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随着数码设备的普及和互联网技术的发展,视频资源数量呈现海量式增长。人们不再满足于传统单一线性的视频信息利用方式,这对有效地检索信息、快速获得视频主要内容以及高效的浏览也提出了更高的要求。研究者们开始研究在传统的视频观看方式中融入各种交互技术以满足视频应用的发展。可视分析(Visual Analytics)是一门通过交互可视界面来进行分析、推理和决策的交叉学科。人们通过使用可视分析的工具和技术,从海量、动态、不确定甚至包含内容冲突的数据中整合信息,获取更深层的理解。针对视频内容的可视分析从大量的视频内容中获取关键信息,以通俗易懂,简单明了的方式呈现给用户,从不同角度向用户阐述视频内容,并提供自然直观的交互方式帮助用户快速、有效地理解视频内容。 本文主要围绕视频内容的呈现方式和草图交互技术展开研究,给出了面向运动对象的三维轨迹可视化与关联分析方法以及面向对象、事件以及场景的基于地图隐喻的视频内容可视分析方法。以监控视频内运动目标为例,通过提取监控视频内的运动目标轨迹,并结合轨迹的时空信息将其在三维空间内进行可视化展示,给出草图化的场景帮助用户跨场景的分析各运动目标之间的关联关系,能够基于人工预设的主动规则对频繁出没、非正常时间出现等异常现象进行预警。基于地图隐喻的视频内容可视分析方法,将地图的可视形态应用于视频内容呈现能够有效地改善当前视频内容的描述及表示方式单一的现状,支持视频内容的关联关系表达。开发了基于地图布局的视频内容分析和浏览原型系统。实现了对视频内容自然、高效地交互与可视分析。 本文主要研究成果包括: (1)基于草图交互的运动轨迹呈现与分析:研究运动轨迹的三维可视分析方法,采用草图化的场景信息提供跨场景的运动轨迹关联分析。结合运动物体的时空信息建立关联模型,并基于人工预设的主动规则对监控视频进行异常现象预警。 (2)可视元素映射及布局算法:通过预定义视频内容结构,将视频内容分解为对象、事件、场景及其关联关系。并基于地图隐喻,将其与地图上的地标点、区域块、各种道路类型等进行映射;研究基于遗传算法的视频事件点的布局排列算法,采用地图寻路的方式实现关联关系查询功能,实现多场景之间的关联信息统计分析。 (3)面向视频浏览的草图交互技术:针对视频内容的特点融入草图交互技术,如对运动轨迹的手势编辑操作、基于地图浏览方式的语义放缩等。让用户以自然高效的方式进行交互,更利于用户清晰表达自身的需求。 (4)设计并实现原型系统:在以上研究的基础上,设计并开发了面向运动对象的三维轨迹可视分析系统和基于地图隐喻的视频内容可视分析原型系统。