當(dāng)前，我們正處在一個(gè)數(shù)據(jù)爆炸性增長(zhǎng)的“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，尤其是隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的飛速增長(zhǎng)和智能手機(jī)等視頻拍攝工具的迅速普及，網(wǎng)絡(luò)視頻的制作與傳播變得更加方便快捷，呈現(xiàn)出爆炸式的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但如何在浩如煙海的網(wǎng)絡(luò)視頻中準(zhǔn)確快速的找到想要的視頻則無(wú)異于大海撈針。

　　近日，由中科院計(jì)算所、北京北緯通信公司、北京神州天脈公司共同完成的“大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻處理與內(nèi)容分析關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得2014年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目通過(guò)在高并行計(jì)算平臺(tái)上有效地集成多種國(guó)際領(lǐng)先的視頻樣例檢索與視頻語(yǔ)義概念識(shí)別方法，賦予了網(wǎng)絡(luò)視頻智能分析系統(tǒng)一雙“慧眼”，讓它成為能夠高速高精度分析與檢索網(wǎng)絡(luò)視頻的“福爾摩斯”。

　　海量網(wǎng)絡(luò)視頻的自動(dòng)分析已勢(shì)在必行

　　在大數(shù)據(jù)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)充斥著各類良莠不齊的信息。尤其是一些含有色情、暴力或反動(dòng)信息的不良視頻不僅嚴(yán)重污染網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，更會(huì)成為別有用心者散布反動(dòng)信息的溫床。從“日本核輻射空氣抵滬”的無(wú)稽之談、到“甬溫線動(dòng)車事故29人失蹤”的以訛傳訛，都造成了極其惡劣的社會(huì)影響。這些不良視頻往往會(huì)通過(guò)虛假的文本標(biāo)題來(lái)逃避基于文本分析的傳統(tǒng)安全監(jiān)管，對(duì)海量網(wǎng)絡(luò)視頻的視覺(jué)內(nèi)容進(jìn)行快速準(zhǔn)確地自動(dòng)分析與處理已勢(shì)在必行。

　　“該課題是在國(guó)家863計(jì)劃、北京市科技計(jì)劃支持下歷時(shí)12年開(kāi)展系列研究并取得突破，建立了快速、準(zhǔn)確、及時(shí)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)管系統(tǒng)，并開(kāi)展了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻處理與內(nèi)容分析關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用?！闭n題負(fù)責(zé)人，中科院計(jì)算所研究員張勇東說(shuō)。

　　為了促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)視頻信息消費(fèi)的發(fā)展，同時(shí)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)容監(jiān)管，保障網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)業(yè)健康有序成長(zhǎng)。中科院計(jì)算所與北緯通信公司成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻處理與內(nèi)容分析關(guān)鍵技術(shù)研究，包括視頻編解碼優(yōu)化與終端適配技術(shù)、大規(guī)模相似視頻檢測(cè)技術(shù)、大規(guī)模視覺(jué)語(yǔ)義概念檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)視頻話題檢測(cè)與跟蹤技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)采集技術(shù)。

　　基于關(guān)鍵技術(shù)研究成果，課題研制了三款應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)，包括手機(jī)視頻服務(wù)平臺(tái)（北緯通信公司主導(dǎo)研制）、網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)容分析與監(jiān)管系統(tǒng)平臺(tái)（中科院計(jì)算所主導(dǎo)研制）、基于眾核處理器的網(wǎng)絡(luò)視頻分析處理加速卡（神州天脈公司主導(dǎo)研制）。

　　多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破

　　俗話說(shuō)：“一畫(huà)抵千字?！奔词故且欢魏芏痰囊曨l，想要完整、準(zhǔn)確的描述其中的所有視覺(jué)信息，其數(shù)據(jù)量可以抵得上一部大部頭小說(shuō)。由于視頻的數(shù)據(jù)量龐大，實(shí)際應(yīng)用中首先需要進(jìn)行壓縮編碼，需要時(shí)再解碼恢復(fù)出原視頻數(shù)據(jù)。由于終端類型多樣、網(wǎng)絡(luò)帶寬不一，還需要進(jìn)行視頻編碼數(shù)據(jù)的分辨率、碼率、格式進(jìn)行轉(zhuǎn)碼適配。高速的視頻解碼技術(shù)是將視頻內(nèi)容分析技術(shù)推向?qū)嵱玫那疤釛l件。

　　視頻數(shù)據(jù)的編解碼和轉(zhuǎn)碼適配，通常需要較高的計(jì)算開(kāi)銷。為提高處理速度，針對(duì)視頻編解碼及轉(zhuǎn)碼的主要模塊，包括殘差系數(shù)解碼，環(huán)路濾波，變換系數(shù)轉(zhuǎn)換等。為此，課題組發(fā)明了一系列快速的視頻編解碼優(yōu)化方法，更好地滿足了實(shí)際應(yīng)用對(duì)功耗和實(shí)時(shí)性的要求。為了有效利用帶寬，提高視頻編碼壓縮效率，提出了一種基于視覺(jué)特性的視頻編碼及轉(zhuǎn)碼方法，顯著提升在帶寬受限的條件下解碼重建視頻的主觀視覺(jué)質(zhì)量。為了解決在異構(gòu)終端環(huán)境下，視頻解碼播放的適應(yīng)性問(wèn)題，采用支持音視頻解碼自適應(yīng)的方法，有效解決了在資源受限情況下終端播放器對(duì)音視頻編碼格式的限制問(wèn)題。

　　“針對(duì)QCIF、CIF和HD視頻序列，在保證率失真性能的情況下，我們與主流的wavfront和PLPM方法相比，分別可取得平均5—8和4—6倍加速?！睆堄聳|說(shuō)。

　　網(wǎng)絡(luò)視頻豐富的用戶標(biāo)簽，是用于視頻話題檢測(cè)與跟蹤的重要信息。然而，這些標(biāo)簽由用戶隨機(jī)標(biāo)注，存在數(shù)據(jù)稀疏，噪聲大等特點(diǎn)，直接應(yīng)用效果差，為此，課題組發(fā)明了一種全新的網(wǎng)絡(luò)視頻話題檢測(cè)和跟蹤方法。通過(guò)提取時(shí)域連續(xù)的詞頻軌跡特征和事件軌跡特征，解決數(shù)據(jù)稀疏問(wèn)題；基于軌跡特征提取顯著詞，并基于顯著詞進(jìn)行話題聚類，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)噪聲；通過(guò)基于全局最優(yōu)路徑選擇的話題排序方法，不僅能提取內(nèi)容熱點(diǎn)話題，還能挖掘出傳播熱點(diǎn)話題。

　　此外，為了滿足更精確的視頻信息管理和檢索需求， 如何跨越語(yǔ)義鴻溝，使計(jì)算機(jī)像人一樣更好地理解視頻中的語(yǔ)義概念。課題組發(fā)明了一種適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的視覺(jué)語(yǔ)義概念訓(xùn)練和檢測(cè)框架。在此框架下，結(jié)合特定規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了特定標(biāo)識(shí)、淫穢色情內(nèi)容等視覺(jué)語(yǔ)義概念的高精度檢測(cè)。

　　為提升國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)視音頻監(jiān)管發(fā)揮重要作用

　　“目前，該課題面向網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)領(lǐng)域和網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)容監(jiān)管領(lǐng)域開(kāi)展了成功的應(yīng)用推廣。”張勇東說(shuō)。

　　在國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)視音頻監(jiān)管應(yīng)用上，課題組為國(guó)家研制了一套互聯(lián)網(wǎng)視頻流在線視頻內(nèi)容分析與檢測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)有害視頻，已在一系列網(wǎng)絡(luò)信息安全重大專項(xiàng)任務(wù)中發(fā)揮了重要作用。

　　在手機(jī)視頻服務(wù)應(yīng)用上，北緯公司負(fù)責(zé)研發(fā)了手機(jī)視頻服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼適配，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬的波動(dòng)具有更好的適應(yīng)性。并被中國(guó)移動(dòng)和央視網(wǎng)選中，作為其合作運(yùn)營(yíng)的手機(jī)視頻服務(wù)的技術(shù)支撐平臺(tái)。據(jù)了解，本項(xiàng)目近三年的直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到1.2億元。

　　此外，課題組有效解決了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻分析與處理面臨的瓶頸問(wèn)題。針對(duì)3大核心發(fā)明點(diǎn)，已取得授權(quán)專利19項(xiàng)，發(fā)表高水平論文60余篇，獲得國(guó)際會(huì)議最佳論文3篇，國(guó)際評(píng)測(cè)成績(jī)優(yōu)秀。并以此為基礎(chǔ)，為國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)視音頻監(jiān)管應(yīng)用提供關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)，為全面提升國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)視音頻監(jiān)管能力發(fā)揮重要作用，取得了良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。