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一,开展本课题研究的意义
近年来,数字视频的应用日趋广泛.诸如视频点播,数字电视,数字图书馆,视频会议,远程教育等等,已经为越来越多的人所接受和熟悉.面对大量涌现的视频数据,如何找到所需的视频信息就成为一个急需解决的问题.
简单的视频名查询和类似录像机的播放功能已不能满足人们的需要.正如一本书通常会有目录和索引帮助人们迅速浏览和查询内容,一部视频同样需要有效的目录和索引.传统的方法需要由人对视频内容进行标注,十分费时费力.尤其是当视频资源的数量达到海量级,或是处理的速度要求接近实时的时候,完全采用人工的方法都会遇到难以克服的困难.为了解决这一问题,九十年代以来,出现了基于内容的视频分析和检索[1][2][3].其核心就是通过对视频内容进行计算机分析理解,建立结构和语义索引,以方便用户检索.
巨大的商业前景和重要的学术价值,吸引了来自于业界和学术界不同领域的研究人员在这一问题上开展研究.一些原型系统先后被提出,主要有IBM的QBIC/CueVideo[4][5],Virage公司的Video Engine[6],卡内基梅隆大学的Informedia[7],哥伦比亚大学的VideoQ[8]等.这些努力最终促成了国际标准――MPEG-7(多媒体内容描述接口)的诞生.但是随着问题的深入,研究人员面临了更大的障碍:视觉/听觉内容的机器理解,即难以建立底层特征与高层语义的联系.同样的难题困扰了人工智能领域多年.一般认为,寻找通用的解决方法是异常艰难的.因此,一些研究转而专注于解决特定领域的应用问题,如新闻,电影等.在这些特定领域,结合相应的领域知识,是可能将底层特征与高层语义建立某种联系的.
体育视频,即体育比赛的电视转播,作为一个重要的应用领域,一直备受关注.体育比赛一般很漫长,但对于大多数观众来说,真正关心并有可能反复观看的只是其中的一小部分.例如一场跳水比赛常常需要持续几个小时,而其中的精彩部分――运动员从起跳到入水的过程却只有短短几分钟.人们需要一种方便快捷的手段来访问体育视频的内容.
与其他视频相比,体育视频具有自己的特点.首先,体育视频中存在一些领域相关的语义事件,如跳水比赛中运动员的跳水,足球比赛中的射门等.这些语义事件往往是视频中最有价值的部分,需要进行标注以便于检索.其次,体育比赛一般有较强的结构性,如跳水比赛由若干轮组成,每轮又由若干选手组成等.为了便于对视频内容的浏览,原始的视频数据应按这些结构进行解析并组织成层次目录.本课题的目标就是研究针对体育视频内容的语义标注和结构解析技术.
尽管限于当前的技术水平,完全自动的,通用的视频内容理解是不太可能的,但是本课题的研究将证明部分的解决是有可能的和有价值的,此外我们的研究也将为最终的全面解决奠定基础.除了学术上的意义,本课题的研究还可以有以下一些直接的应用:
1,视频资料库:适用于各类体育专业人士或爱好者对收集的体育比赛视频资料进行查询,浏览和管理.目前,我们已申请到国家体育总局的科研项目――跳水训练图像分析软件系统研制.通过对跳水比赛视频的内容标注与解析,能够方便快捷的实现一个典型动作的视频数据库.
2,Web多媒体发布:适用于新闻或者体育网站在Web上及时发布体育多媒体信息.今天,已经有越来越多人的习惯于从网上获取最新的资讯.基于我们的技术,可以在第一时间采编和发布综合图文和视音频在内的体育多媒体信息.
3,个人移动业务:适用于无线服务提供商为个人提供定制的多媒体消息服务(Multimedia Message Service,简称MMS).我们的内容标注和解析技术,可以为冗长的体育视频生成摘要,从而可以根据用户的个人喜好和终端能力,向移动设备发送体育多媒体消息.
二,国内外研究现状分析
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