Analiză eficientă a MPEG comprimat utilizând informații de tip Macroblock

Metodele de indexare eficiente sunt necesare pentru a manipula cresterea rapida a cantitatii de informatii vizuale din bazele de date video. Analiza video care imparte filtrul video in clipuri sau extrage cadre interesante este un pas important premergator procesului de indexare video. In aceasta lucrare dezvoltam o metoda noua pentru analiza video folosind informatia de tip Macroblock (Mb) pentru streamuri Mpeg comprimate. Aceasta metoda exploateaza operatiile de comparatie ce se desfasoara in procedura estimarii miscarii, care rezulta din caracteristicile specifice informatiei de tip Mb cand apar schimbari de scene sau cand sunt aplicate efecte speciale. Numai o analiza simpla a cadrelor tip Mb este necesara pentru a obtine o schimbare de scena rapida, tranzitie graduala, flashlight, si captura de imagini. Avantajele acestei noi metode sunt extractiile sale directe din streamurile MPEG dupa decodarea VLC , o analiza de o complexitate foarte mica, bazata pe detectarea acuratetii si sensibilitatii marite a cadrelor.

Introducere

In lumea moderna informatia vizuala este din ce in ce mai complexa la fel ca numarul de cabluri TV aflate acum in lume. Din cauza acestei enorme cantitati de informatie vizuala nevoia de cautare a unei anumite informatii de care suntem interesati este foarte importanta si in acelasi timp foarte dificila. Prim metodele traditionale tot ce putem face este sa cautam informatia dorita prin metoda fast-forward si sa stam concentrati pentru a gasi informatia dorita. Aceasta este o munca foarte laborioasa si care consuma foarte mult timp. De aceea o metoda eficienta de video browsing este necesar si deasemena de extragere a informatiei dorite. Un pas fundamental si foarte important in realizarea acestui lucru este acela de analizare minutioasa a informatiei video si de impartire in cadre. O metoda recenta este de a imparti segventa video in mai multe clipuri fiecare clip reprezentand o secventa continua. Zona de delimitare a acestor clipuri se numeste schimbare de scena si in ultima vreme a ajuns un subiect de analiza foarte important. Pana acum au fost dezvoltate multe metode de detectie a schimbarilor de scena in secventele video. Pentru a optimiza costurile si timpi de detectie cele mai recente cercetari se bazeaza pe folosirea secventelor video comprimate si nu pe cele care sunt neprelucrate. In general o schimbare de scena este definita ca fiind componenta imaginii schimbatoare dintre doua cadre consecutive cu scene diferite. Tonomura a propus o metoada de detectare a schimbarilor de scena prin exploatarea histogramei cadrelor consecutive.

Arman a dezvoltat o metoda de detectie bazata pe video browsing utilizand analiza formelor si culorilor informatiei video. Cele doua metode sunt eficiente dar sunt lente pentru ca folosesc un numar mare de calcule ele fiind nevoite sa decompreseze informatia video si apoi sa o proceseze. Din acest motiv unele metode sunt aplicate direct informatiei video compresate standard , precum H.261 si MPEG. Aceste metode se bazeaza pe corelarea coeficientilor DTC dintre cadre mergand pe ideea ca cadre cu un continut video asemanator au din punct de vedere matematic coeficienti DTC asemanatori. In lucrarea sa Nakajima a introdus idea de scalare spatio-temporala pentru a imbunatatii viteza de detectie si a numarului de calcule folosite. Totusi miscarile camerei video afecteaza detectia si doar o schimbare de scena ar detecta daca intr-un (Gop – Group of Pictures) ar exista doua schimbari de scena.

Cu toti acesti algoritmi de procesare a segventelor video unele probleme ca zooming-ul nu au fost rezolvate. Acestea pot schimba total continutul informatiei video si desigur al coeficientilor DTC.

Zhang a dezvoltat o metoda de detectare a miscarii camerei video prin exploatarea vectorilor de miscare dintre P cadre consecutive. Aceasta metoda poate distinge eficient intre schimbarea de scena si miscarea camerei video. Pe langa miscarea camerei video si alti factori pot afecta detectarea eficienta a schimbarilor de scena. Cand efecte video ca dizolvarea (dissolve), disparitia catre interior (fade-in), disparitia catre exterior (fade-out) sunt aplicate secventei video marginea unui cadru nu se distinge in mod clar. Devine o tranzitie graduala intre doua scene. Atunci cand sti despre o asemenea tranzitie si doresti sa gasesti momentul de inceput sau de sfarsit a unei segvente video trebuie sa folosesti metode mult mai complexe de detectie.

Zhang a propus o metoda care sa rezolve aceste probleme. Aceasta metoda consta in doi pasi. Primul pas consta in localizarea potentialelor margini datorate atat schimbarii bruste de cadru cat si a tranzitiei graduale , iar cel de-al doilea pas consta in diferentierea acestor doua tipuri de schimbare de scena.

In aceasta lucrare este propusa o noua metoda de exploatare a procesului de comparatie in estimarea miscarii MPEG, care este regasita in informatiile de tip Macroblock (MB).

In momentul aparitiei unei schimbari de scena brusca se observa o caracteristica statistica specifica a informatiei de tip Mb a cadrelor B datorata continutului diferit a cadrelor de referinta. Aceasta noua metoda poate detecta eficient schimbarile de scena, a captarii imaginilor elimina problema detectarii schimbarior de scena chiar si in cazul aplicarii efectelor video ca fade-in, fade-out sau altele de acest gen. Se observa eficienta metodei in numarul mic de calcule care sunt necesare pentru detectarea schimbarilor de scena a capturii video si a flashlight-ului.

Metoda propusa

Definim intr-un GOP 3 subgrupuri de imagini SGOP ca 3 seturi de 4 cadre (PBBP, PBBI, IBBP) care sunt reprezentate de SGOP1, SGOP2, SGOP3