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一種基于圖片搜索視頻的方案

2023-02-03 07:19:34 軟體設計

作者:京東零售 谷偉

1.商品搜索

1.1網路購物的搜索手段

隨著移動互聯網發展,手機端購物已成為人們生活的常態,人們在搜索商品時采用的手段也越來越豐富,當前的主要搜索方式是文本搜索與拍照搜索,

1.2文本搜索

文本搜索應用比較廣泛,較為常用的是關鍵字匹配,針對商品資訊的相關描述進行分詞,并對分詞建立索引庫,從而達到查找的目的,隨著人工智能的發展,語意搜索得到了快速的發展,它通過用戶輸入的搜索內容來理解用戶真正的意圖,從而獲得更有價值的內容,其本質是將所有要搜索的內容轉化為高維數學向量,用統一的特征向量來描述不同內容,把檢索輸入的內容向量化,并與要搜索的內容進行向量匹配,把相似度最高的結果展現出來,

1.3拍照搜索

拍照搜索也就是以圖搜圖,是近幾年的視覺AI發展的一個產物,用戶登錄電商平臺,可以通過上傳圖片,經過影像分析與識別來查找相似的商品主圖,從而找出相關的商品,其基本原理是經影像分析抽取影像的顏色、形狀、紋理等特征,建立特征索引庫,對用戶上傳的影像進行特征化描述,從索引庫中查找出與之近似的特征影像,

2. 現狀分析

2.1需要專業人員參與

文本搜索需要文本描述的支持,也就是需要對短視頻進行文本描述,需要人員對短視頻進行準確的文本描述,尤其描述中要含有代表其商品的關鍵詞,否則可能難以被搜索引擎所命中,這對視頻的發布人員產生了一定的門檻,增加搜索命中的難度,

拍照搜索主要是對商品的主圖進行特征匹配,這也就需要商品發布人員要制作盡可能與之匹配的圖片,尤其需要美工設計人員的參與,從而增加了人力成本,

2.2難以支持短視頻搜索

隨著近幾年自媒體的發展,短視頻逐漸成為互聯網資訊傳播的主要手段,而短視頻可以認為是大量圖片的集合,不可能對短視頻的每張圖片建立特征索引,因為這會浪費大量的計算機算力,

3. 技術方案

3.1 技術問題

以前商品介紹主要以圖文方式來展現商品,不僅要展示商品主圖還要配細節圖,以及產品引數,從而達到全面涵蓋產品資訊的能力,而短視頻能夠全方位的展示商品,并搭配語言描述以及背景音樂,可進一步形象的給消費者介紹商品的功能,給顧客更直觀的體驗,有助于促進下單,同時商家制作的短視頻可將其推送到自媒體平臺上,便于給商品引流,提高商品銷量,從而拓寬了銷售市場,

因此短視頻營銷相對于圖文營銷更有優勢,如何讓顧客能夠更快更便捷地搜索到其感興趣的商品短視頻,是本發明所要解決的主要問題,本方案主要解決的是商品短視頻搜索,按照類目維度對商品短視頻進行篩選,并提高視頻搜索的命中率,為商品短視頻搜索建立橋梁,

3.2 技術方案

3.2.1 流程圖

流程圖:

3.2.2 詳細描述

1.關鍵幀提取

賣家在制作好商品介紹的短視頻后,在發布商品時對短視頻進行上傳,視頻時長不能超過2分鐘,對該視頻進行關鍵幀提取,視頻是由一組連續的影像組成,如果每張圖片都存盤下來,則會導致視頻檔案過大,因此視頻都會被壓縮,在壓縮程序中,產生了I幀、P幀、B幀,I幀是畫面的完整保存,它盡可能去除了影像空間的冗余資訊;P幀則是記錄與前一個關鍵幀的差別;B幀是記錄本幀與上一幀和下一幀的差別,

因此只需提取出I幀即可,在MPEG-4標準中,stss部分標識了哪些sample是關鍵幀,如果沒有stss則全部sample是關鍵幀,當獲取的關鍵幀太多時,以時間軸維度,隨機選取20幀的影像供商家選擇,把商家選取的5張圖片與視頻檔案一同保存到檔案資料庫中,

Mp4標準

Box型別 說明
ftyp 檔案型別
moov 記錄媒體資訊
mvhd 視頻檔案資訊,如時長、創建時間等
track 存放視頻的容器
tkhd 媒體總體資訊,如寬高等
mdia 媒體容器
mdhd 換算真實事件
hdlr 媒體型別,指明是video、audio、hint
minf 媒體資訊容器
stbl 偏移映射關系表
stsd sample描述
stts 時戳-sample序號映射表
stsc sample與chunk的映射表
stsz sample的大小
stz2 另一種存盤sample的大小,更節省空間
stss 關鍵幀串列(從該處獲得I幀)
stco 每個chunk的偏移
co64 64位chunk的偏移
mdat 具體的媒體資料

2.特征向量計算

本次的特征向量計算采用的是VGG16模型,由于關鍵幀的圖片都是彩色圖片,因此采用3通道,卷積核為3×3,池化核為2×2,以224×224的視頻影像為例,程序如下:

  1. 輸入影像大小為224×224×3,經64個通道的卷積核3×3,步長為1,共卷積2次,輸出尺寸為224×224×64的特征向量,進行池化,采用池化核2×2,步長為2,輸出尺寸為112×112×64的特征向量,

  2. 經128個3×3的卷積核,步長為1,卷積2次,尺寸變為112×112×128,進行池化,步長為2,輸出尺寸為56×56×128,

  3. 經256個3×3的卷積核,步長為1,卷積3次,尺寸變為56×56×256,進行池化,步長為2,輸出尺寸為28×28×256,

  4. 經512個3×3的卷積核,步長為1,卷積3次,尺寸變為28×28×512,進行池化,步長為2,輸出尺寸為14×14×256,

  5. 經512個3×3的卷積核,步長為1,卷積3次,尺寸變為14×14×512,進行池化,步長為2,輸出尺寸為7×7×256,

  6. 將資料拉平成一維陣列,7×7×256=25088,

  7. 經兩層1×1×4096與一層1×1×1000的全連接層,最終輸出1×1000的特征向量,

3.向量資料庫

向量在存盤時要把檔案資料庫中的ID同時存下來,以及商品ID,從而建立向量、檔案、商品的關系,向量搜索都是相似性搜索,通過兩個向量在高位空間的距離來做判斷,其實就是在高維空間中找到與目標向量最接近的K個向量,一般采用歐式距離計算,其公式:

為了召回精度高,暴力搜索的是最好的選擇,但這會產生大量的不必要的計算,浪費了計算機資源,因此本方案采用類目維度進行切割,減少搜索范圍,

4.視頻搜索

買家需要選擇要搜索的類目再進行圖片上傳,通過VGG16模型計算出特征向量,然后基于類目維度進行暴力搜索把最接近的K個向量篩選出來,最后再根據向量與檔案的關系,把視頻檔案查找出來,回傳給買家,

5.視頻淘汰策略

每日進行定時巡檢,對于長時間沒有流量或者流量低于閾值的商品,需要從向量庫中對其短視頻進行邏輯洗掉,盡可能減少搜索的體積,減少計算資源的浪費,

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