基于MPEG-7的影视素材检索方法

摘要　在电影动画的制作过程中，会产生各种类别的素材资料，利用MPEG-7标准申的颜色描述子为基础，将其运用到检索电影素材方面可以缩短制作周期、提高工作效率。

关键词　MPE6-7　影视素材检索　颜色特征　动画制作

1　引言

每部电影制作完成后，电影制作公司将有用的素材收集起来形成公司的素材库，以便在制作新的影片时利用以前积累的素材，这将大大缩短新影片的制作周期、提高工作效率，减少投资。随着素材库中素材数量的快速增长。如何在越来越庞大的素材库中快速准确地找到所需要的素材，却成为困扰动画制作人员的难题。本文以MPEG-7标准中的颜色描述子为基础，将其运用到检索电影素材方面，可以收到不错的效果。

2　颜色特征

颜色作为图像最基本的而且是最具表现力的视觉特征。具有定义比较明确，抽取相对容易的特点。所以基于颜色的图像检索得到了广泛的重视。

可以看出多个颜色描述子组成MPEG-7中的颜色描述符。本文主要考虑其中主颜色描述子和颜色布局描述子的应用。

2.1主颜色

由于在制作动画电影时通常着色不会很多，一般是一幅图用几种或十几种颜色信息，而且根据习惯，最重要的信息往往出现在图的中央。主颜色描述符主要用于描述图象中显著颜色的分布信息，其目的是为兴趣区域提供一种有效、紧凑和直观的颜色表示，所以其最适合用于表示局部(某个对象或图像区域)的显著颜色特征。

2.2颜色布局

颜色布局描述符可以表现出整幅图中颜色信号量的空间分布。在高效率搜索的同时也具有很小的计算代价。此描述符在图像查询系统中支持用户手绘草图查询。这一点是其他描述符所具备的。它在图像快速浏览和搜索应用中非常有效。

3　素材检索方法

MPEG-7标准中颜色描述符里的主颜色描述子和颜色布局描述子检索算法如下：

3.1主颜色检索方法

(1)将图像从RGB空间转换到HSV空间。

(2)考虑到计算代价，需要将HSV空间进行量化。量化的方法有很多，一般采用比较成熟的72色或36色非均匀量化算法。在本文中，为了能进一步地提高检索速度和准确率，采用比较先进的22色非均匀量化算法。

(3)将一副图分成4x4的子块，如图2所示，为用户通常对中间区域的信息感兴趣，所以中间所占的权重稍多些，经实验表明权重为A:B:C：=6:4:1时，效果最佳。

(4)计算出每种颜色所占整幅图的百分比。用符号FC代表描述符，它由颜色和对应的百分比构成：FC=[ICi；Pil=i=0，…，N，Pi∈[0 1]]其中N代表颜色的数目，Ci表示颜色，Pi示颜色所占的百分比。当Pi＞5％或∑Pi＞60％时，则把该颜色作为主颜色。

3.2颜色布局检索方法

(1)将图像的RGB空间映射到YCrCb空间：

(2)将整幅图像分成64块(每块尺寸为(w/8)x(H/8)，其中w为图像的宽，H为像的高计算每一块中所有象素各颜色分量[Y，Cr，Cb]的平均值，并以此做为该块的代表颜色：

(3)对各块的平均值数据进行DCT变换：

(4)通过之字型扫描和量化，取出三组颜色DCT变换后的低频分量共同构成该图像的颜包布局描述符。

4　实验及结果

利用XM软件进行实验，XM(experimentation Model)软件是MPEG-7描述子(Ds)，描述模式(DSs)、编码模式(Css)和描述定义语言(DDL)的模拟平台

实验的对象是检索动画镜头，而镜头是由一系列在视觉上无明显变化的帧所组成。基于此特点，决定先抽取待检索镜头的关键帧，用关键帧代表此镜头；然后将待检索的关键帧与素材库中的关键帧进行比较，通过计算得出匹配度最高的几幅关键帧，从而可找与检索镜头相似的镜头。此实验的素材库选用景物素材库，其中包括晚霞、海滩、鲜花、白云这四类景色每类题材景色抽取30幅关键帧(也就是代表30个镜头)，共计120幅关键帧作为实验的基础数据库。实验时每类题材景色的关键帧都将作为待检索镜头，分别用主颜色描述符和颜色布局描述符在素材库中进行检索。

实验结果：对晚霞、海滩、鲜花、白云四类景色的主颜色描述符检索的查准率(检索的相关图像数/被检索出的图像总数)分别达到：63％、56％、75％、69％，而用颜色布局描述符检索的查准率分别达到：76％、78％、63％、54％。

5　结语

本文利用MPEG-7标准颜色描述符中的两个描述子作为检索依据，对动画电影镜头关键帧的素材库进行检索并取得了不错的效果。其中象晚霞，海滩这类景色范围涵盖广、构图层次感强的关键帧，用颜色布局描述符比用颜色描述符更有效，而白云这类景色范围涵盖小，颜色信息集中的关键帧来说，用主颜色描述符比颜色布局描述符检索更有效。