CN105868680A - 台标分类方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台标分类方法及装置，涉及信息识别技术领域，所述方法包括：获取包括台标的台标区域；根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，以获得所述台标的分类结果。本发明不再直接采用图像匹配算法，而是根据台标区域的长宽比、灰度和颜色对台标进行分类，以获得台标的分类结果，能够在台标识别时，通过分类结果进行识别，提高了台标的匹配准确率和匹配效率。

Description

台标分类方法及装置

技术领域

本发明涉及信息识别技术领域，特别涉及一种台标分类方法及装置。

背景技术

随着互联网浪潮的冲击，现代电视朝着智能电视的趋势发展。现代电视(尤其是超级电视)，包含大量点播视频、直播节目，绝大多数的电视节目保留了节目出品方的台标。识别台标将有效实现节目单功能，理解用户喜好，实现增值服务的投放。

央视台具有传播新闻、社会教育、文化娱乐、信息服务等多种功能，是中国重要的思想文化阵地，是当今中国最具竞争力的主流媒体之一。央视台作为现代电视中最常见、收看率极高的电视台之一，其台标的识别在整体的台标技术中占据重要位置。央视台识别的基础则是判断某台标是否央视台标，设计筛选规则进行分类处理。

现有的台标识别技术大多并未将央视台、卫视台、地方台进行多样性识别，一般没有设计央视台筛选分类方法，而是直接采用图像匹配算法，导致匹配准确率和匹配效率较低。为弥补现有方案的不足，需要设计一种台标分类方法。

发明内容

本发明实施例提供一种台标分类方法及装置，用以解决现有技术中匹配准确率和匹配效率较低的缺陷。

本发明实施例提供一种台标分类方法，所述方法包括：

获取包括台标的台标区域；

根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，以获得所述台标的分类结果。

本发明实施例提供一种台标分类装置，所述装置包括：

区域获取单元，用于获取包括台标的台标区域；

台标分类单元，用于根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，以获得所述台标的分类结果。

本发明不再直接采用图像匹配算法，而是根据台标区域的长宽比、灰度和颜色对台标进行分类，以获得台标的分类结果，能够在台标识别时，通过分类结果进行识别，提高了台标的匹配准确率和匹配效率。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的台标分类方法的流程图；

图2是本发明一种实施方式的台标分类方法的流程图；

图3是央视5台台标的示意图；

图4是重庆卫视台标的示意图；

图5是北京卫视台标的示意图；

图6是图3所示台标的灰度图；

图7是图4所示台标的灰度图；

图8是图5所示台标的灰度图；

图9是对图6所示台标的area4～area7子块的示意图；

图10是对图7所示台标的area4～area7子块的示意图；

图11是对图8所示台标的area4～area7子块的示意图；

图12是本发明一种实施方式的台标分类装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明一种实施方式的台标分类方法的流程图；参照图1，所述方法包括：

S101：获取包括台标的台标区域；

需要说明的是，所述台标区域即为仅包括台标的区域。

可理解的是，所述台标区域可通过多种方式进行提取，为了防止随机噪声、画面噪声等噪声对台标识别的影响，本实施方式中，通过以下步骤获取台标区域：

(1)从包括台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列；

根据先验知识，台标基本全部位于视频帧图像的左上角(当然，若处于其他位置，也可根据需要进行适应性调整即可)，因此台标检测时，只需提取固定的左上角区域(即预设区域)作为台标检测区域即可。现有技术一般按照最优区域规则(GSR)获取台标区域，本实施方式与现有技术不同之处在于：(1)计算所有台标在各视频帧图像中有效识别的比例位置；(2)计算所有比例位置的最大范围作为台标区域分割的区域。以1920*1080的视频为例，台标分割区域为——行开始位置80(1/24)，列开始位置40(1/27)，行宽450(15/64)，列宽180(1/6)，当然，所述比例位置可根据需要进行适当调整，本实施方式对此不加以限制。

为消除图像中无关的信息、恢复或增强有用的相关信息，提高特征的可检测性，最大限度地简化数据，以确保识别的可靠性，本实施方式中，可对各视频帧图像进行预处理，所述预处理包括：区域分割、灰度化和图像增强中的至少一种，当然，还可包括其他处理过程，本实施方式对此不加以限制。

所述预处理可采用公式Gray＝0.33R+0.59G+0.11B进行灰度化，当然，也可通过三通道平均值法或三通道最大值法等方式替代，其中，Gray为像素的灰度值，R为像素的红色分量，G为像素的绿色分量，B为像素的蓝色分量。

所述图像增强的目的是突出台标区域有效信息，如图标、文字、数字等，图像增强采用0～255灰度级的灰度拉伸，也可用直方图变换法替代。

(2)对各视频帧图像进行边缘提取；

可理解的是，边缘是图像灰度变化剧烈之处，边缘提取是台标识别的关键，边缘的完整程度直接影响台标识别结果，当然，边缘提取的方法有很多，如Canny、LOG、Sobel、拉普拉斯算子法等。综合考虑去噪、边缘完整性、边缘定位精度等要求，本实施方式中采用Canny边缘检测方法。

在具体实现中，Canny边缘检测方法的参数设置为：弱边缘阈值50，强边缘阈值200，当然，也可根据需要进行适当浮动，例如，阈值在±10的范围内进行浮动。

(3)将各视频帧图像的边缘进行合成；

在具体实现中，可根据所述视频帧图像的数量来确定对应的预设图像阈值，再根据所述各边缘点在视频帧图像的数量是否低于所述预设图像阈值来判断是否保留该边缘点。

也就是说，预先建立视频帧图像的数量与预设图像阈值之间的对应关系，根据所述视频帧图像的数量查找对应关系，以确定对应的预设图像阈值，在具有各边缘点在视频帧图像的数量低于所述预设图像阈值时，不保留该边缘点，在各边缘点在视频帧图像的数量高于等于所述预设图像阈值时，保留该边缘点。

下面以一个具体的实施例来说明将各视频帧图像的边缘进行合成，但不限定本发明的保护范围：设N为视频帧图像的数量，X为预设图像阈值。

当N＝6时，相应地，X＝4，也就是说，只有边缘点在4个以上(包括4)的视频帧图像中存在时才保留，若边缘点在3个以下(包括3)的视频帧图像中存在时则舍弃；

当6>N>3时，相应地，X＝3，也就是说，只有边缘点在3个以上(包括3)的视频帧图像中存在时才保留，若边缘点在2个以下(包括2)的视频帧图像中存在时则舍弃；

当N≤3时，相应地，X＝N，也就是说，只有边缘点在所有视频帧图像中存在时才保留，其他情况均舍弃。

当然，所述对应关系中的参数可根据图像的分辨率进行调整，本实施方式对此不加以限制。

由于边缘噪声、黑边和非必要文字等均会对识别准确率造成影响，为进一步提高识别准确率，可合成的边缘进行优化处理，本实施方式中，所述优化处理包括：边缘噪声删除、黑边去除和非必要文字删除中的至少一种。

(4)获取合成的边缘的最小外接矩阵；

(5)按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得台标区域。

S102：根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，以获得所述台标的分类结果。

研究发现，央视台标相对卫视台标、地方台标的特点和差异发现：(1)长宽比差异，央视台标的长宽比(长：竖直方向长度；宽：水平方向宽度)普遍明显小于其他台标；(2)央视台标的彩色图有广泛的白色像素特征，尤其表现在左侧2/3处；(3)央视台标灰度图分块后，子块之间满足灰度接近的相关约束，如均值、方差等。

故而，可通过所述台标区域的长宽比、灰度和颜色的不同来对所述台标进行分类。

本实施方式不再直接采用图像匹配算法，而是根据台标区域的长宽比、灰度和颜色对台标进行分类，以获得台标的分类结果，能够在台标识别时，通过分类结果进行识别，提高了台标的匹配准确率和匹配效率。

图2是本发明一种实施方式的台标分类方法的流程图；参照图1，所述方法包括：

S201：获取包括台标的台标区域；

步骤S201与图1所示的实施方式的步骤S101相同，在此不再赘述。

S202：判断所述台标区域的长宽比是否超过预设长宽比，在超过预设长宽比时，将所述台标的分类结果设为非央视台；在超过预设长宽比时，判断所述台标区域的灰度和颜色是否满足预设条件，在满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为央视台；在不满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为非央视台。

可理解的是，长宽比是台标最直接的特征之一。所述台标区域中湖南卫视、东方卫视等台标只剩下圆形、椭圆形台标，长宽比较小。央视台(即CCTV)等电视台台标的长宽比明显大于这些卫视台台标的长宽比。从而，将长宽比作为粗筛选条件。计算长宽比的方法为：计算台标区域A的长度H和宽度W，长宽比ratio＝W/H。

央视台标的ratio通过在0.3以下，所以构建的粗筛选条件即为：ratio<0.3。但是，内蒙古卫视、重庆卫视、北京卫视等卫视台(包括该卫视的地方台)台标的ratio均在0.3以下，故而，可通过长宽比筛选后，再通过灰度和颜色进行再次筛选。

通过灰度和颜色进行再次筛选时，可根据以下判断条件进行分类，也就是说，设置以下用于判断的预设条件进行分类：

(1)所述台标区域左上角的第一预设范围内的红色分量和所述台标区域右下角的第二预设范围内的红色分量的均值小于预设红色分量。

如图3～5所示，考虑重庆卫视、北京卫视等卫视与央视台标的区别。将台标区域按行*列分为5*3子块(当然，也可通过6*3或4*3等方式进行分块)，提取左上角的第一个子块area1和右下角的第一个子块area2。央视台和重庆卫视、北京卫视等在这两个区域的红色分布截然不同。图2所示的图均为视频帧图像截取的区域图像，且央视台标的左侧突出部分在S201被去除。综合干扰台标和央视台标的颜色特征，构建条件1(即Condition1)——area1和area2的红色均值小于150。

(2)所述台标区域左侧第三预设范围内的灰度均值小于预设灰度值。

考虑Condition1的容错性和央视台标半透明的特点，取子块area3。以台标区域的宽度方向50个像素为标准，取台标区域最左8列像素(即宽的4/25)构成area3。图6～8给出了图3～5的灰度图像。分析干扰台标和央视台标在area3的灰度差异，构建条件2(Condition2)——area3的灰度均值小于100。

可理解的是，可通过三通道经典合成法Gray＝0.33R+0.59G+0.11B来获得灰度图像，也可通过三通道最大值法、三通道平均值法等，本实施方式对此不加以限制。

(3)将所述台标区域分割为至少4个部分，分割后的预设部分之间的像素均值的绝对差不超过预设绝对差；

由于Condition1和Condition2只包含了各子块的自身信息，需将约束扩展至子块间的关系。分析发现，台标区域中的文字、数字像素主要位于台标区域的后1/3列。为此，将台标区域按照行*列分为2*3子块(当然，也可通过3*3等方式进行分块)，取前2*2子块分别表示为area4、area5、area6和area7。图9～11中，相互垂直的线条将图像分为四个子块，可以发现4个子块的像素均值均有不同。多样本严格计算发现，央视台标在这4个子块处基本如下条件：

条件3(Condition3)——area4、area5、area6和area7的均值之绝对差不超过100。

(4)分割后的预设部分之间的像素均值的方差不超过预设方差。

也就是说，4个子块的像素均值的方差均有不同，故而，央视台标在这4个子块处满足如下条件：

条件4(Condition4)——area4、area5、area6和area7的均值序列之方差不超过1600。

某台标样本同时满足以上Condition1～Condition4时，可将其分类为央视台标，否则分类为非央视台标。上述条件同时判断时，准确率最高，实验证明，缺少任意一项条件均会提高多样本分类的错误率。

对于本实施方式的方法基于多样本的央视台、卫视台、地方台，完成了分类的蒙特卡洛试验。表1给出了台标的分类正确率和错误率。遍历识别时间较短且差异不大，均在2s左右。

表1显示，分类正确率在95％以上，体现了分类规则的高精度、稳定性。分析发现，产生样本分类错误的原因有：

(1)电视视频尺寸被拉伸或压缩，导致难以得到完整而不冗余的台标区域。

(2)央视台标半透明，输入的视频帧图像在条件子块(构建Conditon1～Conditon4时考察的子块)恰好包含了红色背景或者干扰目标。

(3)视频帧图像的饱和度、色调的影响，某些条件子块被干扰。

表1典型电视台台标的平均识别时间

电视台	“央视台标”类概率	“非央视台标”类概率
			CCTV	98.4％	1.6％
卫视台	4.5％	95.5％
			地方台	3.8％	96.2％

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

图12是本发明一种实施方式的台标分类装置的结构框图；参照图12，所述装置包括：

区域获取单元1201，用于获取包括台标的台标区域；

台标分类单元1202，用于根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，以获得所述台标的分类结果。

在本发明的一种可选实施例中，所述区域获取单元，进一步用于从包括台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列，对各视频帧图像进行边缘提取，将各视频帧图像的边缘进行合成，获取合成的边缘的最小外接矩阵，按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得包括台标的台标区域。

在本发明的一种可选实施例中，所述装置还包括：

预处理单元，用于去除所述提取的边缘中的噪声和非必要文字。

在本发明的一种可选实施例中，所述台标分类单元，进一步用于判断所述台标区域的长宽比是否超过预设长宽比，在超过预设长宽比时，将所述台标的分类结果设为非央视台；在超过预设长宽比时，判断所述台标区域的灰度和颜色是否满足预设条件，在满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为央视台；在不满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为非央视台。

在本发明的一种可选实施例中，所述预设条件包括：

所述台标区域左上角的第一预设范围内的红色分量和所述台标区域右下角的第二预设范围内的红色分量的均值小于预设红色分量；

和/或，

所述台标区域左侧第三预设范围内的灰度均值小于预设灰度值；

和/或，

将所述台标区域分割为至少4个部分，分割后的预设部分之间的像素均值的绝对差不超过预设绝对差；

和/或，

分割后的预设部分之间的像素均值的方差不超过预设方差。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

应当注意的是，在本发明的装置的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上实施例仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种台标分类方法，其特征在于，所述方法包括：

获取包括台标的台标区域；

根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，以获得所述台标的分类结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取台标区域，进一步包括：

从包括台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列，对各视频帧图像进行边缘提取，将各视频帧图像的边缘进行合成，获取合成的边缘的最小外接矩阵，按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得包括台标的台标区域。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类之前，所述方法还包括：

去除所述台标区域中的噪声和非必要文字。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，进一步包括：

判断所述台标区域的长宽比是否超过预设长宽比，在超过预设长宽比时，将所述台标的分类结果设为非央视台；

在超过预设长宽比时，判断所述台标区域的灰度和颜色是否满足预设条件，在满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为央视台；在不满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为非央视台。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：

所述台标区域左上角的第一预设范围内的红色分量和所述台标区域右下角的第二预设范围内的红色分量的均值小于预设红色分量；

和/或，

所述台标区域左侧第三预设范围内的灰度均值小于预设灰度值；

和/或，

将所述台标区域分割为至少4个部分，分割后的预设部分之间的像素均值的绝对差不超过预设绝对差；

和/或，

分割后的预设部分之间的像素均值的方差不超过预设方差。

6.一种台标分类装置，其特征在于，所述装置包括：

区域获取单元，用于获取包括台标的台标区域；

台标分类单元，用于根据所述台标区域的长宽比、灰度和颜色对所述台标进行分类，以获得所述台标的分类结果。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述区域获取单元，进一步用于从包括台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列，对各视频帧图像进行边缘提取，将各视频帧图像的边缘进行合成，获取合成的边缘的最小外接矩阵，按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得包括台标的台标区域。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

预处理单元，用于去除所述提取的边缘中的噪声和非必要文字。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述台标分类单元，进一步用于判断所述台标区域的长宽比是否超过预设长宽比，在超过预设长宽比时，将所述台标的分类结果设为非央视台；在超过预设长宽比时，判断所述台标区域的灰度和颜色是否满足预设条件，在满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为央视台；在不满足预设条件时，将所述台标的分类结果设为非央视台。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预设条件包括：

所述台标区域左上角的第一预设范围内的红色分量和所述台标区域右下角的第二预设范围内的红色分量的均值小于预设红色分量；

和/或，

所述台标区域左侧第三预设范围内的灰度均值小于预设灰度值；

和/或，

将所述台标区域分割为至少4个部分，分割后的预设部分之间的像素均值的绝对差不超过预设绝对差；

和/或，

分割后的预设部分之间的像素均值的方差不超过预设方差。