支持语义的分布式视频检索系统的设计与实现

摘要

随着计算机处理能力、数字化设备、多媒体、数据库等技术的不断发展，以及互联网基础设施的改善，大量视频信息迅速产生。因此，如何进行分类、组织、索引以实现海量视频信息的快速检索，就成为人们迫切需要研究解决的问题。
　　 目前的视频检索技术主要分为三类：一是基于视频的标题、导演等文本标注和描述的元信息的视频检索技术；二是基于内容和图像的视频检索技术；三是基于语义的视频检索技术。但是，均未能跨越语义鸿沟并提取有效的视频语义特征。因此，在视频语义内容的机器理解尚未突破的情况下，在商业上最实用的视频索引仍然是在人工语义标注的基础上建立文本索引。随着MPEG-7的提出，使得可以使用结构化的文本形式来描述视频的元信息、低级特征和高级语义特征。
　　 为了实现支持语义的海量视频检索，本文设计和实现了一个基于MPEG-7的、支持语义的分布式视频检索系统：“语寻”，其中的主要研究内容如下：
　　 1)研制了一个改进的视频语义处理工具。该工具可以对视频进行自动的低级特征抽取、自动与半自动的文本标注以及人工的语义图标注，生成包含语义串信息的MPEG-7描述文件。
　　 2)提出了语义图查询的检索机制。利用人工标注的语义图来描述视频的内容，并将语义图串化生成的0级、1级、2级的关键字形式的语义串集建立倒排索引；查询时，利用语义图来描述用户的查询意图，通过0级、1级、2级的多层级的关键字形式的语义串查询匹配来实现语义图查询。
　　 3)提出了中文自然语言查询的检索机制。对文本标注信息进行中文自然语言的浅层语义分析和处理，生成语义图，并建立语义图的倒排索引；查询时，利用中文自然语言来描述用户的查询意图，通过中文自然语言的浅层语义分析生成的语义图的查询匹配来实现中文自然语言查询。
　　 4)提出了语义扩展查询的检索机制。查询时，通过对用户查询意图生成的关键字集进行同义词扩展和上位扩展来实现语义扩展查询。
　　 5)提出了Lucene的分布式改造方法。修改评分公式并建立分布式索引。
　　 目前，“语寻”系统已开发完毕，能够提供丰富的Web语义查询接口，包括关键字语义扩展查询，语义图查询以及中文自然语句查询；用户能够迅速地检索到语义相似的视频和片段，并且可以浏览点播；整个系统采用分布式架构，具备良好的可扩展性，并能够支持海量视频信息的索引和检索以及海量视频存储。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

第2章 相关技术

第3章 语义检索关键技术研究

第4章 “语寻”系统的总体设计

第5章 分布式检索子系统设计与实现

第6章 “语寻”系统测试

第7章 结束语

参考文献

致 谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果