为视频自动选择缩略图

我们都听说过YouTube使用深度学习为用户视频选择代表性缩略图。但是有没有人尝试过在tensorflow上成功实现这一功能呢?

我确实找到了https://github.com/yahoo/hecate,它声称可以做到这一点,但我对结果不太满意。实际上,我使用ffmpeg提取关键帧,然后计算颜色分布来选择“最佳”图像,效果更好。

但我很想知道是否有人使用更“智能”的算法做得更好。


回答:

我想明确告诉提问者,这个回答并不代表对方法的正式描述,而是以一种直观的方式描述可能的方法。

假设一个视频由n帧组成,每一帧都可以表示为一个3D张量(高度,宽度,通道)。可以使用卷积神经网络(CNNs)为每一帧生成一个潜在表示。

一个视频可以表示为一系列帧(f_1, f_2, …, f_n)。最适合序列建模的神经网络架构是循环神经网络(RNNs)。我们可以使用RNNs来编码由CNN生成的视频帧序列的潜在表示。之后,你将为RNN生成的每一帧得到一个潜在表示(f_1, f_2, …, f_n),这些表示直接依赖于前面的表示(这是RNNs的一个众所周知的特性)。

正如最近发布的Youtube-8M数据集中所示,每个视频都关联了高质量的缩略图,因此你可以将它们用作目标。特别是,考虑到RNN在帧序列上生成的潜在表示,你可以生成一个上下文向量c,其生成方式如下:

alpha = softmax(FNN(f_1), FNN(f_2), ..., FNN(f_n))c = f_1 * alpha_1 + f_2 * alpha_2 + ... + f_n * alpha_n

其中FNN是一个前馈神经网络,它接收帧f_i的潜在表示f_i并生成一个分数,代表其在当前序列中的重要性。我们可以利用上下文向量c来预测视频中最合适的帧。

在我看来,定义网络应解决的最小化问题的损失函数有两种可能的策略。第一种比第二种更简单。我简要描述如下:

  • 预测缩略图索引:通过利用上下文向量c,我们可以训练网络预测一个整数值,该值表示所选帧的位置,通过最小化生成索引与目标索引之间的交叉熵损失来实现;
  • 重构误差:通过利用上下文向量c,我们可以训练网络生成一个新图像,通过最小化模型生成的图像与目标图像之间的重构误差来实现。

我实际上并没有尝试过这些方法,所以我不能确定我的方法是否有效,但我相信这是完成这一任务的合理方法。无论如何,我希望这个回答能帮助提问者更好地理解如何解决这一任务。

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