каждого кадра-разности и пороговое значение яркости трех предыдущих кадров-разностей, сравнивают яркостные характеристики кадра-разности с вычисляемым по ходу смены кадров видеопотока пороговым значением суммарной дифференциальной яркости, при этом, если суммарная дифференциальная яркость , идентифицируют первую границу кадра-вставки, а если суммарная дифференциальная яркость , идентифицируют кадр-вставку указанного потока, где и являются кадрами указанного потока, а является пороговым значением яркости сюжета.

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к системам анализа изображений, и предназначено для использования в сфере обработки данных изображений.

Способ идентификации кадров-вставок в потоке мультимедийных данных необходим для предотвращения негативного воздействия на уровень бессознательного восприятия человека с помощью подпороговых стимулов. Указанное воздействие зачастую применяется скрытно в виде дополнительных кадров, вставленных в поток мультимедийных данных.

Под кадрами-вставками понимаются кадры количеством от 1 до 3, добавленные в любое место видеопотока и отличающиеся от кадров текущей сюжетной линии (сцены) визуально и статистически.

Концепция идентификации и сравнения кадров в потоке мультимедийных данных включает в себя ряд методов. Большинство из них в качестве статистического признака для выявления скрытых кадров-вставок в видеопотоке используют величину интегральной яркости кадров, сравнивая ее с некоторым эталонным значением.

Известны устройство для обработки изображений и способ определения линейного сдвига изображения (патент RU 2138851 С1, опубл. 05.08.1993 г. Авторы: Кристоф Айзенбарт (DE), Ира Финкельштайн (US), Дэннис Мак Ги (US), Эдвард Панофский (US)), которые позволяют обнаруживать несовпадение фактического изображения относительно опорного и обеспечивать их максимальное совпадение. Этот технический результат достигается благодаря тому, что воспринимают два участка фактического изображения, запоминают два аналогичных участка опорного изображения, сравнивают соответствующие участки фактического и опорного изображений и определяют наличие сдвига, причем повторяют сравнение для тех же участков после сдвига фактического изображения на заранее заданное число пикселей по осям Х и Y, при этом вычисляют абсолютные значения разностей между соответствующими участками фактического и опорного изображений для каждого сдвига и сохраняют в памяти как полученные абсолютные значения, так и их сумму.

Недостатком данного аналога является то, что при идентификации видеовставки в процессе сравнения невозможно выделить опорное изображение, участки кадра для сравнения и пороговое значение линейного сдвига, так как оно будет динамически изменяться в результате смены сюжетов в видеопотоке.

Наиболее близкими по технической сущности и выполняемым функциям к заявляемому изобретению (прототипом) являются способ идентификации подлинных серий изображений и устройство для его осуществления (патент RU 2216044 С2, опубл. 10.11.2003. Автор Шульце Клаус (DE)), которые позволяют получить технический результат в виде повышения эффективности процедур учета и хронометрирования рекламных сообщений, видеоклипов, политических выступлений.

Этот результат достигается за счет того, что для отдельных изображений из серий изображений определяют признаки яркости, преобразуют их в цифровую форму и сравнивают с эталоном, при этом признаки яркости декоррелируют квазистохастическим отбором по множеству изображений.

Недостатком прототипа является низкая эффективность определения кадров-вставок в видеопотоке, обусловленная тем, что по одному изображению, определяющему эталонные признаки яркости, невозможно получить полную статистическую информацию, характеризующую яркостные свойства каждой из наблюдаемых динамически меняющихся сцен видеопотока в силу их значительных отличий по цвету и яркости.

Задачей изобретения является создание способа идентификации кадров-вставок в потоке мультимедийных данных, позволяющего уменьшить количество ошибочных распознаваний как кадров-вставок, так и кадров отдельных сюжетных линий (сцен).

Эта задача решается тем, что способ идентификации кадров-вставок в потоке мультимедийных данных, включающий в себя операции определения яркости кадров, цифрового сравнения по яркостным составляющим двух кадров, согласно изобретению дополнены операции попиксельного сравнения двух изображений по определению кадра-разности и вычисления суммарной дифференциальной яркости каждого кадра-разности и порогового значения яркости трех предыдущих кадров-разностей, а также операции сравнения яркостных характеристик кадра-разности с вычисляемым по ходу смены кадров видеопотока пороговьм значением суммарной дифференциальной яркости предыдущих трех кадров-разностей.

Результат предлагаемого способа достигается за счет формирования и выполнения математического критерия R:

;

при ограничениях:

- количество кадров в визуальной вставке не превышает трех;

- первые четыре кадра сюжетной линии не являются вставкой;

- вставка не располагается на границе двух сюжетных линий, где

- - множество кадров в видеопотоке, l=1(1)N; N - количество кадров; р=1(1)Р - количество сюжетов;

- - множество кадров-разностей, l=1(1)N-1;

- Ω={Ω12} - множество классов кадров видеопотока, Ω1 - кадр-вставка; Ω2 - обычный кадр сюжетной линии.

Перечисленная новая совокупность операций обеспечивает возможность снижения количества ошибочно идентифицированных кадров-вставок и кадров отдельных сюжетных линий при различной скорости смены сцен в видеопотоке.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность отличительных существенных признаков, обусловливающих тот же технический результат, который достигнут в заявляемом способе. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показано:

фиг.1 - общая схема операций, реализующих в совокупности способ идентификации кадров-вставок;

фиг.2 - результат действия логической операции по формированию кадров-разностей;

фиг.3 - алгоритм вычисления порогового значения яркости Lp;

фиг.4 - алгоритм идентификации кадров видеопотока методом сравнения яркостных характеристик кадров-разностей с их пороговым значением Lp;

фиг.5 - принцип работы методики экстремальной суммарной дифференциальной яркости.

Общая схема последовательности операций заявленного способа, представленная на фиг.1, работает следующим образом.

На блок присвоения номеров кадрам видеопотока и сюжетам 2 подается упорядоченная последовательность видеокадров с блока преобразования видеопотока в кадры RGB 1. (Видеокадры из фильма Роберта Родригеса "От заката до рассвета" (From Durk Till Dawn).)

Цифровой кадр в видеопотоке представляет функцию распределения яркости или цвета на двумерной плоскости: f(i,j), где i и j - декартовы координаты, описывающие плоскость кадра. С математической точки зрения кадр представляет собой двумерную матрицу Im[i,j] размера (DimH×DimW), где i=1(1)H - целое число, описывающее номер элемента в строке, а j=1(1)W - номер строки матрицы, в которой расположен элемент. Элемент кадра (пиксель) имеет целочисленное значение, пропорциональное значению функции распределения яркости f(i,j) в данной точке плоскости. Обозначается пиксель кадра р-го сюжета с координатами (i,j) и цветовыми составляющими Red, Green, Blue в виде , где W - ширина кадра в пикселях, а H - его высота. Значения Н и W экспортируются в блок инициализации 3.

В блоке логической побитовой разности последовательно идущих кадров видеопотока 4 производится операция, которая в пикселях текущего кадра оставляет единичными только те биты, которые отсутствуют в соответствующих пикселях последующего , в соответствии со значениями Н и W, поступающими с выхода блока инициализации, по правилу F,:

, l=1(1)N-1, p=1(1)P,

F - правило построения кадров разностей:

, i=1(1)H, j=1(1)W, p=1(1)P.

Результат действия данной операции показан на фиг.2. (Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю., Князь В.А. и др. Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на Lab VIEW IMAQ Vision. - M.: ДМК Пресс, 2007. - 464 с.).

В блоке 4, определяются кадры разности для и , и , и кадров видеопотока , , , поступающие в блок вычисления суммарной дифференциальной яркости каждого кадра разности - 5. В блоке 5 осуществляется вычисление суммарных яркостей , , кадров разностей по выражению

.

Исследование кадров видеопотока показало, что по одному статическому изображению проблематично получить всю необходимую информацию, характеризующую яркостные свойства наблюдаемых динамически меняющихся сцен, так как у всех они разные. Следовательно, возникает необходимость в определении среднего значения яркости, свойственного каждой сюжетной линии.

В блоке 6 осуществляется вычисление порогового значения яркости Lp p-го сюжета трех предыдущих кадров разностей по выражению

,

где Δ - абсолютная погрешность дифференциальной яркости, определяемая эмпирически, поступающая из блока инициализации 3.

Схема операции вычисления порогового значения яркости Lp р-го сюжета представлена на фиг.3

После определения порогового значения яркости в блоке 7 происходит сравнение суммарных дифференциальных яркостей последующих кадров-разностей с пороговым значением по следующему правилу:

1. В блоке 4 определяется кадр-разность для и кадров видеопотока , а в блоке 5 вычисляется его суммарная дифференциальная яркость .

При неравенстве идентифицируется первая граница:

- кадра-вставки;

- подлежащих выделению кадров видеопотока;

- нового p+1 сюжета.

При выполнении условия исследуется следующий кадр данного сюжета l=l+1 и в блоке 6 вычисляется новое пороговое значения яркости Lp как среднее арифметическое значение суммарных дифференциальных яркостей трех кадров-разностей: , и

.

2. В блоках 4 и 5 определяются кадр-разность для и кадров видеопотока и его суммарная дифференциальная яркость .

При неравенстве идентифицируется , кадр-вставка, поступающий в блок выделения кадров видеопотока 8, а при суммарной яркости , в блоках 4 и 5 определяются кадр-разность для и кадров видеопотока и его суммарная дифференциальная яркость .

3. При выполнении условия выделяются и кадры видеопотока, поступающие в блок 8, а при в блоках 4 и 5 определяются кадр-разность для и кадров видеопотока и суммарная дифференциальная яркость .

4. При условии вьщеляются , и кадры видеопотока, поступающие в блок 8, иначе в блоке 2 осуществляется переход на р+1 сюжет и в блоке 6 пересчитывается пороговое значение яркости относительно , , и кадров видеопотока.

Выделенные кадры из видеопотока хранятся в блоке 9. (Выделенные видеокадры из фильма Роберта Родригеса "От заката до рассвета" (From Durk Till Dawn)).

Алгоритм, поясняющий критерий идентификации видеокадров в мультимедийном потоке информации, отражен на фиг.4.

Принцип работы методики экстремальной суммарной дифференциальной яркости представлен на фиг.5.

Экспериментальная проверка способа идентификации кадров-вставок была выполнена на ЭВМ в пакете прикладной математики Matlab 2008b при следующих исходных данных:

1) 100 видеороликов без кадров-вставок длительностью от 1 до 5 минут с различным количеством сюжетных линий;

2) 100 видеороликов с размещенными через каждые 100 кадров кадрами-вставками (количество подряд идущих кадров-вставок от 1 до 3);

3) кадры видеороликов и кадры-вставки не искажены и имеют высокое качество.

Результаты экспериментов показали, что в условиях отсутствия априорных сведений о наличии в анализируемом видеопотоке кадров-вставок известный способ (прототип) правильно идентифицировал 10% кадров-вставок при ошибочном распознавании сюжетных линий в 67%, а с помощью заявленного способа удалось правильно идентифицировать 89% кадров-вставок при ошибочном распознавании сюжетных линий в 12%. Это подтверждает существенный положительный эффект от внедрения нового способа.

Полученные результаты дают основания для вывода, что заявленный способ идентификации кадров-вставок в потоке мультимедийных данных имеет лучшие характеристики по точности распознавания кадров-вставок по сравнению с прототипом.

Таким образом, при такой совокупности существенных признаков в процессе идентификации кадров-вставок в видеопотоке обеспечивается уменьшение количества ошибочно идентифицированных кадров-вставок и кадров отдельных сюжетных линий в видеопотоке.

Промышленная применимость изобретения обусловлена тем, что устройство, реализующее предложенный способ, может быть осуществлено с помощью современной элементной базы, с достижением указанного в изобретении назначения.

Способ идентификации кадров-вставок в потоке мультимедийных данных, заключающийся в определении признаков яркости и сравнении их значений с пороговым, отличающийся тем, что дополнительно вычисляют суммарную дифференциальную яркость каждого кадра-разности и пороговое значение яркости трех предыдущих кадров-разностей, сравнивают яркостные характеристики кадра-разности с вычисляемым по ходу смены кадров видеопотока пороговым значением суммарной дифференциальной яркости, при этом, если суммарная дифференциальная яркость , идентифицируют первую границу кадра-вставки, а если суммарная дифференциальная яркость , идентифицируют кадр-вставку указанного потока, где и являются кадрами указанного потока, а является пороговым значением яркости сюжета.
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КАДРОВ-ВСТАВОК В ПОТОКЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-8 of 8 items.
27.05.2014
№216.012.c973

Способ встраивания сообщения в цифровое изображение формата jpeg 2000

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении возможности сохранения целостности внедренной информации. Способ встраивания сообщения в цифровое изображение формата JPEG 2000, заключающийся в замене кодирующих коэффициентов среднечастотных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517337
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.10.2014
№216.012.fbed

Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов

Изобретение относится к области стеганографии. Технический результат заключается в обеспечении возможности скрытой передачи конфиденциальных данных. Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов, включающий этапы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530339
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.02.2015
№216.013.2616

Способ сжатия графического файла фрактальным методом с использованием кольцевой классификации сегментов

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в сокращении времени сжатия графического файла фрактальным методом. Способ сжатия графического файла фрактальным методом с использованием кольцевой классификации сегментов, в котором графический файл разбивают на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541203
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.04.2015
№216.013.3ade

Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, с учетом мощности пикселей домена

Изобретение относится к стеганографии. Техническим результатом является обеспечение возможности скрытой передачи конфиденциальных данных, используя контейнер, представленный в виде фрактально сжатого изображения. Способ включает этапы формирования вектора параметров сжатия изображения, ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546558
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.4a5c

Способ распознавания текстовой информации и оценки ее полноты в электронных документах сети интернет

Изобретение относится к области обработки данных, а именно к распознаванию текстовой информации. Техническим результатом является повышение производительности системы содержательной обработки электронных документов и увеличение числа анализируемых источников информации. В способе распознавания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550543
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.08.2015
№216.013.6e37

Способ поиска цифрового изображения, содержащего цифровой водяной знак

Изобретение относится к способу поиска цифровых изображений, содержащих цифровой водяной знак. Техническим результатом является обеспечение работы способа в условиях отсутствия априорных сведений о законе встраивания цифрового водяного знака, а также низкий уровень вероятности ложной тревоги....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559773
Дата охранного документа: 10.08.2015
13.01.2017
№217.015.89e4

Способ встраивания информации в графический файл, сжатый фрактальным методом

Изобретение относится к области стеганографии, а именно к способам встраивания сообщения в цифровое изображение. Техническим результатом является обеспечение возможности скрытой передачи конфиденциальных данных, используя контейнер, представленный в виде фрактально сжатого изображения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602670
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.a3ce

Способ идентификации кадров потока мультимедийных данных на основе корреляционного анализа гистограмм изображений кадров

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к системам анализа изображений, и предназначено для использования в сфере обработки данных изображений. Техническим результатом является повышение вероятности достоверного обнаружения кадров-вставок в потоке мультимедийных данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607415
Дата охранного документа: 10.01.2017
Showing 51-60 of 75 items.
10.06.2015
№216.013.50bc

Способ биометрической аутентификации пользователя

Изобретение относится к области биометрической аутентификации пользователя. Техническим результатом является уменьшение вероятности ошибки первого рода аутентификации пользователя, когда допущенный в систему пользователь, параметры образца почерка которого имеются в базе данных системы контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552189
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.5440

Устройство синхронизации рекуррентной последовательностью с функцией выделения зачетных импульсов в скользящем окне

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и предназначено для синхронизации рекуррентной последовательностью (РкП). Технический результат заключается в повышении вероятности правильной синхронизации при снижении качества канала связи одновременно с низкими вероятностями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553089
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.06.2015
№216.013.57d9

Блок

Изобретение относится к физической культуре и спорту, а именно к волейболу, и предназначено для тренировки атакующих ударов. Задачей изобретения является создание блока, позволяющего обеспечить вынос многофункциональных активных протезов рук выше верхнего края сетки, в целях его использования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554019
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a64

Микромощный фотодатчик

Использование: для контроля излучения инфракрасного, видимого и ультрафиолетового оптических диапазонов, а также для формирования импульсов в приемниках световых сигналов. Сущность изобретения заключается в том, что микромощный фотодатчик, содержащий фотодиод, дифференциальный усилитель и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554681
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.07.2015
№216.013.6869

Частотно-селективный фотопреобразователь оптического излучения

Изобретение относится к области измерительной техники и касается частотно-селективного фотопреобразователя оптического излучения. Устройство включает в себя фотодиод, источник питания, дифференциальный усилитель, полевой транзистор, затвор которого подключен к обкладке первого конденсатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558282
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.686a

Микромощный фотодатчик с частотным выходом

Использование: для преобразования интенсивности светового потока инфракрасного, видимого и ультрафиолетового оптического диапазонов, а также рентгеновского излучения в частоту импульсов. Сущность изобретения заключается в том, что микромощный фотодатчик с частотным выходом содержит фотодиод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558283
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.69c0

Способ защиты информации от утечки по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок

Изобретение относится к области защиты информации. Технический результат - повышение коэффициента перекрытия спектров информативного и неинформативного (маскирующего) сигналов, излучаемых средствами вычислительной техники. В способе защиты информации от утечки по каналу побочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558625
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6bba

Способ проверки адекватности реагирования опрашиваемого лица на внешние стимулы

Изобретение относится к области психологии, а именно к области анализа психофизиологической реакции человека на различного рода раздражители (внешние стимулы), и может найти применение в психофизиологических исследованиях, а также в медицине при оценке функционального состояния организма....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559136
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6bd9

Способ мультиэнергетической рентгенографии

Использование: для радиографического неразрушающего контроля. Сущность изобретения заключается в том, что производят ряд снимков при разных значениях анодного напряжения, разные значения анодного напряжения достигаются путем регистрации снимков в разные моменты времени действия переменного или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559167
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6c7d

Фотодатчик переменного оптического излучения

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля переменного и импульсного оптического излучения. Фотодатчик переменного оптического излучения содержит фотодиод, источник питания, дифференциальный усилитель и полевой транзистор, затвор которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559331
Дата охранного документа: 10.08.2015
+ добавить свой РИД