Ταχείες τεχνικές αναζήτησης βίντεο

Abstract

The thesis examines the direct video search problem, which is about the usage of a video clip in order to find the original video from which it has been taken. Direct video search has several applications, as for copyright protection, recognition of same videos, market research, etc. The most important problems of direct video search are the indexing and search speed, especially when the video has been compressed with some state of the art video compression protocols. In that particular case, extracting the usual indexing characteristics is difficult and time consuming. Another problem is the flexibility of search in case the video has underlined changes (in quality or in analysis). Three direct video search techniques are proposed: probability search, database search and intra macroblock search. The probability search is based upon a probability model that describes the number of differences in recognised shot cuts between two variations of the same video or in two different videos. The database search is based on the automated query creation on a database based on the shot cut positions of the video clip. Finally, the intra macroblock search examines the characteristics of the video macroblocks for the search. The main point of these techniques is that they use simple characteristics for search, something that makes them very fast both in indexing and search and flexible in common video changes. These techniques are implemented in real systems and the speed and the flexibility of the video proposed search techniques is examined through several experiments. The results that are derived by these experiments prove that the proposed techniques resolve the most important problems of the field.

Η διατριβή πραγματεύεται το πρόβλημα της ευθείας αναζήτησης βίντεο, δηλαδή τη χρήση ενός αποσπάσματος για να βρεθεί το βίντεο από το οποίο αυτό προέρχεται. Η ευθεία αναζήτηση βίντεο έχει διάφορες εφαρμογές, για παράδειγμα για προστασία πνευματικών δικαιωμάτων, αναγνώριση όμοιων βίντεο, έρευνα αγοράς κοκ. Τα σημαντικότερα προβλήματα της ευθείας αναζήτησης βίντεο είναι: Η ταχύτητα δεικτοδότησης και αναζήτησης του βίντεο και η ευελιξία της αναζήτησης. Η ταχύτητα δεικτοδότησης και αναζήτησης του βίντεο είναι ένα πολύ σημαντικό πρόβλημα, το οποίο και επιδεινώνεται όταν το βίντεο έχει υποστεί συμπίεση με κάποιο νεώτερο πρωτόκολλο συμπίεσης βίντεο οπότε είναι αρκετά χρονοβόρα και δύσκολη η εξαγωγή των συνηθισμένων χαρακτηριστικών του βίντεο που χρησιμοποιούνται στην αναζήτηση. Ομοίως, είναι σημαντικό η αναζήτηση να είναι ευέλικτη σε τυχόν αλλαγές που μπορεί να υποστεί κάποιο βίντεο, για παράδειγμα αν αλλάξει η ποιότητα του ή η ανάλυση του. Προτείνονται τρεις τεχνικές αναζήτησης βίντεο: Η αναζήτηση με πιθανότητες, η αναζήτηση με βάση δεδομένων και η αναζήτηση με intra macroblock. Η αναζήτηση με πιθανότητες βασίζεται σε ένα πιθανοτικό μοντέλο που περιγράφει τον αριθμό των διαφορών στις αλλαγές πλάνου που θα αναγνωριστούν σε δύο παραλλαγές του ίδιου βίντεο ή σε δύο διαφορετικά βίντεο. Η αναζήτηση με βάση δεδομένων βασίζεται στην αυτοματοποιημένη δημιουργία ερωτημάτων προς μια βάση δεδομένων για να βρεθεί το υποψήφιο βίντεο με βάση τις αλλαγές πλάνου ενός αποσπάσματος. Τέλος, η αναζήτηση με intra macroblock εξετάζει τα χαρακτηριστικά των macroblock του βίντεο για να κάνει την αναζήτηση. Κύριο σημείο αυτών των τεχνικών είναι ότι χρησιμοποιούν απλά χαρακτηριστικά για την αναζήτηση, κάτι που τις κάνει πολύ γρήγορες τόσο κατά τη δεικτοδότηση όσο και κατά την αναζήτηση αλλά και αρκετά ευέλικτες στις συνήθεις αλλαγές που μπορεί να υποστεί κάποιο βίντεο. Οι τεχνικές αυτές υλοποιούνται σε πραγματικά συστήματα και, μέσω αρκετών πειραμάτων εξετάζεται τόσο η ταχύτητα τους όσο και η ευελιξία τους στην εύρεση βίντεο. Τα πειραματικά αποτελέσματα αποδεικνύουν ότι οι τεχνικές που προτείνονται επιλύουν τα σημαντικότερα προβλήματα της ευθείας αναζήτησης βίντεο.