當前，我們正處在一個數據爆炸性增長的“大數據”時代，尤其是隨著網路頻寬的飛速增長和智慧手機等視頻拍攝工具的迅速普及，網路視頻的製作與傳播變得更加方便快捷，呈現出爆炸式的增長態勢，但如何在浩如煙海的網路視頻中準確快速的找到想要的視頻則無異於大海撈針。

　　近日，由中科院計算所、北京北緯通信公司、北京神州天脈公司共同完成的“大規模網路視頻處理與內容分析關鍵技術及應用”獲得2014年度北京市科學技術獎一等獎。該項目通過在高並行計算平臺上有效地整合多種國際領先的視頻樣例檢索與視頻語義概念識別方法，賦予了網路視頻智慧分析系統一雙“慧眼”，讓它成為能夠高速高精度分析與檢索網路視頻的“福爾摩斯”。

　　海量網路視頻的自動分析已勢在必行

　　在大數據時代，網際網路充斥著各類良莠不齊的資訊。尤其是一些含有色情、暴力或反動資訊的不良視頻不僅嚴重污染網路環境，更會成為別有用心者散佈反動資訊的溫床。從“日本核輻射空氣抵滬”的無稽之談、到“甬溫線動車事故29人失蹤”的以訛傳訛，都造成了極其惡劣的社會影響。這些不良視頻往往會通過虛假的文本標題來逃避基於文本分析的傳統安全監管，對海量網路視頻的視覺內容進行快速準確地自動分析與處理已勢在必行。

　　“該課題是在國家863計劃、北京市科技計劃支援下歷時12年開展系列研究並取得突破，建立了快速、準確、及時的網路視頻監管系統，並開展了大規模網路視頻處理與內容分析關鍵技術研究及應用。”課題負責人，中科院計算所研究員張勇東説。

　　為了促進網路視頻資訊消費的發展，同時加強網路視頻內容監管，保障網路視頻産業健康有序成長。中科院計算所與北緯通信公司成立聯合實驗室開展大規模網路視頻處理與內容分析關鍵技術研究，包括視頻編解碼優化與終端適配技術、大規模相似視頻檢測技術、大規模視覺語義概念檢測技術、網路視頻話題檢測與跟蹤技術和網路視頻數據採集技術。

　　基於關鍵技術研究成果，課題研製了三款應用系統平臺，包括手機視頻服務平臺（北緯通信公司主導研製）、網路視頻內容分析與監管系統平臺（中科院計算所主導研製）、基於眾核處理器的網路視頻分析處理加速卡（神州天脈公司主導研製）。

　　多項技術實現突破

　　俗話説：“一畫抵千字。”即使是一段很短的視頻，想要完整、準確的描述其中的所有視覺資訊，其數據量可以抵得上一部大部頭小説。由於視頻的數據量龐大，實際應用中首先需要進行壓縮編碼，需要時再解碼恢復出原視頻數據。由於終端類型多樣、網路頻寬不一，還需要進行視頻編碼數據的解析度、碼率、格式進行轉碼適配。高速的視頻解碼技術是將視頻內容分析技術推向實用的前提條件。

　　視頻數據的編解碼和轉碼適配，通常需要較高的計算開銷。為提高處理速度，針對視頻編解碼及轉碼的主要模組，包括殘差系數解碼，環路濾波，變換系數轉換等。為此，課題組發明瞭一系列快速的視頻編解碼優化方法，更好地滿足了實際應用對功耗和實時性的要求。為了有效利用頻寬，提高視頻編碼壓縮效率，提出了一種基於視覺特性的視頻編碼及轉碼方法，顯著提升在頻寬受限的條件下解碼重建視頻的主觀視覺品質。為了解決在異構終端環境下，視頻解碼播放的適應性問題，採用支援音視頻解碼自適應的方法，有效解決了在資源受限情況下終端播放器對音視頻編碼格式的限制問題。

　　“針對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。”張勇東説。

　　網路視頻豐富的用戶標簽，是用於視頻話題檢測與跟蹤的重要資訊。然而，這些標簽由用戶隨機標注，存在數據稀疏，噪聲大等特點，直接應用效果差，為此，課題組發明瞭一種全新的網路視頻話題檢測和跟蹤方法。通過提取時域連續的詞頻軌跡特徵和事件軌跡特徵，解決數據稀疏問題；基於軌跡特徵提取顯著詞，並基於顯著詞進行話題聚類，應對數據噪聲；通過基於全局最優路徑選擇的話題排序方法，不僅能提取內容熱點話題，還能挖掘出傳播熱點話題。

　　此外，為了滿足更精確的視頻資訊管理和檢索需求， 如何跨越語義鴻溝，使電腦像人一樣更好地理解視頻中的語義概念。課題組發明瞭一種適用於大規模網路數據的視覺語義概念訓練和檢測框架。在此框架下，結合特定規則，實現了特定標識、淫穢色情內容等視覺語義概念的高精度檢測。

　　為提升國家網際網路視音頻監管發揮重要作用

　　“目前，該課題面向網路視頻服務領域和網路視頻內容監管領域開展了成功的應用推廣。”張勇東説。

　　在國家網際網路視音頻監管應用上，課題組為國家研製了一套網際網路視頻流線上視頻內容分析與檢測系統，用於檢測有害視頻，已在一系列網路資訊安全重大專項任務中發揮了重要作用。

　　在手機視頻服務應用上，北緯公司負責研發了手機視頻服務系統，實現了動態實時視頻轉碼適配，對於網路頻寬的波動具有更好的適應性。並被中國移動和央視網選中，作為其合作運營的手機視頻服務的技術支撐平臺。據了解，本項目近三年的直接經濟效益達到1.2億元。

　　此外，課題組有效解決了大規模網路視頻分析與處理面臨的瓶頸問題。針對3大核心發明點，已取得授權專利19項，發表高水準論文60余篇，獲得國際會議最佳論文3篇，國際評測成績優秀。並以此為基礎，為國家網際網路視音頻監管應用提供關鍵技術和系統，為全面提升國家網際網路視音頻監管能力發揮重要作用，取得了良好的社會與經濟效益。