基于ＭＰＥＧ－７的影視素材檢索方法

摘要 在電影動畫的制作過程中，會產生各種類別的素材資料，利用MPEG-7標準申的顏色描述子為基礎，將其運用到檢索電影素材方面可以縮短制作周期、提高工作效率。

關鍵詞 MPE6-7 影視素材檢索 顏色特征 動畫制作

1 引言

每部電影制作完成后，電影制作公司將有用的素材收集起來形成公司的素材庫，以便在制作新的影片時利用以前積累的素材，這將大大縮短新影片的制作周期、提高工作效率，減少投資。隨著素材庫中素材數量的快速增長。如何在越來越龐大的素材庫中快速準確地找到所需要的素材，卻成為困擾動畫制作人員的難題。本文以MPEG-7標準中的顏色描述子為基礎，將其運用到檢索電影素材方面，可以收到不錯的效果。

2 顏色特征

顏色作為圖像最基本的而且是最具表現力的視覺特征。具有定義比較明確，抽取相對容易的特點。所以基于顏色的圖像檢索得到了廣泛的重視。

可以看出多個顏色描述子組成MPEG-7中的顏色描述符。本文主要考慮其中主顏色描述子和顏色布局描述子的應用。

2.1主顏色

由于在制作動畫電影時通常著色不會很多，一般是一幅圖用幾種或十幾種顏色信息，而且根據習慣，最重要的信息往往出現在圖的中央。主顏色描述符主要用于描述圖象中顯著顏色的分布信息，其目的是為興趣區域提供一種有效、緊湊和直觀的顏色表示，所以其最適合用于表示局部(某個對象或圖像區域)的顯著顏色特征。

2.2顏色布局

顏色布局描述符可以表現出整幅圖中顏色信號量的空間分布。在高效率搜索的同時也具有很小的計算代價。此描述符在圖像查詢系統中支持用戶手繪草圖查詢。這一點是其他描述符所具備的。它在圖像快速瀏覽和搜索應用中非常有效。

3 素材檢索方法

MPEG-7標準中顏色描述符里的主顏色描述子和顏色布局描述子檢索算法如下：

3.1主顏色檢索方法

(1)將圖像從RGB空間轉換到HSV空間。

(2)考慮到計算代價，需要將HSV空間進行量化。量化的方法有很多，一般采用比較成熟的72色或36色非均勻量化算法。在本文中，為了能進一步地提高檢索速度和準確率，采用比較先進的22色非均勻量化算法。

(3)將一副圖分成4x4的子塊，如圖2所示，為用戶通常對中間區域的信息感興趣，所以中間所占的權重稍多些，經實驗表明權重為A:B:C：=6:4:1時，效果最佳。

(4)計算出每種顏色所占整幅圖的百分比。用符號FC代表描述符，它由顏色和對應的百分比構成：FC=[ICi；Pil=i=0，…，N，Pi∈[0 1]]其中N代表顏色的數目，Ci表示顏色，Pi示顏色所占的百分比。當Pi＞5％或∑Pi＞60％時，則把該顏色作為主顏色。

3.2顏色布局檢索方法

(1)將圖像的RGB空間映射到YCrCb空間：

(2)將整幅圖像分成64塊(每塊尺寸為(w/8)x(H/8)，其中w為圖像的寬，H為像的高計算每一塊中所有象素各顏色分量[Y，Cr，Cb]的平均值，并以此做為該塊的代表顏色：

(3)對各塊的平均值數據進行DCT變換：

(4)通過之字型掃描和量化，取出三組顏色DCT變換后的低頻分量共同構成該圖像的顏包布局描述符。

4 實驗及結果

利用XM軟件進行實驗，XM(experimentation Model)軟件是MPEG-7描述子(Ds)，描述模式(DSs)、編碼模式(Css)和描述定義語言(DDL)的模擬平臺

實驗的對象是檢索動畫鏡頭，而鏡頭是由一系列在視覺上無明顯變化的幀所組成。基于此特點，決定先抽取待檢索鏡頭的關鍵幀，用關鍵幀代表此鏡頭；然后將待檢索的關鍵幀與素材庫中的關鍵幀進行比較，通過計算得出匹配度最高的幾幅關鍵幀，從而可找與檢索鏡頭相似的鏡頭。此實驗的素材庫選用景物素材庫，其中包括晚霞、海灘、鮮花、白云這四類景色每類題材景色抽取30幅關鍵幀(也就是代表30個鏡頭)，共計120幅關鍵幀作為實驗的基礎數據庫。實驗時每類題材景色的關鍵幀都將作為待檢索鏡頭，分別用主顏色描述符和顏色布局描述符在素材庫中進行檢索。

實驗結果：對晚霞、海灘、鮮花、白云四類景色的主顏色描述符檢索的查準率(檢索的相關圖像數/被檢索出的圖像總數)分別達到：63％、56％、75％、69％，而用顏色布局描述符檢索的查準率分別達到：76％、78％、63％、54％。

5 結語

本文利用MPEG-7標準顏色描述符中的兩個描述子作為檢索依據，對動畫電影鏡頭關鍵幀的素材庫進行檢索并取得了不錯的效果。其中象晚霞，海灘這類景色范圍涵蓋廣、構圖層次感強的關鍵幀，用顏色布局描述符比用顏色描述符更有效，而白云這類景色范圍涵蓋小，顏色信息集中的關鍵幀來說，用主顏色描述符比顏色布局描述符檢索更有效。