李春華

（蒙陰縣融媒體中心，山東 臨沂 276200）

導(dǎo)語(yǔ)

現(xiàn)如今，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)平臺(tái)的飛速發(fā)展，為我國(guó)相關(guān)行業(yè)的進(jìn)一步創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也營(yíng)造了更加符合新時(shí)代發(fā)展的社會(huì)氛圍。在不同技術(shù)的結(jié)合與創(chuàng)新背景之下，多媒體以及智能化平臺(tái)漸漸走進(jìn)人們的視野，同時(shí)為人們的生活生產(chǎn)提供了便利。[1-2]在多媒體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，視頻制作與處理是十分關(guān)鍵的工作，同時(shí)也是決定日常工作效果關(guān)鍵且重要的因素之一。多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化與完善，一定程度上可以加強(qiáng)數(shù)字視頻的處理程度。與數(shù)字視頻的處理和關(guān)鍵幀的提取也存在較為密切的關(guān)系。[3]

通常情況下，關(guān)鍵幀在視頻播放的過程中并不是固定的，而是隨著幀源的變化發(fā)生對(duì)應(yīng)的變化，這也導(dǎo)致提取的范圍也在不斷變化，無法更好地確定應(yīng)變的方案。在這樣的背景環(huán)境之下，需要強(qiáng)化提取的質(zhì)量和效率，形成更加貼合實(shí)際需求的提取結(jié)構(gòu)，以此來確保最終視頻的處理效果。我國(guó)傳統(tǒng)的數(shù)字視頻關(guān)鍵幀的提取方法主要是根據(jù)關(guān)鍵幀的種類做出應(yīng)對(duì)的，通常情況下，視頻的應(yīng)用關(guān)鍵幀可以劃分為以下兩個(gè)種類，一種是靜態(tài)關(guān)鍵幀，另一種是動(dòng)態(tài)關(guān)鍵幀。[4]兩種關(guān)鍵幀在提取的過程中需要的條件與環(huán)境也是不同的。一般靜態(tài)視頻關(guān)鍵幀只被應(yīng)用在靜止的多媒體鏡頭之中，用于處理、修改、優(yōu)化靜態(tài)鏡頭的呈現(xiàn)效果，同時(shí)幫助視頻穩(wěn)定畫面，具有一定的維穩(wěn)作用。動(dòng)態(tài)關(guān)鍵幀在提取的過程中對(duì)鏡頭的要求也是十分嚴(yán)格的，一般被應(yīng)用在變動(dòng)的視頻之中，提取時(shí)會(huì)根據(jù)鏡頭內(nèi)視頻變化幀的導(dǎo)入程度，依據(jù)特殊的格式與將動(dòng)態(tài)的鏡頭分割對(duì)應(yīng)尺寸的小型鏡頭，從而利用動(dòng)態(tài)提取法獲取到每一個(gè)分鏡頭的關(guān)鍵幀。

這些傳統(tǒng)的方法雖然可以完成視頻關(guān)鍵幀的提取，但是在多媒體的網(wǎng)絡(luò)背景下，并不能完全適應(yīng)使用的結(jié)構(gòu)依據(jù)程序，反而產(chǎn)生較多的問題和缺陷，給數(shù)字視頻關(guān)鍵幀的提取形成一定的阻礙。[5]因此，需要對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)下數(shù)字視頻關(guān)鍵幀提取方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與創(chuàng)新。在較為真實(shí)的環(huán)境下，創(chuàng)建貼合實(shí)際的提取環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字視頻的提取模式與方法，結(jié)合視頻處理的需求，創(chuàng)建更加靈活豐富關(guān)鍵幀提取方法，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，最大限度地降低提取誤差的出現(xiàn)，擴(kuò)大整體的應(yīng)用范圍，提升整體的提取效果。

1.多媒體網(wǎng)絡(luò)下數(shù)字視頻關(guān)鍵幀提取方法設(shè)計(jì)

1.1 進(jìn)行數(shù)字視頻關(guān)鍵幀聯(lián)合熵?cái)?shù)值確定

在對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)下數(shù)值視頻關(guān)鍵幀提取方法設(shè)計(jì)之前，需要先確定聯(lián)合熵?cái)?shù)值的相應(yīng)數(shù)值。通常情況下，在提取關(guān)鍵幀的過程之中，存在一個(gè)二維的隨機(jī)聯(lián)合變量，這個(gè)變量則是聯(lián)合熵，聯(lián)合熵?cái)?shù)值的變化一定程度上決定著關(guān)鍵幀的執(zhí)行距離，同時(shí)對(duì)提取的效果也會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的影響。[6]所以，在提取的過程中，可以設(shè)定一個(gè)聯(lián)合熵的嫡值變化表，先確定實(shí)際的提取范圍，進(jìn)行序列幀數(shù)值的確定，具體如下表1所示：

表1 序列幀數(shù)值變化表

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)序列幀數(shù)值的設(shè)定。接下來，根據(jù)序列的變化來計(jì)算出幀數(shù)的數(shù)值，具體如下公式1所示。

公式1中：T表示序列幀數(shù)值，λ表示相鄰幀距離，a表示飽和函數(shù)，y表示允許出現(xiàn)的最大誤差，通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的聯(lián)合熵?cái)?shù)值，完成計(jì)算，為后續(xù)的提取工作奠定基礎(chǔ)。

1.2 EMD距離控制

在完成對(duì)數(shù)字視頻關(guān)鍵幀聯(lián)合熵?cái)?shù)值的確定之后，接下來需要進(jìn)行EMD距離的實(shí)時(shí)控制。EMD距離實(shí)際上指的是對(duì)關(guān)鍵幀的提取，利用分布差異度來獲取幀數(shù)的變化距離，最終實(shí)現(xiàn)高分布的應(yīng)用控制。但是EMD距離的控制對(duì)最終提取的效果也存在一定的影響。首先，需要先計(jì)算出分布差異存在的誤差距離，如下公式2所示：

公式2中：D表示誤差距離，φ表示變化幀數(shù)向量，ω表示特征提取范圍，通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的誤差距離。在上述的誤差距離范圍下，計(jì)算出EMD距離，并加強(qiáng)控制，如下公式3所示：

公式3中：M表示EMD距離，E表示聯(lián)合熵二維變化差值，?表示控制程度。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的EMD距離，完成提取控制。

1.3 多媒體網(wǎng)絡(luò)下自適應(yīng)提取模型創(chuàng)建

在完成EMD距離的控制后，需要進(jìn)行多媒體網(wǎng)絡(luò)下自適應(yīng)提取模型的構(gòu)建。[7]首先依據(jù)實(shí)際的提取需求，進(jìn)行自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用多層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)處理模式，將提取的層級(jí)劃分為初始層級(jí)、分析層級(jí)以及提取層級(jí)，每一個(gè)層級(jí)的作用均不同，且相互獨(dú)立，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中，也同時(shí)存在不同的聯(lián)系。

所以，根據(jù)自適應(yīng)提取的范圍，將不同的提取畫面或者圖像劃分在不同的層級(jí)之中，建立自適應(yīng)比照體系，對(duì)于數(shù)字視頻的分割需要前后做出對(duì)比，并獲取存在的提取誤差，根據(jù)特定的提取模式，依據(jù)誤差，結(jié)合自適應(yīng)提取結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建初始的提取模型。[8]但是需要注意的是，需要將提取的模型與多媒體網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)，統(tǒng)一模型的提取次數(shù)與網(wǎng)絡(luò)的處理次數(shù)，形成高度適應(yīng)的關(guān)鍵幀提取模式，利用網(wǎng)絡(luò)將模型得出的結(jié)果進(jìn)行整合優(yōu)化，進(jìn)一步完善模型的應(yīng)用效果。

1.4 聚類法實(shí)現(xiàn)多媒體網(wǎng)絡(luò)下數(shù)字視頻關(guān)鍵幀提取

在完成對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)下自適應(yīng)提取模型創(chuàng)建后，接下來，采用聚類法實(shí)現(xiàn)多媒體網(wǎng)絡(luò)下數(shù)字視頻關(guān)鍵幀提取。需要先對(duì)聚類提取范圍進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)結(jié)合多媒體網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理模式，將視頻中的關(guān)鍵幀依照互聯(lián)網(wǎng)的格式導(dǎo)入處理系統(tǒng)之中，完成之后，將互聯(lián)網(wǎng)格式整理為聚類模式，利用聚類提取模式將關(guān)鍵幀的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與匯總，結(jié)合自適應(yīng)的提取模型，最終完成對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)下數(shù)字視頻關(guān)鍵幀的提取。[9]

2.方法測(cè)試

本次測(cè)試主要是對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)下數(shù)字視頻關(guān)鍵幀提取效果進(jìn)行驗(yàn)證與分析。測(cè)試主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)小組，一組為傳統(tǒng)的應(yīng)變描述提取法，將其設(shè)定為傳統(tǒng)應(yīng)變描述提取測(cè)試組；一組為傳統(tǒng)的聚類特征提取法，將其設(shè)定為傳統(tǒng)聚類特征提取測(cè)試組。最后一組為本文所設(shè)計(jì)的多媒體關(guān)鍵幀提取方法，將其設(shè)定為多媒體關(guān)鍵幀提取測(cè)試組。三組方法在相同的環(huán)境之下同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，并將最終得出的結(jié)果對(duì)比分析，完成測(cè)試。

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

在進(jìn)行測(cè)試之前，需要做相應(yīng)的測(cè)試準(zhǔn)備，同時(shí)搭建相對(duì)應(yīng)的測(cè)試環(huán)境。選取一個(gè)多媒體網(wǎng)絡(luò)作為測(cè)試的主要環(huán)境。準(zhǔn)備一段視頻作為測(cè)試的主要目標(biāo)對(duì)象。進(jìn)行數(shù)字視頻的預(yù)處理，進(jìn)行姿態(tài)提取范圍的估計(jì)，并計(jì)算視頻關(guān)鍵幀的網(wǎng)絡(luò)姿態(tài)范圍變化值，具體如下公式4所示：

公式4中：K表示關(guān)鍵幀的網(wǎng)絡(luò)姿態(tài)范圍變化值，β表示應(yīng)變幀源距離，t表示姿態(tài)估計(jì)值。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的關(guān)鍵幀的網(wǎng)絡(luò)姿態(tài)范圍變化值。利用得出的數(shù)值，明確設(shè)定對(duì)應(yīng)的提取范圍。將視頻的處理范圍與關(guān)鍵幀變化的范圍協(xié)同一致，利用初始的提取流程，并在多媒體網(wǎng)絡(luò)之下，進(jìn)行提取極限值的計(jì)算，具體如下公式5所示：

公式5中：H表示提取極限值，e表示提取極限范圍，i表示提取次數(shù)，d表示變化單幀距離。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的提取極限值。根據(jù)得出的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行初始測(cè)試提取模型的創(chuàng)建，并依據(jù)視頻的處理需求，進(jìn)行關(guān)鍵幀預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，具體如下表2所示。

表2 關(guān)鍵幀預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定表

根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成實(shí)際的關(guān)鍵幀預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。隨后，將提取過程中添加上述的標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)單幀運(yùn)行計(jì)算的實(shí)際精準(zhǔn)性以及可靠性。結(jié)合多媒體網(wǎng)絡(luò)，在提取模型之中建立多媒體視頻處理幀數(shù)量控制環(huán)節(jié)，根據(jù)視頻幀數(shù)不同的運(yùn)動(dòng)向量，提取出關(guān)鍵幀獨(dú)有的運(yùn)動(dòng)特征，形成特征曲線，并利用特征曲線來判別關(guān)鍵幀的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離，同時(shí)計(jì)算出局部提取極值點(diǎn)，具體如下公式6所示：

公式6中：P表示局部提取極值點(diǎn)，?表示變化運(yùn)動(dòng)向量，C表示單幀特征指數(shù)，X表示特征編碼。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的局部提取極值點(diǎn)，將其設(shè)定在測(cè)試的視頻關(guān)鍵幀提取模型之中，完成對(duì)測(cè)試環(huán)境的搭建與預(yù)設(shè)。核查測(cè)試設(shè)備是否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并確保不存在影響測(cè)試結(jié)果的外部因素，核查無誤后，開始測(cè)試。

2.2 測(cè)試過程及結(jié)果分析

在上述所搭建的測(cè)試環(huán)境之中，開始具體的測(cè)試。首先，將選取的目標(biāo)測(cè)試視頻依據(jù)特定的格式以及需求，分割成不同范圍的小視頻塊，通常情況下，比照每幀圖像96×72像素為標(biāo)準(zhǔn)，如果過大，則會(huì)影響單幀的運(yùn)行聚焦點(diǎn)，過小也無法滿足提取的條件，增加提取的復(fù)雜度，使提取的效果受到影響的同時(shí)，還會(huì)造成大面積的關(guān)聯(lián)提取誤差的出現(xiàn)。[10]設(shè)置R=C=6，每一個(gè)視頻分割塊的大小均為32×20像素，為了確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確可信性，測(cè)試所使用的視頻或者圖像均設(shè)置為灰度，并且灰度值保持一致。利用提取模型將視頻的分割塊依次操作提取，設(shè)定提取極限值為-1.25和+12.74，分割次數(shù)為26次，最終得出測(cè)試的結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析，如下表3所示：

表3 測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析表

根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)測(cè)試結(jié)果的對(duì)比與分析：在不同的提取單元長(zhǎng)度情況下，對(duì)比傳統(tǒng)的應(yīng)變描述提取測(cè)試組以及傳統(tǒng)聚類特征提取測(cè)試組，本文所設(shè)計(jì)的提取方法最終得出的提取冗余值相對(duì)較低，表明在多媒體網(wǎng)絡(luò)背景下，數(shù)字視頻的關(guān)鍵幀提取效果更佳，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，便是對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻關(guān)鍵幀提取方法進(jìn)行的設(shè)計(jì)與分析。其實(shí)，傳統(tǒng)的視頻關(guān)鍵幀提取方法雖然可以完成預(yù)期的任務(wù)，但是并不能處理提取過程中相對(duì)細(xì)節(jié)的問題，對(duì)存在的異常情況，也不能更好地解決。而對(duì)比傳統(tǒng)的方法，本文所設(shè)計(jì)的提取方法相對(duì)靈活，并且可以將相鄰幀的相關(guān)性保持最大化，設(shè)立多層級(jí)的提取目標(biāo)，在關(guān)鍵幀的變化范圍之內(nèi)，利用多媒體網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)層級(jí)控制處理，以此確定鏡頭關(guān)鍵幀的數(shù)量和位置，擴(kuò)大提取的實(shí)際范圍，進(jìn)而提升整體的提取效果，增強(qiáng)關(guān)鍵幀變化的穩(wěn)定性，促使相關(guān)技術(shù)邁入新的發(fā)展臺(tái)階。