一种基于关键帧的影音指纹生成方法

摘要

本发明公开了一种基于关键帧的影音指纹生成方法，首先通过基于最小顶点覆盖原理提取视频数据I帧中的多个关键帧，以此降低指纹的开销，然后利用I帧的DCT系数特性，选取关键帧直流系数x0和频率最小的N个低频交流系数x1，x2…，xN，通过量化编码生成一个N+1位的0/1序列，将关键帧的时间戳转换二进制序列，放置在N+1位的0/1序列前，构成该关键帧的M-1位的视频帧指纹。通过时间戳的匹配与同步性认证，利用异或运算的特性，将音、视频指纹合二为一进而产生影音指纹。此方法不仅实现了一种指纹同时认证多种媒体数据，而且大大缩小了指纹的开销，并对音视频节目的错播、误播、非法节目插播和篡改等问题具有一定的错误定位、检错修复能力。

主权项

一种基于关键帧的影音指纹生成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、基于最小顶点覆盖原理的关键帧提取对视频数据流进行解码，得到单个视频帧序列，然后，抽取其中的视频I帧，并将其作为无向图顶点；在无向图中，将顶点依据帧与帧之间的相似度进行连接，其边长与相似度成反比；对于无向图，进行以下处理：1.1)、首先将与其他视频I帧相似度为0的顶点归到顶点集合C，并从无向图中移除；1.2)、移除相似度低于设定值的边；1.3)、将无向图中所有的顶点用访问标志进行标记，初始值为未被访问；1.4)、计算所有顶点的度和邻接度，顶点的度表示与其连接的边数量，顶点的邻接度表示与其连接的所有顶点的度之和；1.5)、在无向图中，选取邻接度最大的顶点，然后根据其数量n将顶点集合C复制为n个，依次将n个邻接度最大的顶点放入这n个顶点集合C中；将无向图复制为n幅，对每一幅无向图移除一个邻接度最大的顶点，得到n个分别移除一个邻接度最大顶点的无向图，同时，在这n个无向图中，原来与邻接度最大顶点连接的顶点标记为已被访问，移除与邻接度最大顶点连接的所有边；1.6)、对n个无向图，进行步骤1.4)相同的处理，直到无向图中，所有的顶点均被标记为已被访问时为止，得到m个顶点集合Ci，i＝1，2…，m；1.7)、依次选择顶点集合Ci以外的各个顶点与顶点集合Ci内各点之间的最大相似度并求和，得到各个顶点集合Ci的求和Sum值，其中Sum值最大的顶点集合Ci中的顶点即为关键帧；(2)、视频帧指纹的生成2.1)、对于每一关键帧，在其压缩域提取到该帧的DCT系数，选取其直流系数x0和频率最小的N个低频交流系数x1，x2…，xN，然后对这些系数进行量化编码，得到二进制码序列Ai；2.2)、将该关键帧的时间戳转换二进制序列，放置在二进制码序列Ai的头部，构成该关键帧的M‑1位的视频帧指纹；(3)、影音指纹的合成3.1)、首先对每帧音频数据进行快速傅里叶变换，得到对应的一系列频域值，并将音频频段划分成M个不重叠的频带，计算频域值落入各个频带中的数量；然后，计算相邻帧之间落入各个频带中频域值数量的差值，并量化为0或1，得到M‑1位的音频帧指纹；3.2)、对应每一视频帧指纹，利用其时间戳找到同步的音频帧指纹，然后通过异或运算将两者合二为一生成该时间戳对应的影音指纹；3.3)、按照时间顺序，将不同时间对应的影音指纹有序排列，构成整段音视频数据对应的影音指纹。