摘 要

学院（系）： 信息工程学院

专业班级： 电子信息工程 1205班

学生姓名： 符若粲

指导教师： 黄朝兵

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

年 月 日

学位论文版权使用授权书

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2、不保密囗 。

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作者签名： 年 月 日

导师签名： 年 月 日

摘 要

本文是在VC环境下利用OpenCV开发工具研究基于数据聚类的视频摘要生成算法。目前随着网络数据的日益增多，在视频数据方面，视频带来的信息越来越受人们的关注，而在这大量的视频数据中如何能够在短时间内收获视频信息。本文通过数据聚类算法对长视频生成简短的视频摘要，所得结果对于人们在日常观看视频并且可以在短时刻内迅速得到视频中的主要信息具有重要的指导意义。

论文主要研究了基于数据聚类的视频摘要生成算法。本文将视频摘要生成分为三个步骤。在视频摘要生成步骤的第一步，镜头的切分方面，以互联网视频为实验对象，使用直方图法对网络视频做镜头的检测使其切分出原始视频的所有子镜头。在聚类算法方面，本文采用数据聚类中的层次聚类的原理，用此原理应用到视频帧的聚类中，将所有子镜头中的视频帧进行聚类得到最终聚类结果。在关键帧提取方面，在最后聚类中选择距离每个类的类中中心较近和较远的关键帧用来组合成一段视频摘要。

研究结果表明：对一段长视频用直方图法先进行镜头的检测和分割，能够准确地分割出子镜头，并且所用的数据聚类算法能够快速地对每个子镜头进行聚类，聚类后提取视频关键帧能够表达每个子镜头所反映的信息，最后将这些关键帧组合成一段视频，这样就实现了将一段长视频浓缩成了一段简短的视频摘要。

本文的特色：详细介绍了视频摘要的生成过程，并描述了聚类算法在视频摘要生成过程中的作用和该算法的优缺点。

关键词：视频摘要；数据聚类；聚类算法；关键帧提取；

Abstract

In this paper, the research and development tools OpenCV in VC environment generation algorithm based on the video summary data clustering.Now with the increasing number of network data, in the video data, the video's message more and more attention, and how can this information in large amounts of video data in a short time the harvest video.By clustering algorithm for short length video generated video summary of the results for people in their daily watch the video and the ability to quickly get the main video information in a short time have important guiding significance.

The main summary data generation video based on clustering algorithm in my paper.This article will generate a video summary is divided into three steps.Lens detection and segmentation, videos of daily life as experimental subjects, using a simple histogram method by doing the video camera can detect all sub-dividing the entire video camera.In terms of clustering algorithm, we use the principle of data clustering hierarchical clustering, use this principle to the clustering of video frames, all the sub-shot video frames to get the final clustering clustering results.In the extraction of key frames, select the closest and farthest from the key center for each category in the final frame for the clustering results are combined into a video summary.

The results show that: for a long video shot by the histogram method to carry out the detection and segmentation, it is possible to accurately segment the sub-shot, and data clustering algorithm used to quickly cluster for each sub-lens, after extraction clustering each class from the center of the closest and farthest video key frame is capable of expressing each sub-lens reflect information, and finally a combination of these key frames into a video, thus achieving a long video will become concentrated to a short video summary.

Features of this article:It details of the video summary generation process, and describes the advantages and disadvantages of clustering effect in the video summary generation process and the algorithm.

Keywords: video summary; clustering; clustering algorithm; key frame extraction;

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.3 本文的主要内容 2

第2章 视频摘要概念及相关技术 4

2.1 视频摘要的概念 4

2.2视频的结构分析 4

2.3视频摘要技术的应用前景 5

2.4视频摘要的生成步骤 5

2.5 镜头切分 6

2.6 关键帧提取 7

第3章 视频镜头检测与分割 8

3.1引言 8

3.2 HSV颜色空间模型简介 8

3.3基于HSV颜色空间模型的直方图法 8

3.4 实验结果与分析 9

第4章 基于数据聚类的关键帧提取 13

4.1引言 13

4.2基于数据聚类的关键帧提取算法分析 13

4.2.1子镜头初始类的形成 13

4.2.2 确定自适应阈值 13

4.2.3 凝聚型层次聚类 15

4,3实验结果与分析 16

第5章 关键帧的提取和合成视频摘要 19

5.1 关键帧提取 19

5.2 实验结果与分析 19

第6章 总结与展望 22

6.1总结 22

6.2展望 22

参考文献 24

致 谢 25

第1章 绪论

互联网技术快速发展的这些年，大量的视频数据和视频信息猛然增加。这些视频数据被广泛传播互联网与电视媒体。大量的视频给人们生活增添了许多乐趣，人们能够通过这些视频中来获取丰富的信息。然而在给人们带来方便的同时却给视频数据的存储、传输、和检索带来了巨大压力。同时由于大量的视频播放时间过长，视频数据过大，导致人们获取信息的效率降低。因此如何缩短视频播放时间，而且能够从视频中提取出来主要的信息，这已经成为众多高校和研究机构的研究人员的研究方向和研究主题。

1.1 课题研究的目的和意义

由于互联网技术的发展使得视频数据量的不断增多，人们对视频信息的要求和获取视频信息的速度不断提高，人们迫切需要为一长段的视频建立起一段像文章摘要的内容来快速浏览以便更快地浏览视频中带来的信息。视频摘要是对一个视频内容做简要概括，既能够节省了观看此视频的时间，也保留了原始视频的主要信息，所以通过视频摘要技术能够满足人们快速浏览视频，缩短视频观看时间的需求。本文的课题是研究基于数据聚类的视频摘要生成的方法算法，实现能够对一段长视频进行数据聚类的算法后，提取出来的相关的视频关键帧组成的视频摘要，能够表达原始视频的大致内容信息，以达到快速浏览视频全文的效果。

期望压缩减少视频数据的需求推动了视频处理技术的发展。使用视频摘要技术，就可以缩减原始视频的信息量,得以提高观看网络视频的速度，而且还能够大幅度有效地提高视频工作者对视频数据的使用效率。目前互联网的视频数据中存在着的大量冗余的视频数据，无论是对于观看视频的人还是制作和管理视频的人，都想要在短时间内获取自己想要的视频信息。假如能够通过视频摘要的生成算法将存在大量冗余的视频数据流中的信息给浓缩并且提取出来，这将大大提高人们浏览视频的效率，提高人们获取信息的速度。视频摘要是概括原始视频内容信息的一门技术,在相关领域中的各类视频使用用途都是具有十分重要的意义，视频摘要技术是近年来各个研究人员对该课题研究的热点之一。