基于内容的视频检索技术及教学应用研究

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1、河南师范大学硕士学位论文基于内容的视频检索技术及教学应用研究姓名：冯运生申请学位级别：硕士专业：教育技术学指导教师：高宏卿20080501摘要随着计算机、多媒体和网络通信等信息技术的迅猛发展，数字视频正以势不可挡的力量改变着人们的学习、思维乃至整个生活方式。因此，迫切需要一种灵活、有效的方式来检索数字视频资源。传统的视频检索是基于关键词的检索，其描述能力有限、主观性强且需要手工标注，视频数据库建设成本高、周期长，检索单位只局限于电影或整场比赛，对于更小的视频片段，如一个场景或镜头，只能依靠传统的快进、快退等手段进行人工查找。这种检索方式费时、费力且不能满足用户对视频内容检索

2、的要求。为此，本文总结了基于内容的视频检索的优势和实现过程，介绍了层次数据模型、面向对象数据模型、代数数据模型、基于应用及生成的视频数据模型等成功应用于视频数据库的数据模型，并对镜头变换识别技术、关键帧提取技术、特征提取技术和镜头聚类技术等关键技术进行了分析和总结。为了证明基于内容视频检索的可行性，文章又对QBIC、VideoSTAR、代数视频系统、OVID等8个典型的检索系统，从数据模型、索引方式、主要功能、主要贡献及应用领域等方面进行了比较和总结；并针对检索系统的通用性不足，多媒体信息内容描述难，视频数据的存储不尽合理、方式单一以及视频语义自动提取较难等5个方面的问题，

3、结合具体的检索系统指出了相应的解决方案。现代技术环境下，人们不再局限于利用书本、课堂、电视、广播等传统的手段进行学习，通过网络利用计算机和手机进行灵活、自由的学习，已经成为众多人的首要选择。受传统教育的影响，我国的学习者对教师的依赖性较强，这样就使能够传播教师影像和声音的视频教材成为现代人学习的主要媒体。因此，如何开发出适应不同需求的视频教材，并实现高效检索，成为一个亟待解决的问题。为此，文章以视频教材为结合点，对基于内容的视频检索技术在教育教学中的应用作了一些尝试，思考了该技术对视频教材开发的启示，对于提高视频教材交互性的问题，提出了自己的看法。数字环境下，传统的电视教材

4、经过编码以后，可以通过网络传播，利用计算机硬盘、光盘存储，通过计算机播放呈现内容，已经突破了以往仅通过电视传播和呈现的单一方式。传统电视教材的概念已经不能完全涵盖数字环境下电视教材的内涵。基于此，本文把数字环境下的电视教材称为视频教材。视频教材的呈现形式是视频。因此，基于内容的视频检索技术也适合于对视频教材的检索。由于传统的电视教材大都是以课堂为单位开发的，基于一定的教学思想和教学方法。因此，传统的电视教材具有较强的整体性和封闭性。利用电视教材进行教和学，是一个单向的过程，缺乏交互，教师和学生不能根据需要改变信息呈现的速度和顺序。基于此，文章提出了视频教材外部交互和内部交互

5、的概念，指出了从微观的角度，以知识点为单位开发视频教材的思想。在数字环境下，利用基于内容视频检索技术和流媒体传输技术等，获得丰富的视频素材，再利用多媒体组合平台组合成视频教材，利用交互控件实现视频教材的外部交互，以提高视频教材交互性，并给出了交互模型。最后，从课堂教学和远程教学两方面分析了视频教材交互系统的应用并总结了视频教材的发展趋势。关键词：基于内容的检索，视频教材，交互性，数据模型，算法ABSTRACTWiththedramaticdevelopmentofinformationtechnologiessuchascomputertechnology，multimed

6、iatechnologyandnetworkcommunicationtechnologyetc．，themethodsofpeople’Sstudy，thinkingandlivinghavechangedgreatlywiththeeffectofdigitalvideo．Therefore，itisexigenttOretrievedigitalvideoflexiblyandeffectively．Traditionalvideoretrievalisbasedonkeywords．Theabilityofkeywords’descriptionislimited．

7、Andweneedlabeleveryvideomaterialmanually．Videodatabase’Scostishighandconstructingcycleislong．Theunitofretrievalislimitedtoawholecinemaormatch．IfweneedtOretrievesmallerunitsuchasonesceneoroneshot，wemustdependontraditionalfastsearch．Therefore，thewayoftraditional