DE10000927A1

DE10000927A1 - TV-Werbefilter-Einrichtung

Info

Publication number: DE10000927A1
Application number: DE2000100927
Authority: DE
Inventors: Jochen Spruck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-12
Filing date: 2000-01-12
Publication date: 2001-07-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die während einer TV-Sendung das Vorhandensein des Senderlogos detektiert. DOLLAR A Dies geschieht, indem in einem Lernmodus in einer werbefreien Sendung eine Reihe von Bildern eingezogen und daraus ein Durchschnittsbild berechnet, also ein Referenzbild erstellt wird. Es folgt die Erstellung eines zugehörigen Histogramms von diesem Referenzbild und eine entsprechende Auswertung dieses Histogramms der den Bereich des Bildes kennzeichnet, in dem sich das Logo befindet. DOLLAR A Durch Korrelation des gespeicherten Referenzbildes mit dem laufenden TV-Bild innerhalb des gekennzeichneten Gebietes wird daraus die Aussage abgeleitet, ob das Logo vorhanden ist und es sich somit um eine Werbesendung handelt oder nicht. DOLLAR A Das dabei gewonnene Signal kann zur Umschaltung auf einen werbefreien TV-Kanal oder zur Steuerung des Start/Stop-Betriebes bei der Aufnahme mit einem Videorecorder benützt werden.

Description

Einleitung

Bei den privaten Fernsehsendern ist es in der heutigen Zeit üblich, die Einnahmen durch Werbung zu finanzieren. Dazu wird ein relativ großer Zeitraum für diese Wer bespots zur Verfügung gestellt, welche jedoch um den Zuschauer zu binden zeitlich in laufende Spielfilme eingeblendet werden. Aus der Sicht der Verbraucher ist es jedoch wünschenswert, eine Sendung ohne die Unterbrechung durch Werbeblöcke ungestört anzusehen.

Bei den öffentlich rechtlichen Fernsehanstalten wird üblicherweise durch das VPS- System eine mit dem Programm konforme Aussendung von Codierzeichen vorge nommen, welche (wenn auch nicht immer zuverlässig arbeitend) eine Trennung von Werbung und werbefreien Sendungen ermöglicht.

Da es bei den privaten Sendern keine derartige Vereinbarung gibt, ist eine Aufnah me z. B. von einem Spielfilm auf einem Videorecorder typischerweise durch mehrere Werbeblöcke unterbrochen.

Um dennoch auch bei den privaten Sendern einen Mitschnitt ohne störende Werbe blöcke zu ermöglichen, dient die vorliegende Erfindung.

Stand der Technik

Für die Anwendung eines Videorecorders zum Mitschnitt eines Filmes, welcher von den öffentlich rechtlichen Sendern ausgestrahlt wird, kann das "VPS"-System ver wendet werden. Dabei handelt es sich um eine spezielle Form der Codierung, wel che bei der Übertragung des TV-Bildes in der sogenannten Austastlücke des Vi deosignales eine spezielle Information über den Inhalt der Sendung mitteilt. Eine Auswertung ist somit relativ einfach durch das mitgelieferte Signal auszuführen. Eine weitere Methode für die Filterung einer Werbesendung wird mit dem auf dem Markt erhältlichen System "Fernsehfee" (TC Unterhaltungselektronik AG Koblenz) angeboten. Hierbei handelt es sich um eine spezielle zentrale Einrichtung, welche ein zusätzliches Codiersignal generiert, welches z. B. über den üblichen UKW- Rundfunk in Form des RDS-Signales ausgestrahlt wird, um dann beim Endverbrau cher eine ferngesteuerte Freischaltung zu bewirken,

Nachteil des oben angegebenen Verfahren ist es, dass es sich bei der Auswertung, ob es sich um Werbung handelt oder nicht, zum einen um ein aufwendiges zentral gesteuertes Verfahrens durch einen Dienstleister handelt. Zusätzlich müssen, Infor mationen dazu an den Endkunden (TV Nutzer) auf einem zusätzlichen parallelen Kanal (etwa RDS) ausgestrahlt werden, was wiederum zu Interessenkonflikten mit den Werbeträgern führt, da es ebenfalls über eine Rundfunkanstalt oder einen Pri vatsender ausgestrahlt werden muss. Somit wird ein Privatsender, der eine TV- Werbung ausstrahlt, nicht gleichzeitig diese zunichte machen, da er Urheber der Werbesendung ist. Auch ein eventuell per Internet bereitgestelltes Signal erzeugt zusätzliche laufende Kosten.

Für den Kunden ergibt sich der Nachteil, dass er von einem zentralen Dienstleister abhängig ist und sich auf das ausgestrahlte Codiersignal verlassen muss. Ferner besteht die Gefahr, dass er dafür eventuell mit zusätzlichen Gebühren belegt wird.

Die dabei verwendete Technik ist in der Veröffentlichung DE 197 57 385 A1 be schrieben.

Ein weiteres in Betracht zu ziehendes Verfahren wurde bereits im Rahmen einer Ju gend forscht Arbeit von 1995 vorgestellt.

Beschreibung der Erfindung

Die Neuerung der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dass die Auswertung auf einem völlig neuen Verfahren beruht, welches den Inhalt der Sendung selbst heranzieht, um eine Aussage zu gewinnen, ob es sich um eine Werbesendung han delt.

Um eine derartige Aussage abzuleiten, wird die Tatsache ausgenutzt, dass während einer Werbesendung das Senderlogo nicht vorhanden ist. Um die Aussage zu ge winnen, ob es sich um eine Werbesendung handelt, wird die im folgenden beschrie bene erfindungsgemäße Anordnung benützt.

Die vorliegende Erfindung ist zum Nachweis der Funktionsfähigkeit auf einem PC mit eingebauter "Frame Grabber Karte" simuliert worden. Diese Ausführungsform ist jedoch nicht zwingend, sondern es kann vielmehr durch eine spezielle Hardware die im weiteren Verlauf der Erfindungsbeschreibung angegeben wird, realisiert werden, welche dann eine Lösung ohne PC darstellt.

Die Ausführungsform ist gekennzeichnet durch eine Auswertung des Bildinhaltes bezüglich seiner langfristig zeitlichen Veränderung. Diese Veränderung ist bei einem Senderlogo nicht gegeben, da es ständig am selben Ort innerhalb des TV Bildes ist und sich auch in seiner Morphologie nicht verändert. Somit lässt sich aus diesen Kriterien ein Signal ableiten.

Dazu wird die vorliegende Erfindung in 2 Stufen eingeteilt.

- Erstens in einen Lernmodus, und
- zweitens in einen Detektionsmodus.

Lernmodus

Die folgende Vorgehensweise beschreibt zunächst den Lernmodus. Dazu wird als Bildinhalt eine bestimmte Anzahl von Bildern z. B. etwa 100 einer werbefreien Sen dung mit Hilfe des Frame Grabbers eingezogen. Aus diesen Bildern wird nun durch das erfindungsgemäße Verfahren ein besonderes Bild generiert. Dieses Bild wird im folgenden als Referenzbild bezeichnet. Der darin vorkommende Bildinhalt ist also mit dem vorhandenen Senderlogo versehen. Um das Senderlogo zu separieren wird das folgende Verfahren angewendet:

Die Gewinnung des Referenzbildes geschieht dabei wie folgt:

Über einen längeren Zeitraum werden die laufenden TV-Bilder summiert und an schließend wieder durch die entsprechende Anzahl dividiert. Dabei heben sich die bewegten Bildanteile weg, da sie einer statistischen Gleich-Verteilung unterliegen, während die konstanten Bildanteile (hier das Sender Logo) sich deutlich heraushe ben. Dieses Referenzbild wird dabei vorteilhafterweise so erzeugt, dass der Zeit raum zwischen zwei Bildeinzügen etwa eine Sekunde beträgt. Nach etwa 100 Bil dern erhält man ein sehr gutes Referenzbild.

Hierdurch wird gewährleistet, dass sich inzwischen mit höherer Wahrscheinlichkeit eine Veränderung des laufenden TV-Bildinhaltes ereignet hat. Somit werden beweg te Bildanteile, welche nicht das Logo enthalten in einen statistisch gleich verteilten Grauwert verwandelt, während sich zeitlich konstante Bildanteile (also das Logo enthaltend) deutlich herausheben. - siehe hierzu Anspruch 4 - .

Dieser Lernmodus muss nur einmal pro Sender erfolgen. Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird, um die Auswertung zu vereinfachen, nun aus dem Referenzbild, welches nun nur noch das Senderlogo enthält, ein Grauwertbild erzeugt. Von die sem Grauwertbild wird ein Histogramm gebildet. An Hand der Histogrammanalyse (siehe Histogrammauswertung) wird nun das Gebiet eindeutig gekennzeichnet, wel ches das Senderlogo enthält. Diese Kennzeichnung erfolgt in Form eines Binärbil des. Es existiert also ein Binär-Referenzbild, welches das Gebiet des Sender-Logos kennzeichnet.

Histogrammauswertung

Aus dem im Lernmodus gewonnenen Referenzbild (in Farbe) wird ein äquivalentes Graubild erzeugt. Von diesem Graubild wird ein Histogramm generiert. In diesem Histogramm ergeben sich folgende Besonderheiten:

1. Durch die Mittelwertbildung erscheinen alle bewegten Bildanteile in einem gleichmäßigen Grauton, welcher sich in dem Histogramm etwa in der Mitte mit einer deutlichen Häufung heraushebt. Das Logo wird im Histogramm entweder am oberen oder am unteren Ende oder an beiden Enden der Grauwertskala durch ein kleines Maximum hervorgehoben.
2. Die nicht bewegten Bildanteile, also das Logo enthaltend, sind durch diese beiden kleinen Maxima im Histogramm gekennzeichnet.
3. Diese Maxima-Häufungen, welche das Logo enthalten, befinden sich nicht im mer an der selben Stelle.

Es wird daher zunächst das gesamte Histogramm auf vorhandene Maxima hin un tersucht, deren Gipfelwerte deutlich über einer Häufigkeit von z. B. 100 liegen, (der Wert von 100 kann z. B. durch eine vorher erfolgte Normierung festgelegt werden). Dabei merkt man sich das am weitesten links bzw. am weitesten rechts liegende Maximum auf der Grauwertskala.

Anschließend wird vom am weitesten links liegende Maximum (welches also noch über Häufigkeit 100 liegt) ausgehend weiter nach links, also in Richtung niedererr Grauwerte hin untersucht, ob nach einem Abfall wieder ein Anstieg erfolgt. Dabei wird als erfolgter Anstieg z. B. eine Steigungsdifferenz der Häufigkeiten von 5 ange sehen. An dieser Stelle wird die Untergrenze festgelegt. Links davon befindet sich also das gesuchte Maximum (Gipfel mit Häufigkeitswert unter 100) des Histo gramms, welches auf die Grauwertdaten des Logos hindeutet.

Als nächstes wird am oberen Ende der Grauwertskala, also weiter in Richtung helle rer Grauwerte, durch Untersuchung des Gebiets rechts des letzten Maximums (mit Gipfelwert noch über 100) in derselben Art und Weise durch Steigungsvergleich auf einen Wiederanstieg der Steigungsdifferenzen größer als 5 die Obergrenze gefun den. Das Maximum (mit einem Gipfelwert unter 100) das ebenfalls das Logo reprä sentiert, befindet sich also rechts von dieser Obergrenze.

Es wird nun ein Binärbild gebildet, welches alle Werte unterhalb der Untergrenze und oberhalb der Obergrenze in schwarz und alle Werte zwischen Untergrenze und Obergrenze in weiß darstellt.

Dieses Binär-Referenzbild kennzeichent nun eindeutig im schwarzen Bereich das Gebiet, welches durch das Logo repräsentiert wird.

Es lässt sich also mit Hilfe des Histogramms durch Schwellwerte der Häufigkeiten, Maximasuche und einem Steigungsvergleich aus dem Grauwertreferenzbild ein ent sprechend repräsentatives Binärbild ableiten, welches ausschließlich das Gebiet des Sender-Logos kennzeichnet.

Die beigefügte Abbildung zeigt als Beispiel deutlich links und rechts je ein Maximum mit einer Gipfelhöhe von jeweils unter der Häufigkeit 100.

Die zugehörigen Grenzwerte für die Binärbildumwandlung ergeben sich hier etwa bei Grauwert 50 bzw. 170. Es werden also alle Pixel mit einem Grauwert, der zwi schen 50 und 170 liegt, in weiß dargestellt und alle anderen Pixel, die also das Ge biet des Logos repräsentieren, entsprechend in schwarz.

Abb. 1

Grauwerthistogramm eines Referenzbildes

Detektionsmodus

Um nun eine Aussage über das Vorhandensein einer Werbesendung zu gewinnen, wird das mit dem Lernmodus gekennzeichnete Gebiet eines Referenzbildes (in dem sich das Senderlogo befindet) mit dem Bildinhalt des laufenden Bildes auf seine Kor relation hin untersucht. Der genaue Zusammenhang wird weiter unten beschrieben. Hiermit kann sofort bei einer nicht vorhandenen Übereinstimmung, also bei einem betragsmäßig kleinen Korrelationskoeffizienten auf eine Werbesendung geschlos sen werden. Somit kann sehr schnell, bereits nach einem Bild (um Ungenauigkeiten zu vermeiden jedoch besser nach 10 Bildern, also etwa nach 0,4 Sekunden) eine Aussage gewonnen werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht nun darin, dass für alle zu empfangenden Sender jeweils einmal der oben angegebene Lernmodus durchlaufen wird, und somit eine gespeicherte Hintergrundinformation (in Form einer Tabelle) enthalten ist, welche alle Senderlogos in ihrer Morphologie und ihrem Ort innerhalb des Bildes kennt.

Somit kann z. B., wenn ein bestimmter Sender eingestellt ist, bereits nach wenigen Bildern (es ist die Anzahl der maximall zu empfangenden Sender) die Detektion auf das bekannte Logo reduziert werden. Wenn der Sender bereits bekannt ist, was durch die Tabelle oder bereits durch die Kanalwahl gegeben ist, kann sofort nach dem erforderlichen Logo gesucht werden. Das bedeutet, dass selbst unmittelbar nach einem Senderwechsel die Detektionsmöglichkeit auf einen Werbeblock sofort zur Verfügung steht.

Um nun eine Werbesendung zu erkennen kann, bereits nach einem laufenden Bild und einer anschließenden Korrelation im bekannten Gebiet eine Aussage gewonnen werden.

Vorteilhafterweise wird jedoch, wie beim Lernmodus, zunächst eine Mittelwertbildung über z. B. 10 Bilder einer laufenden TV-Sendung vorgenommen. Anschließend wird dann mit einem Korrelationsverfahren, welches noch eingehend beschrieben wird, auf eine Übereinstimmung geschlossen. In der ausgeführten Form der Erfindung wird mit dem Farbbild gearbeitet und durch Korrelation mit der jeweiligen Farbe, also jeweils mit rot, grün und blau auf eine Übereinstimmung hin untersucht. Es ist jedoch auch eine Korrelation mit einem entsprechenden Graubild möglich.

Hardware Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung stellt eine Methode zur Nachweisführung des Verfahrens mit einem PC dar. Es ist jedoch möglich, die angegebenen Algorithmen z. B. mit ei nem Signalprozessor in Form von Hardware zu realisieren.

Das Verfahren kann auch zur Ermittlung von Einschaltquoten eingesetzt werden, falls nicht unmittelbar aus dem eingestellten Kanal der zugehörige Sender abgeleitet werden kann, da über die Detektion des Logos und einem Vergleich aus einer Tabel le sofort auf eine Übereinstimmung mit Hilfe des obigen Verfahrens geschlossen werden kann.

Eine Hardware-Ausführungsform, wie oben beschrieben, kann z. B. als ein Zusatz gerät, das in den empfangenen Videodatenstrom eingreift und der Anwender somit selbst die Möglichkeit hat, von ihm nicht gewünschte Werbeblöcke auszublenden. Dabei kann das Signal, welches die Hardwareeinrichtung liefert, sowohl zum Um schalten auf einen werbefreien Sender oder bei einer Videorekorderaufnahme zur Betätigung der Pause-Funktion (Start-Stop) verwendet werden.

Das gewonnene Signal kann auch in Form einer Infrarot-Codierung, wie bei der Fernbedienung üblich, ausgesendet werden. Dies hat den Vorteil, dass keinerlei Eingriffe in bestehende Geräte vorgenommen werden müssen, sondern dass unmit telbar nach Inbetriebnahme eine Ausblendmöglichkeit bei der Videoaufnahme be steht.

Korrelationsverfahren

In der erfindungsgemäßen Realisierung werden zwei Bilder miteinander verglichen. Dazu wird das Referenzbild, welches im Lernmodus gewonnen wurde mit dem lau fenden Bild im Bereich, welcher mit Hilfe der Histogrammauwertung gefunden wur de, (dieses Gebiet repräsentiert also den Bereich des Logos) durch ein Korrelati onsverfahren miteinander verglichen.

Es kommt der Pearsonsche Korrelationskoeffizient zum Einsatz.

Dieser ist durch folgende Formel gekennzeichent.

Alle folgenden Angaben von Pixeln beziehen sich also nur auf das aus dem Refe renzbild abgeleitete Gebiet im Binärbild mit dem konstanten Anteil, also nur auf das Gebiet, in dem das Logo enthalten ist, d. h. also nur in diesem Gebiet wird eine Kor relationsaussage gewonnen.

Dabei sind
X_i die entsprechenden Pixelwerte im Referenzbild,
X der Mittelwert aller Pixel im Referenzbild,
Y_i die Pixelwerte im laufenden zu untersuchenden Bild,
X der Mittelwert aller Pixel im laufenden Bild.

Claims

1. Einrichtung zur Detektion eines Senderlogos in einer TV-Sendung, gekenn zeichnet dadurch, dass zunächst ein Referenzbild des Senderlogos (während einer werbefreien Sendung) per Lernmodus erzeugt wird. Dies geschieht durch Trennung der zeitlich konstanten Bildanteile (das Logo enthaltend) von beweg ten Bildanteilen und kennzeichnet somit das Gebiet in dem sich das Logo be findet.

2. Einen zweiten davon unabhängigen Detektionsmodus, welcher zu einem nach dem Lemmodus stattfindenden Zeitpunkt bei einer laufenden Sendung stets in dem vorher gekennzeichneten Gebiet durch Vergleich, insbesondere durch die Bildung eines Korrelationskoeffzienten des laufenden Bildinhaltes mit dem Referenzbild auf das Vorhandensein des vorher durch Mittelwertbildung ge wonnenen Logos hin untersucht und bei nicht Vorhandensein dieses Logos ein Signal abgeleitet, welches zur Unterdrückung von Werbesendungen und/oder zur Umschaltung auf einen anderen TV-Kanal herangezogen werden kann.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei aus dem Durchschnittswert von minde stens 2 Halbbildern eine Aussage über die zeitliche Konstanz des Bildinhaltes gewonnen wird, indem jedoch vorteilhafterweise eine Summe von etwa 100 Volllbildern gewonnen und dann durch diese Anzahl dividiert und die dazu verwendeten Bilder aus einem laufenden Videodatenstrom entnommen worden sind, welcher einer werbefreien Sendung zugeordnet war, wobei das Gebiet mit dem langfristig konstanten Bildinhalt, welches das Senderlogo enthält, beson ders gekennzeichnet wird und aus dem somit zeitlich konstanten Gebiet das Originaldenderlogo aus einem gemittelten Summenbild extrahiert werden kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, wobei die zeitlichen Abstände mindestens den Abstand von 2 Halbbildern, jedoch vorteilhafterweise größer sind, also typi scherweise im Abstand von 1 Sekunde entnommen werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, wobei aus dem weiteren zeitlichen Verlauf nach Anspruch 2 des Videosignales ein Vergleich durch Bildung eines Korrela tionskoeffizienten mit dem nach Anspruch 1, 3 und 4 extrahierten Gebiet des Bildes im Bereich des Senderlogos mit dem äquivalenten Gebiet des Refe renzbildes vorgenommen wird und ein aus diesem Vergleich gewonnenes Si gnal durch Festlegung eines Schwellwertes des Korrelationskoeffizienten abge leitet wird.

6. Einrichtung zur Umschaltung eines Videosignalpfades, welche mit dem aus den Ansprüchen 1 bis 5 gewonnenen Signal auf eine Videoquelle, die keine Wer besendungen enthält, umschaltet.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, welche aus dem gewonnenen Signal eine beliebige Schaltfunktion erzeugt, die vorteilhafterweise für die Start/Stop- Information, wie für die Aufnahme einer TV-Sendung mit einem Videorecorder, benützt werden kann.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 und 7, welche das gewonnene Signal in Form einer Infrarot-Codierung (wie bei einer Fernbedienung üblich) aussendet.