JP2000209531A - インデックス画像表示装置 - Google Patents

インデックス画像表示装置

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JP2000209531A
JP2000209531A JP11005896A JP589699A JP2000209531A JP 2000209531 A JP2000209531 A JP 2000209531A JP 11005896 A JP11005896 A JP 11005896A JP 589699 A JP589699 A JP 589699A JP 2000209531 A JP2000209531 A JP 2000209531A
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shot
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index
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重要でないインデックス画像を表示しないよ
うにできなかった。 【解決手段】 時系列に順次入力される画像の各ショッ
トを代表するフレームをインデックス画像として表示す
るインデックス画像表示装置であって、各ショットの継
続時間長を測定するショット時間長測定部4と、各ショ
ットのフレームごとの情報の変化量の評価結果を測定す
るフレーム情報量測定部5と、上記継続時間長及び上記
情報の変化量の評価結果に基づいて各ショットを代表す
るフレームを選択してインデックス画像として表示する
表示制御部8と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオテープやハ
ードディスク等の記録媒体に記録された動画像や通信で
配信される動画像の内容を把握するために、動画像の各
ショットを代表するフレームを選択し、インデックス画
像として表示するインデックス画像表示装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのCPU
の高速化やハードディスクの大容量化に伴い、大量の静
止画像や長時間の動画像をデジタルデータとして扱うこ
とが可能となった。
【0003】ビデオキャプチャボードを介して、ハード
ディスクにデジタル信号として記録された動画中の、所
望のシーンを容易に検索する方法として、各シーンを代
表するフレーム画像をインデックス画像として選び出
し、モニタ画面上に一覧表示するものがある。マウス等
の選択手段によって、このインデックス画像を選択する
ことで所望のシーンを再生したり、並び順を入れ換える
ことでシーン単位の編集を行えるシステムが提案されて
いる。
【0004】また、ビデオテープにアナログ信号として
記録された動画の内容を把握するためにも、インデック
ス画像の一覧表示は有効である。インデックス画像の一
覧をプリンタで紙上に出力し、ビデオテープと共に保存
しておけば、再生の手間なしに録画されている内容を知
ることができる。
【0005】一般的に、動画像は、ショットと呼ばれる
同一の場面が撮影されている連続フレーム列を基本単位
とし、連続した複数のショットで構成されている。ま
た、あるショットから次のショットへ切り変わるところ
をカットと呼ぶ。そこで、動画像のカットを自動的に検
出してショット単位に分割し、各ショットの内容を代表
するインデックス画像を並べて一覧表示すれば、全体の
概略を一見して把握できる。
【0006】カットの自動検出に関しては、多くの手法
が提案されているが、そのおおよそはフレーム間で輝度
値や色情報等の画像の特徴に関して相関をとり、相関が
低くなる時点でショットが切り替わったと判断し、各シ
ョットのインデックス画像を、カット直後のフレームと
する方法やカットから一定時間後のフレームとする方法
等がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法によって選ばれたインデックス画像は、必ずし
もショットの内容を把握するのに適切であるとは限らな
い。例えば、インデックス画像をショットの先頭フレー
ム画像とする場合を考えると、ショットの切り変わり時
にフェードイン効果が付加されている場合には、真っ白
な画像から徐々に内容が明らかになるが、このときはカ
ット直後の真っ白な画像がインデックス画像として選択
されてしまう。この問題の回避策として、カット検出後
の連続するフレーム間の相関が定常状態になったときの
フレームをインデックス画像とする方法が考えられる
が、この方法で選択されるのは実質的なショットの先頭
フレームであり、何らかの撮影対象物体が映っているこ
とが期待できる。
【0008】ところが、この場合にも以下の問題が生じ
ることがある。ニュース映像を例にとると、各項目の先
頭フレームはスタジオにアナウンサーのみが映っている
という状況が多い。そして、しばらく後にニュースの内
容を示すテロップが挿入されたり、背景の一部分に取材
映像の1コマが表示されたりする。この例では、先頭フ
レームではなくテロップや取材映像が表示されているフ
レームをインデックス画像として選択した方が明らかに
良い。
【0009】また、家庭用ビデオで撮影された映像には
しばしば以下のような問題が生じる。家庭で撮影された
ビデオには撮影停止のし忘れにより、撮影対象がなくフ
ォーカスが合っていないショットがあったり、物体の一
部分のみが拡大され画面全体が真っ白であったり、真っ
黒であったりする。この例のようみに有益な情報のない
ショットに関しては、むしろインデックス画像を表示し
ない方がよい。
【0010】また、動画像のショット数が多い場合に
は、インデックス画像の枚数も多くなり、一覧表示して
も内容を把握するのに手間取ることになる。長時間の動
画像はもちろんのこと、比較的短時間の動画像でもショ
ット数が多くなる場合がある。その原因としては、視覚
効果を狙って短いショットが連続して撮影されたり、カ
メラの急激なブレにより時間の短い無意味なショットが
挿入されてしまうこと等による。したがって、以上のよ
うな時間の短いショットのインデックス画像を表示しな
いようにすれば、内容全体を把握する目的に必要なイン
デックス画像は表示することができ、効果的にインデッ
クス画像の数を減らすことができる。
【0011】また、インデックス画像の選択に関して、
あらかじめ注目している対象物が分かっている場合に
は、特開平6−253255号公報に記載の手法を用い
ることができる。すなわち、ユーザーが着目する対象物
を指定することによって、順次入力されるフレーム中か
ら対象物に固有の特徴を探索し、その特徴が存在するフ
レームをインデックス画像として表示すればよいもので
ある。ところが、この手法は、対象物を知っている場合
には、有効だが、そのような予備知識が無い状況におい
ては、このような手法を用いることはできない。
【0012】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、有益
と推定されるインデックス画像を表示するようにしたイ
ンデックス画像表示装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のインデッ
クス画像表示装置は、順次入力された画像の各ショット
を代表するフレームをインデックス画像として表示する
インデックス画像表示装置であって、各ショットの継続
時間長を測定するショット時間長測定手段と、各ショッ
トのフレームごとの情報の変化量の評価結果を測定する
フレーム情報量測定手段と、上記継続時間長及び上記情
報の変化量の評価結果に基づいて各ショットを代表する
フレームを選択してインデックス画像として表示する表
示制御手段と、を有することを特徴とする。
【0014】請求項2記載のインデックス画像表示装置
は、請求項1記載のインデックス画像表示装置におい
て、上記表示制御手段は、輝度値の変化量の分布が最大
となるフレームを選択することを特徴とする。
【0015】請求項3記載のインデックス画像表示装置
は、請求項1記載のインデックス画像表示装置におい
て、上記表示制御手段は、上記継続時間長及び上記情報
の変化量の評価結果が所定の閾値を越えたショットのフ
レームを選択することを特徴とする。
【0016】請求項4記載のインデックス画像表示装置
は、請求項1記載のインデックス画像表示装置におい
て、上記表示制御手段は、選択されたインデックス画像
を上記継続時間長の短い順に削除することを特徴とす
る。
【0017】請求項5記載のインデックス画像表示装置
は、請求項1記載のインデックス画像表示装置におい
て、上記表示制御手段は、選択されたインデックス画像
を上記情報の変化量の少ない順に削除することを特徴と
する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本実施の形態
を説明する。図1に、本実施の形態に係るインデックス
画像表示装置の構成を示すブロック図を示す。破線枠内
が本発明のインデックス画像表示処理の特徴部であり、
この構成は、動画像入力部1、フレームメモリ2、カッ
ト検出部3、ショット時間長測定部4、フレーム情報量
測定部5、インデックスフレーム選択部6、フレームメ
モリ7、表示制御部8、画像処理部9、表示用画像メモ
リ10、画像表示部11で構成される。
【0019】本実施の形態の処理の流れを図2と図3の
フローチャートに示す。本装置での処理は動画像入力中
に行われるオンライン処理の部分と、動画像が全て入力
された後に行われるオフライン処理の部分に大別でき
る。図2のフローチャートはオンライン処理に相当し、
図3のフローチャートはオフライン処理に相当する。ま
ずオンライン処理について詳細に説明する。
【0020】図1の動画像入力部1には、フレーム画像
が時間順次に入力され、図1に示すようにビデオカメラ
で撮影されたNTSC信号をA/D変換器を通して得ら
れるデジタル動画データ、デジタルビデオやハードディ
スク等の記録媒体に記録されたデジタル動画データ、あ
るいは通信回線を介して得られるデジタル動画データが
入力される。入力された動画像データは1フレーム毎に
フレームメモリ2に転送される。その際にフレームメモ
リ容量削減と以降の処理の軽減のため、フレーム画像の
大きさを縮小処理して転送してもよい。また、処理速度
を考慮して全てのフレームを転送せずに、1枚おき、あ
るいは2枚おきというふうに間引いて転送してもよい。
フレームメモリ2は、2フレーム分の容量を持ってい
て、常に現時刻のフレームと1時刻前(前回のサンプリ
ング時)のフレームが記憶されている。
【0021】カット検出部3はフレームメモリ2に記憶
されている2枚の画像を読みだし、相関量を計算するこ
とによってカットを検出する。カット検出に関しては、
多くの方法が提案されているが、例えば、特許第269
5415号や特公平6−91467号のような手法が使
える。例えば、以下の手法が用いられる。2枚のフレー
ム画像データの各画素につき、RGBの各値に関して差
分を求める。次にRGB3プレーンの差分値の平均値を
全画素分積算する。積算値が所定の閾値を越えている場
合には、カットがあったと判定する。この方法は高速に
処理が行えるという利点があるが、カメラがゆるやかに
パンしているシーン等でも、場面の切り変わりがあった
と判定されてしまうことがある。その他の方法として
は、動きベクトルを計算しカメラの平行移動を検出する
方法や、画像をブロック分割し、各ブロック内の色の割
合の相関を見る方法等を用いてもよい。
【0022】カット検出部3がカットを検出すると、シ
ョット時間長測定部4と情報量測定部5では、次のカッ
トが検出されるまでに以下に述べる処理を行う。
【0023】ショット時間長測定部4では、カット検出
の時刻を記憶し、検出されたカットと次のカットが検出
されるまでの時間の長さ(継続時間長)を測定する。後
の説明の都合上、ショット時間長測定部4で測定された
時間をTとする。
【0024】フレーム情報量測定部5では、フレーム画
像データが入力される毎にその情報量を測定する。フレ
ームが持つ情報量を測定する基準としては、高周波成分
の量や、同色領域の数、独立して移動する物体の数等を
用いることができるが、本実施の形態では、エッジ成分
量を用いた場合について説明する。エッジ成分量の測定
に関しては、テレビジョン学会編「画像工学」、コロナ
社刊に記載されている。エッジ成分量の測定は具体的に
は以下の様にして行う。入力画像の各画素につき、隣の
画素との輝度成分の差分値を求める。すなわち、i番目
の画素の輝度値をIiとすると、i+1番目の画素との
差分値diは、下式のようになる。
【0025】
【数1】
【0026】入力画像の輝度成分が256階調に量子化
されていて、最大値が255であるとすると、diは−
255から+255の間の値をとる。全画素についてd
iを求めれば、diの値に対する画素数の分布を求める
ことができる。エッジ成分の多い画像と少ない画像に対
する分布図は、およそ図4のようになる。グラフの横軸
はdiで、縦軸は全画素数に占める割合である。図4の
破線のグラフがエッジ成分の多い画像で、実線のグラフ
がエッジ成分の少ない画像である。エッジ成分の多い画
像と少ない画像との分布の差は、画素数の分散傾向に現
れる。すなわち、エッジ成分の多い画像は、0ピークが
小さく分散傾向が強い。逆に、エッジ成分の少ない画像
は0ピークが大きく分散傾向が弱い。一般的に、撮影対
象が風景等の自然画像であれば、隣合う画素との輝度値
の相関が高いため、差分値が0周辺の画素数が多くな
り、分布図は0をピークとする山形になる。以上から、
diの分散で画像のエッジ成分量を評価することができ
る。画素数N、diの平均値をρとすると分散Eは、下
式のようになる。このEの値をエッジ成分量の測定値と
する。
【0027】
【数2】
【0028】フレーム情報量測定部5は、フレーム画像
が入力される毎に輝度値の画素間差分の分散Eを測定す
る。インデックスフレーム選択部6は、フレーム情報量
測定部5が出力する測定値の最大値を記憶していて、あ
らたな測定値が入力される毎に最大値との比較を行い、
最大値より大きい値が検出された場合はその値を最大値
として更新する。動画像入力前の最大値の初期値は0と
しておく。最大値を更新すると同時に、最大値が検出さ
れたフレーム画像データを、フレームメモリ2からフレ
ームメモリ7へ転送する。したがって、フレームメモリ
7には常にエッジ成分量が最大となるフレーム画像が記
憶されることになる。
【0029】表示制御部8は、カット検出部3で検出さ
れたショットのインデックス画像を表示するか否かを決
定する。表示制御部8は、ショット時間長測定部4の出
力Tと、フレーム情報量測定部5の出力Eが、それぞれ
以下に述べる2つの条件を共に満たす場合に、フレーム
メモリ7に記録されている画像をインデックス画像とし
て表示すると判断する。第1の表示条件は、ショット時
間長測定部4で計測されたショットの継続時間長Tがあ
らかじめ設定された閾値α1を越えていることであり、
第2の表示条件は、フレーム情報量測定部5で計算され
た分散Eがあらかじめ設定された閾値β1を越えている
ことである。また、表示制御部8がショット時間長測定
部4とフレーム情報量測定部5から入力を受けるタイミ
ングは、カット検出部3が次のカットを検出したときと
する。したがって、インデックス画像が表示されるタイ
ミングも次のカットが検出されたときである。
【0030】画像処理部9では、表示制御部8で表示す
ると判断されたフレームメモリ7の画像に対して画像処
理を行い、インデックス画像を作成し、表示用画像メモ
リ10に転送する。表示用画像メモリ10は全てのイン
デックス画像を記録するのに十分な容量を持っているも
のである。画像処理部9で行われる画像処理は、あらか
じめ設定された大きさへの縮小変換である。その設定さ
れた大きさとは、画像表示部11の表示画面上におい
て、各インデックス画像の内容が理解でき、かつ動画全
体の内容を理解するために十分な数のインデックス画像
が一覧表示できる大きさである。また、入力時にフレー
ム縮小処理がなされている場合には、縮小変換をなくす
こともできる。その他の画像処理として、エッジ強調等
の画質の鮮明化処理を加えてもよい。
【0031】画像表示部11は、画像表示用メモリ10
内のインデックス画像を1枚ずつ読みだし、表示画面上
のあらかじめ設定された位置に時間順に表示する。ショ
ット数が多いために全てのインデックス画像を一画面で
表示できない場合には、複数の画面を切替えて表示して
もよい。なお、これらの表示内容を、図1の印刷装置に
出力してもよい。
【0032】以上のオンライン処理の流れを図2を参照
して説明する。まず動画像入力部1によってフレーム画
像が読み込まれる(A1)。次にカット検出部3によっ
てカットの判定がなされる(A2)。カットが検出され
るまで、ショット時間長計測部4によって継続時間長T
が測定され、フレーム情報量測定部5によって分散Eが
測定され、インデックスフレーム選択部6によってイン
デックスフレームの更新がされ続ける(A3)。
【0033】カットが検出された場合には、表示制御部
8によってまず継続時間長Tと閾値α1の比較がなされ
(A4)、Tがα1以下の場合はインデックス画像は表
示されずに次のフレームが読み込まれる。Tがα1より
大きい場合は、表示制御部8によって分散Eと閾値β1
の比較がなされ(A5)、Eがβ1以下の場合はインデ
ックス画像は表示されずに次のフレームが読み込まれ
る。
【0034】Eがβ1より大きい場合は、画像処理部9
によってインデックス画像が作成される(A6)。その
インデックス画像は、画像表示部11の表示画面に追加
表示される(A7)。最後に最終フレームまで入力され
たかどうかの判定がなされ(A8)、最終フレームまで
到達していない場合には次のフレームが読み込まれ、以
上の処理が繰り返される。入力が終了した場合には、後
述するオフライン処理が実行される。
【0035】図5を用いて、検出されたショットからイ
ンデックス一覧画面が表示される過程を説明する。図5
(a)は、入力された動画像である。検出されたショッ
トは1番から順に通し番号が付けられている。横軸は経
過時間を示し、各ショットの幅は継続時間長Tに対応し
ているものとする。前述の条件を満たしたショットのイ
ンデックス画像が、図5(b)に示されるように、画面
に表示される。図5(b)では、ショット6とショット
7の切り変わりまでが検出されていて、ショット6のイ
ンデックス画像までが一覧画面に表示されているものと
する。図5(b)の黒塗の長方形は、まだインデックス
画像が表示されていないことを示している。ここでは、
ショット2の継続時間長Tが閾値α1以下であるため
に、インデックス画像は表示されない。また、ショット
4に関しては継続時間長Tはα1を越えているが、イン
デックス画像の分散Eが閾値β1以下であるため、イン
デックス画像は表示されない。以上が本発明のオンライ
ン処理に関する説明である。
【0036】以上説明したように、本発明ではインデッ
クス画像を選択する尺度として、画像の情報の変化量と
ショットの継続時間長を用いた。従って、ニュース映像
の場合、アナウンサーが写っている画像にテロップや映
像が挿入されているフレームは、アナウンサーのみが写
っているフレームと比較して、何らかの幾何学的構造を
持つ対象物体や文字が多くなっているため、そのフレー
ムの持つエッジ成分が多くなり、本発明では、ニュース
情報として有益なフレームを選択してインデックス画像
にすることができる。
【0037】また、ビデオ撮影した画像も、撮影当初
は、フォーカスの合っていないフレームのため、エッジ
成分が比較的少ないが、その後フォーカスが合った画像
はエッジ成分が多いため、本発明では、フォーカスの合
った鮮明なフレームを選択してインデックス画像にする
ことができる。
【0038】さて、ショット数が非常に多い場合には一
覧表示画面の枚数も多くなり、内容を把握するのに労力
を要することになる。そこで、動画像が最後まで入力さ
れた後、表示されたインデックス画像の数が動画全体の
時間長に応じてあらかじめ設定された閾値を越える場合
には、その閾値までインデックス画像の数を減らす処理
であるオフライン処理を本装置で行う。具体的には、表
示制御部8は検出された全てのショットの継続時間長T
を記憶しているものとし、そのオフライン処理を図3と
図5を用いて説明する。なお、図2のフローチャート
は、図3につながっている。
【0039】インデックス画像の数NIがあらかじめ設
定された閾値γ1以下の場合は、各ショットの継続時間
長TAの値に関係なくインデックスの削除は行わず処理
は終了する(B1)。NIがγ1を越える場合には、TA
とθ1を比較し(B2)、TAがθ1より小さいときは
Iが閾値γ1になるようにインデックス画像を削除す
る(B3)。
【0040】TAがθ1以上の場合は、NIとγ2(>γ
1)とを比較し(B4)、NIがγ2以下の場合は処理
を終了する。NIがγ2を越える場合には、TAとθ2
(>θ1)を比較し(B5)、TAがθ2より小さいと
きはNIが閾値γ2になるようにインデックス画像を削
除する(B6)。
【0041】以下同様にn番目の閾値、γnとθnの値
が設定されているものとし、処理を繰り返す。NIとγ
n(>γn−1)とを比較し(B7)、NIがγn以下
の場合は処理を終了する。NIがγnを越える場合に
は、TAとθn(>θn−1)を比較し(B8)、TA
θnより小さいときはNIが閾値γnになるようにイン
デックス画像を削除する(B9)。
【0042】以上説明したインデックス画像の削除処理
は表示制御部8で行われる。表示制御部8は、該当する
ショットの継続時間長が短いものから順番に、閾値を越
える数のインデックス画像を削除する処理を行う。他の
実施の形態として、削除するインデックス画像の基準に
フレーム情報量測定部5で求めたフレームの情報の変化
量を用いて同様に処理しても良く、その場合は、フレー
ムの情報の変化量が少ない順に、インデックス画像は表
示用画像メモリ10より削除され、画像表示部11は、
あらためて表示用画像メモリ10より読み出すことによ
って、インデックス数を減らした一覧画面を再表示す
る。以上で本発明のオフライン処理は終了する。
【0043】図5(c)は、動画像の入力が終了した
後、オフライン処理が行われ、一画面内に収まるように
再表示されたインデックス画像の一覧画面を示してい
る。図5(b)の一覧画面と比較すると、インデックス
数が多いために継続時間長の短いショット3が削除され
ている。なお、これらの表示内容を、図1の印刷装置に
出力してもよい。
【0044】以上説明した実施の形態での処理は、プロ
グラムにより実行されるが、このプログラムの全部また
は一部を、直接あるいは通信回線を介してフロッピー
(登録商標)ディスクやハードディスク等のコンピュー
タ読取可能な記録媒体に予め格納しておき、必要に応じ
てインストールして用いてもよい。
【0045】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、各ショッ
トから情報量が多く有益と推定されるインデックス画像
を選択して表示できる。請求項2記載の発明によれば、
ショット内で最も輝度値の変化量が多いフレームをイン
デックス画像として選択することができる。請求項3記
載の発明によれば、より有益と推定されるインデックス
画像を選択して表示できる。
【0046】請求項4または請求項5記載の発明によれ
ば、いったん選択されたインデックス画像から、継続時
間長の短いショットのインデックス画像または情報量の
変化の少ないインデックス画像を表示しないようにする
ため、表示されるインデックス画像の数が必要以上に多
くならないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係るブロック構成図である。
【図2】オンライン処理でのフローチャートである。
【図3】オフライン処理部のフローチャートである。
【図4】画素間差分値の分布図である。
【図5】インデックス画像を一覧表示の動作を説明する
図である。
【符号の説明】
4 ショット時間長測定部 5 フレーム情報量測定部 8 表示制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B075 ND12 NK10 PP10 PQ02 PQ46 PQ48 PQ66 PR06 QM08 5C052 AA17 AC08 DD04 GA01 GA03 GA05 GA07 GB01 GC03 GE04 5D110 AA04 AA13 AA28 DA08 DA12 DD02 EA08 FA02 FA04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 順次入力された画像の各ショットを代表
    するフレームをインデックス画像として表示するインデ
    ックス画像表示装置であって、 各ショットの継続時間長を測定するショット時間長測定
    手段と、 各ショットのフレームごとの情報の変化量の評価結果を
    測定するフレーム情報量測定手段と、 上記継続時間長及び上記情報の変化量の評価結果に基づ
    いて各ショットを代表するフレームを選択してインデッ
    クス画像として表示する表示制御手段と、を有すること
    を特徴とするインデックス画像表示装置。
  2. 【請求項2】 上記表示制御手段は、輝度値の変化量の
    分布が最大となるフレームを選択することを特徴とする
    請求項1記載のインデックス画像表示装置。
  3. 【請求項3】 上記表示制御手段は、上記継続時間長及
    び上記情報の変化量の評価結果が所定の閾値を越えたシ
    ョットのフレームを選択することを特徴とする請求項1
    記載のインデックス画像表示装置。
  4. 【請求項4】 上記表示制御手段は、選択されたインデ
    ックス画像を上記継続時間長の短い順に削除することを
    特徴とする請求項1記載のインデックス画像表示装置。
  5. 【請求項5】 上記表示制御手段は、選択されたインデ
    ックス画像を上記情報の変化量の少ない順に削除するこ
    とを特徴とする請求項1記載のインデックス画像表示装
    置。
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Cited By (2)

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