JP2011238120A - Discomfort degree estimation device and discomfort degree estimation program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像の不快度を推定する不快度推定装置及び不快度推定プログラムに関する。 The present invention relates to a discomfort level estimation apparatus and a discomfort level estimation program for estimating a discomfort level of an image.
家庭で放送、録画映像、パーソナルコンピュータ映像等を視聴する際のディスプレイが大画面化するのに伴い、画面動揺(映像の揺れ)、いわゆるグローバルモーションによって誘発される不快感が増大する傾向があり、場合によっては視聴者が映像酔いを起こして健康被害に至る例もある。かかる事態を予防するため、手持ち撮影用ビデオカメラ等には「手ぶれ補正」機能の搭載がほぼ必須となっている。また、撮影された映像に含まれるグローバルモーションを軽減する「映像スタビライズ」ソフトウェアも数多く開発されている。さらに、グローバルモーションと脈拍・血圧等との生理的な指標との関係を探ることによって、不快な状態を推定しようとする試みも行われている(非特許文献1参照)。 As the display when watching broadcasts, recorded videos, personal computer videos, etc. at home increases in screen size, there is a tendency for discomfort induced by screen motion (video motion), so-called global motion, to increase. In some cases, viewers may experience video sickness resulting in health damage. In order to prevent such a situation, it is almost essential to install a “camera shake correction” function in a hand-held video camera or the like. In addition, a lot of “Video Stabilization” software has been developed to reduce the global motion contained in the captured video. Furthermore, an attempt has been made to estimate an unpleasant state by searching for a relationship between global motion and physiological indices such as pulse and blood pressure (see Non-Patent Document 1).
しかし、前記した「手ぶれ補正」では長周期の揺れは補正ができない、あるいは不十分であり、「映像スタビライズ」では、短い期間内の映像の揺れを無くすか低減したり、滑らかな画面移動に変換したりするだけで、どのような性質でどの程度の大きさの揺れならば残っていても良いといった客観的な基準に則っているものではない。また、この客観的な基準として脈拍・血圧等の生理的な指標を用いることができたとしても、明示できるのは健康被害に達する条件および、その条件に対する現在の生理的状態の程度のみである。 However, the above-mentioned “camera shake correction” cannot correct or inadequate long-period shaking, and “image stabilization” eliminates or reduces image shaking within a short period or converts it to smooth screen movement. It is not based on an objective standard that it can be left as long as it is shaken by what kind of property and how much. In addition, even if physiological indices such as pulse and blood pressure can be used as this objective standard, it is possible to specify only the conditions for reaching a health hazard and the current physiological state for those conditions. .
これに対し、放送、映画等の映像コンテンツの供給者は、映像制作段階において、映像の安全性のみならず、視聴者の大半にグローバルモーションに伴う不快感を催させないように留意する必要がある。しかしながら、前記した従来の技術は、グローバルモーションに対する視聴者の心理的な「不快度」を具体的に把握するものではなく、グローバルモーションによる「不快度」を基準として映像の良否を判定するには不向きであった。 On the other hand, suppliers of video content such as broadcasts and movies need to be careful not to cause discomfort associated with global motion to the majority of viewers in addition to video safety during the video production stage. . However, the above-described conventional technology does not specifically grasp the viewer's psychological “discomfort” with respect to global motion, but to determine the quality of a video based on the “discomfort” due to global motion. It was unsuitable.
本発明は、前記した事情に鑑みて創案されたものであり、グローバルモーションによって視聴者が感じる不快度をグローバルモーションに基づいて推定することが可能な不快度推定装置及び不快度推定プログラムを提供することを課題とする。 The present invention has been developed in view of the above-described circumstances, and provides a discomfort level estimation device and a discomfort level estimation program capable of estimating a discomfort level felt by a viewer based on global motion based on the global motion. This is the issue.
前記課題を解決するため、本発明の不快度推定装置は、映像における画面動揺を示すグローバルモーションに基づいて不快度を推定する不快度推定装置であって、グローバルモーション検出部と、離散フーリエ変換部と、重み付け部と、不快度算出部と、不快度補正部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problem, a discomfort degree estimation apparatus according to the present invention is a discomfort degree estimation apparatus that estimates a discomfort degree based on a global motion indicating screen motion in a video, and includes a global motion detection unit and a discrete Fourier transform unit. And a weighting unit, a discomfort calculation unit, and a discomfort correction unit.
かかる構成により、不快度推定装置は、グローバルモーション検出部によって、前記映像の時間的に隣接する画像間における複数種類のグローバルモーションを検出し、離散フーリエ変換部によって、前記複数種類のグローバルモーションに対して、それぞれ、周波数が低いほど長い期間で離散フーリエ変換を施すことによって、前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分を算出し、重み付け部によって、前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分に対して、それぞれ重み付けを施し、不快度算出部によって、前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分の非線形和を算出することによって、不快度を算出し、不快度補正部によって、前回の前記不快度が大きいほど今回の前記不快度が大きくなるように今回の前記不快度を補正する。 With this configuration, the discomfort level estimation device detects a plurality of types of global motion between temporally adjacent images of the video by a global motion detection unit, and performs a discrete Fourier transform unit on the plurality of types of global motion. The frequency components of the plurality of types of global motion are calculated by performing discrete Fourier transform in a longer period as the frequency is lower, and the frequency components of the plurality of types of global motion are respectively calculated by the weighting unit. Weighting is performed, and the discomfort degree calculation unit calculates a non-linear sum of the frequency components of the plurality of types of global motions, thereby calculating the discomfort degree. In order to increase the discomfort level, Degrees to correct for.
この不快度推定装置では、視聴者の生理的指標によらず、グローバルモーションに基づいて不快度を推定することができる。また、重み付け部が複数種類のグローバルモーションに対してそれぞれ重み付けを施すので、複数種類のグローバルモーションの周波数成分と、それに起因する不快度と、の関係を調整し、複数種類のグローバルモーションに基づく不快度を同列に扱うことができる。また、不快度補正部が前回の不快度に基づいて今回の不快度を補正するので、グローバルモーションが長時間継続する場合の蓄積効果を反映した不快度を出力することができる。 With this discomfort level estimation device, the discomfort level can be estimated based on global motion regardless of the viewer's physiological index. In addition, since the weighting unit weights multiple types of global motion, the relationship between the frequency components of multiple types of global motion and the level of discomfort resulting from them is adjusted, and unpleasantness based on multiple types of global motion. Degrees can be handled in the same row. Further, since the discomfort level correcting unit corrects the current discomfort level based on the previous discomfort level, it is possible to output the discomfort level reflecting the accumulation effect when the global motion continues for a long time.
前記グローバルモーション検出部は、前記複数種類のグローバルモーションとして、上下移動、左右移動、回転、及び、ズームに関するグローバルモーションを検出する構成であってもよい。 The global motion detection unit may be configured to detect global motion related to vertical movement, horizontal movement, rotation, and zoom as the plurality of types of global motion.
前記重み付け部は、前記フーリエ変換部によって算出された前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分に対して、それぞれ、前記複数種類のグローバルモーションの周波数ごとに予め求められた不快閾値の逆数を、前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分に対して乗算することによって重み付けを施す構成であってもよい。 The weighting unit, for the frequency components of the plurality of types of global motion calculated by the Fourier transform unit, respectively, calculates the reciprocal number of the discomfort threshold obtained in advance for each frequency of the plurality of types of global motion. A configuration may be used in which weighting is performed by multiplying frequency components of various types of global motion.
前記不快度算出部は、前記非線形和を対数に変換したものを前記不快度として前記不快度補正部へ出力する構成であってもよい。 The discomfort degree calculation unit may output the non-linear sum converted to a logarithm as the discomfort degree to the discomfort degree correction unit.
この不快度推定装置では、等間隔に増加するような値として補正前の不快度を算出することができる。 In this discomfort degree estimation apparatus, the uncomfortable degree before correction can be calculated as a value that increases at equal intervals.
前記不快度補正部は、前回の前記不快度に0よりも大きく1よりも小さい定数を乗じ、今回の前記不快度に、定数が乗じられた前回の前記不快度を加算することによって、不快度を算出する構成であってもよい。 The discomfort level correcting unit multiplies the previous discomfort level by a constant larger than 0 and smaller than 1, and adds the previous discomfort level multiplied by the constant to the current discomfort level, thereby obtaining the discomfort level. May be configured to calculate.
また、本発明は、コンピュータを前記した不快度推定装置として機能させる不快度推定プログラムとしても具現化可能である。 The present invention can also be embodied as a discomfort level estimation program that causes a computer to function as the above-described discomfort level estimation device.
本発明によれば、グローバルモーションによって視聴者が感じる不快度をグローバルモーションに基づいて推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the degree of discomfort felt by the viewer by global motion based on the global motion.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。本発明において、「グローバルモーション」は、映像の動きの中における画面全体の動き(画面動揺)を指し、映像の中で被写体が局所的に動く「ローカルモーション」とは区別される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. Similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the present invention, “global motion” refers to movement of the entire screen (motion of the screen) in the motion of the video, and is distinguished from “local motion” in which the subject moves locally in the video.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る不快度推定装置1は、機能部として、グローバルモーション検出部10と、離散フーリエ変換部20と、重み付け部30と、不快度算出部40と、不快度補正部50と、を備える。
As shown in FIG. 1, the discomfort level estimation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention includes a global
<グローバルモーション検出部>
グローバルモーション検出部10は、映像信号を取得し、取得された映像信号に基づいて、映像の時間的に隣接する画像間における複数種類のグローバルモーション(フレーム間の差分)を時系列に検出し、検出結果を離散フーリエ変換部20へ出力する。本実施形態において、グローバルモーション検出部10は、複数種類のグローバルモーションとして、上下移動に関するグローバルモーション(撮像装置の上下方向(チルト)移動量)、左右移動量に関するグローバルモーション(撮像装置の左右方向(パン)移動量)、回転に関するグローバルモーション(撮像装置の光学軸まわり(ロール)の回転量)、及び、ズームに関するグローバルモーション(撮像装置のズーム倍率の変化量)を検出する。
<Global motion detector>
The global
なお、上下移動に関するグローバルモーションに関しては、画像中の被写体が上向きに動いた場合をプラスとし、下向きに動いた場合をマイナスとする。また、左右移動に関するグローバルモーションに関しては、画像中の被写体が右向きに動いた場合をプラスとし、左向きに動いた場合をマイナスとする。また、回転に関するグローバルモーションに関しては、画像中の被写体が反時計回りに回転した場合をプラスとし、時計回りに回転した場合をマイナスとする。また、ズームに関するグローバルモーションに関しては、画像中の被写体のサイズが拡大した場合をプラスとし、縮小した場合をマイナスとする。 In addition, regarding the global motion related to the vertical movement, the case where the subject in the image moves upward is positive, and the case where the subject moves downward is negative. As for the global motion related to the left / right movement, the positive is when the subject in the image moves to the right, and the negative when the subject moves to the left. In addition, regarding global motion related to rotation, a positive value is obtained when the subject in the image rotates counterclockwise, and a negative value when the object rotates clockwise. As for the global motion related to zoom, a positive value is given when the size of the subject in the image is enlarged, and a negative value is given when the size is reduced.
また、グローバルモーション検出部10は、前記した複数種類のグローバルモーションを、視聴者が標準観視条件で映像を視聴した際の画面全体における平均移動視角量として正規化する構成であってもよい。ここで、標準観視条件とは、例えば、ハイビジョン映像の場合において、画面の高さの3倍の距離から視聴するような視聴条件のことを言う。かかる構成により、画素数(上下移動及び左右移動に関するグローバルモーション)、角度(回転に関するグローバルモーション)、サイズ比(ズームに関するグローバルモーション)と単位が異なっていた各グローバルモーションを同等に扱うことができる。
Further, the global
グローバルモーション検出部10は、一般的なグローバルモーションの検出手法として、画面を複数のブロックに分割し、各ブロックの画像のフレーム間での移動量をブロックマッチングによって算出し、ブロック位置を補正した後の対応自乗誤差が最小となる場合のグローバルモーションの値を算出する。かかる算出手法において、グローバルモーション検出部10は、RANSAC(RANdom SAmple Consensus)法、MPDE(MultiPartial Differential Equation)法等といった公知の手法を適宜採用することができる。
As a general global motion detection method, the global
<離散フーリエ変換部>
離散フーリエ変換部20は、グローバルモーション検出部10によって検出された複数種類のグローバルモーションを取得し、取得された複数種類のグローバルモーションに対して、それぞれ、周波数が低いほど長い期間で離散フーリエ変換を施すことによって、複数種類のグローバルモーションの周波数成分(振幅の絶対値に比例する値)を算出し、算出結果を重み付け部30へ出力する。
<Discrete Fourier transform unit>
The discrete Fourier
本実施形態において、離散フーリエ変換部20は、1[秒]ごとに離散フーリエ変換を行う。これは、大半の視聴者(評価実験における平均的な評定者)において不快度が閾値に達するまでには早くても2[秒]を要することから、1[秒]間隔で不快度を推定すれば十分な精度が得られるためである。
In the present embodiment, the discrete Fourier
本実施形態において、離散フーリエ変換部20は、上下移動に関するグローバルモーションに対して離散フーリエ変換を施す上下移動用離散フーリエ変換部21と、左右移動に関するグローバルモーションに対して離散フーリエ変換を施す左右移動用離散フーリエ変換部22と、回転に関するグローバルモーションに対して離散フーリエ変換を施す回転用離散フーリエ変換部23と、ズームに関するグローバルモーションに対して離散フーリエ変換を施すズーム用離散フーリエ変換部24と、を備える。
In the present embodiment, the discrete Fourier
図2は、離散フーリエ変換部によって算出される周波数成分の周波数と、当該周波数成分を算出するための時間窓の時間窓長(フレーム数)と、の関係を示す表である。図2に示すように、離散フーリエ変換部20は、グローバルモーションが揺れとしてではなく、ほぼ定速運動として認識される0.06[Hz]以下の周波数成分(時間窓長34.13[秒]の0〜2周期)を、周波数成分の算出の対象外としている。
FIG. 2 is a table showing the relationship between the frequency component frequency calculated by the discrete Fourier transform unit and the time window length (number of frames) of the time window for calculating the frequency component. As shown in FIG. 2, the discrete
また、グローバルモーションが不快なものとして認識されるには、3〜5周期を要することが評価実験によって明らかになっているので、離散フーリエ変換部20は、各時間窓において、最低周波数(1周期)の約3〜5倍の周波数におけるグローバルモーションの周波数成分を算出する。
Moreover, since it is clear from the evaluation experiment that it takes 3 to 5 cycles for the global motion to be recognized as unpleasant, the discrete
すなわち、最低周波数の2倍の周波数(2周期)が0.06[Hz]よりも若干小さくなる時間窓を最長の時間窓とすればよいので、本実施形態では、離散フーリエ変換部20は、標準的なフレーム周波数である30[Hz]の映像において、最長の時間窓を1024フレーム(34.13[秒])に設定して離散フーリエ変換を行う。
That is, since the time window in which the frequency (two cycles) twice the lowest frequency is slightly smaller than 0.06 [Hz] may be used as the longest time window, in this embodiment, the discrete
そして、離散フーリエ変換部20は、時間窓長を1/2にしつつ、それぞれの時間窓長において最低周波数の約3〜5倍の周波数におけるグローバルモーションの周波数成分を算出する。なお、10[Hz]以上のグローバルモーションに関しては、画面の動揺ではなく二重像として認識されるため、離散フーリエ変換部20は、時間窓を16フレーム(0.53[秒])に設定して離散フーリエ変換を行う。
Then, the discrete
上下移動用離散フーリエ変換部21は、フレーム数を1024に設定して、0.088[Hz]、0.117[Hz]、0.146[Hz]の上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を算出し、フレーム数を512に設定して、0.176[Hz]、0.234[Hz]、0.293[Hz]の上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を算出し、フレーム数を256に設定して、0.352[Hz]、0.469[Hz]、0.586[Hz]の上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を算出し、フレーム数を128に設定して、0.703[Hz]、0.938[Hz]、1.172[Hz]の上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を算出し、フレーム数を64に設定して、1.406[Hz]、1.875[Hz]、2.344[Hz]の上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を算出し、フレーム数を32に設定して、2.813[Hz]、3.750[Hz]、4.688[Hz]の上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を算出し、フレーム数を16に設定して、5.625[Hz]、7.500[Hz]、9.375[Hz]、11.250[Hz]、13.125[Hz]、15.000[Hz]の上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を算出する。なお、左右移動用離散フーリエ変換部22、回転用離散フーリエ変換部23及びズーム用離散フーリエ変換部24も、上下移動用離散フーリエ変換部21と同様に、各グローバルモーションの周波数成分を算出する。
The discrete
本実施形態では、各時間窓において離散フーリエ変換が行われる周波数に重なりも抜けも無いので、離散フーリエ変換部20は、グローバルモーションの総エネルギーが保存された状態で周波数成分を算出することができる。したがって、本実施形態に係る不快度推定装置1は、ウェーブレット変換等を行うフィルタバンクを備える必要がない。
In the present embodiment, since there is no overlap or omission in the frequency at which the discrete Fourier transform is performed in each time window, the discrete
また、離散フーリエ変換部20は、フレーム数(時間窓長)を繰り返し1/2にするのに都合の良い2のべき乗に設定しているが、離散フーリエ変換を施して算出される周波数成分は、各時間窓において3個(最短の時間窓においてのみ6つ)であるので、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を行う必要がなく、フレーム数を2のべき乗に設定しなくてもよい。
The discrete
<重み付け部>
重み付け部30は、離散フーリエ変換部20から出力された複数種類のグローバルモーションの周波数成分を取得し、取得された複数種類のグローバルモーションの周波数成分に対して、それぞれ、重み付けを施すものであり、本実施形態では、重み付けとして、周波数ごとに予め求められた不快閾値の逆数を、複数種類のグローバルモーションの周波数成分に対して乗算し、乗算結果を不快度算出部40へ出力する。本実施形態において、重み付け部30は、上下移動用重み付け部31と、左右移動用重み付け部32と、回転用重み付け部33と、ズーム用重み付け部34と、を備える。
<Weighting section>
The
図3は、不快閾値の逆数の周波数特性の一例を示すグラフである。ここで、不快閾値とは、各グローバルオーションに関して、周波数ごとに、視聴者が不快であると感じるグローバルモーションの周波数成分の閾値(不快閾値)を多数の評定者の幾何平均によって求めた値である。図3における縦軸(不快閾値の逆数)は、リニアスケールであり、単位としては、例えば、平均視覚速度の逆数である[sec/deg]等を採用することができる。また、不快閾値の逆数は、周波数間の値の比(相対値)が意味を有するものであって、その値自体に関しては、当業者によって適宜設定可能である。 FIG. 3 is a graph showing an example of the frequency characteristic of the reciprocal of the unpleasant threshold. Here, the unpleasant threshold value is a value obtained by calculating the frequency component threshold value (unpleasant threshold value) of the global motion that the viewer feels unpleasant for each frequency by the geometric average of many evaluators. . The vertical axis in FIG. 3 (the reciprocal of the unpleasant threshold) is a linear scale, and for example, [sec / deg] that is the reciprocal of the average visual speed can be adopted. Further, the reciprocal of the unpleasant threshold is meaningful by the ratio (relative value) of values between frequencies, and the value itself can be appropriately set by those skilled in the art.
上下移動用重み付け部31は、上下移動用離散フーリエ変換部21から出力された上下移動に関するグローバルモーションの周波数成分を取得し、取得された複数の周波数成分に重み付けを施し、重み付けの結果を不快度算出部40へ出力する。本実施形態では、0.088[Hz]の上下移動に関する周波数成分をa1、0.117[Hz]の上下移動に関する周波数成分をa2、・・・、15.000[Hz]の上下移動に関する周波数成分をa24とし、0.088[Hz]の上下移動に関する不快閾値の逆数をk1、0.117[Hz]の上下移動に関する不快閾値の逆数をk2、・・・、15.000[Hz]の上下移動に関する不快閾値の逆数をk24としたとき、上下移動用重み付け部31は、重み付けの結果として、k1・a1,k2・a2,・・・,k24・a24を不快度算出部40へ出力する。
The weighting unit for
左右移動用重み付け部32は、左右移動用離散フーリエ変換部22から出力された左右移動に関するグローバルモーションの周波数成分を取得し、取得された複数の周波数成分に重み付けを施し、重み付けの結果を不快度算出部40へ出力する。本実施形態では、0.088[Hz]の左右移動に関する周波数成分をa25、0.117[Hz]の左右移動に関する周波数成分をa26、・・・、15.000[Hz]の左右移動に関する周波数成分をa48とし、0.088[Hz]の左右移動に関する不快閾値の逆数をk25、0.117[Hz]の左右移動に関する不快閾値の逆数をk26、・・・、15.000[Hz]の左右移動に関する不快閾値の逆数をk48としたとき、左右移動用重み付け部32は、予め記憶された不快閾値の逆数(重み値)と周波数成分とを乗算することによってk25・a25,k26・a26,・・・,k48・a48を算出し、重み付けの結果として、かかる算出結果を不快度算出部40へ出力する。
The left / right moving
回転用重み付け部33は、回転用離散フーリエ変換部23から出力された回転に関するグローバルモーションの周波数成分を取得し、取得された複数の周波数成分に重み付けを施し、重み付けの結果を不快度算出部40へ出力する。本実施形態では、0.088[Hz]の回転に関する周波数成分をa49、0.117[Hz]の回転に関する周波数成分をa50、・・・、15.000[Hz]の回転に関する周波数成分をa72とし、0.088[Hz]の回転に関する不快閾値の逆数をk49、0.117[Hz]の回転に関する不快閾値の逆数をk50、・・・、15.000[Hz]の回転に関する不快閾値の逆数をk72としたとき、回転用重み付け部33は、予め記憶された不快閾値の逆数(重み値)と周波数成分とを乗算することによってk49・a49,k50・a50,・・・,k72・a72を算出し、重み付けの結果として、かかる算出結果を不快度算出部40へ出力する。
The
ズーム用重み付け部34は、ズーム用離散フーリエ変換部24から出力されたズームに関するグローバルモーションの周波数成分を取得し、取得された複数の周波数成分に重み付けを施し、重み付けの結果を不快度算出部40へ出力する。本実施形態では、0.088[Hz]のズームに関する周波数成分をa73、0.117[Hz]のズームに関する周波数成分をa74、・・・、15.000[Hz]のズームに関する周波数成分をa96とし、0.088[Hz]のズームに関する不快閾値の逆数をk73、0.117[Hz]のズームに関する不快閾値の逆数をk74、・・・、15.000[Hz]のズームに関する不快閾値の逆数をk96としたとき、ズーム用重み付け部34は、予め記憶された不快閾値の逆数(重み値)と周波数成分とを乗算することによってk73・a73,k74・a74,・・・,k96・a96を算出し、重み付けの結果として、かかる算出結果を不快度算出部40へ出力する。
The
<不快度算出部>
不快度算出部40は、重み付け部30によって重み付けされた周波数成分k1・a1〜k96・a96を取得し、かかる重み付けされた周波数成分k1・a1〜k96・a96に基づいて、不快度cを算出する。本実施形態において、不快度算出部40は、不快度cを1秒ごとに繰り返し算出して不快度補正部50へ出力する。図4は、図1の不快度算出部を示す詳細ブロック図である。図4に示すように、不快度算出部40は、成分加算部41と、対数変換部42と、所定時間内最大値検出部43と、を備える。
<Discomfort calculation unit>
Discomfort calculating
成分加算部41は、重み付け部30から出力された、重み付けされた周波数成分k1・a1〜k96・a96を取得し、これらを非線形加算することによって、非線形和bを算出し、算出結果を成分加算部42へ出力する。
b={Σ(kn・an)γ}1/γ
The
b = {Σ (k n · a n) γ} 1 / γ
すなわち、成分加算部41は、重み付けされた周波数成分kn・an(n=1,2,・・・96)をそれぞれγ乗したものを全て加算し、その1/γ乗を算出することよって、非線形和bを得る。ここで、非線形和bは、γ=1の場合には、重み付けされた周波数成分の和(振幅和)となり、γ=2の場合には、グローバルモーションのエネルギーの和となる。主観評価実験の各評定者について調べると、γが約2である場合に後記する不快値dが主観評価実験に適合する。しかし、評定による不快値が同じ2つの種類のグローバルモーションを合成した場合に、評定者ごとに見ると平均値のまわりにそれぞれ30%程度の標準偏差が存在するため、電力和の場合よりも不快値が4%ほど大きくなる。この場合には、γは約1.8となる。したがって、γの値は、
1.8≦γ≦2.0
を満たすように設定されることが望ましい。
That is, the
1.8 ≦ γ ≦ 2.0
It is desirable to set so as to satisfy.
対数変換部42は、成分加算部41から出力された非線形和bを対数に変換することによって、不快度cを算出し、算出結果を所定時間内最大値検出部43へ出力する。
c=logXb
The
c = log X b
このように、非線形和bを対数変換することによって不快度cを算出するのは、主観評価実験における評定に用いた「不快ではない」、「やや不快」、「不快」、「非常に不快」、「耐え難く不快」のカテゴリーの境界における、非線形和bを対数変換した値が、ほぼ等間隔になることに基づく措置である。ここで、非線形和bが約6.5倍になると、不快度が1カテゴリー上昇するので、対数の底Xは、
X≒6.5
に設定されることが望ましい。
なお、前記した不快閾値は、主観評価実験のカテゴリーにおける、「やや不快」と「不快」との境界を示す閾値である。
In this way, the degree of discomfort c is calculated by logarithmically transforming the non-linear sum b. This is a measure based on the fact that the values obtained by logarithmically transforming the nonlinear sum b at the boundary of the category of “unbearable and uncomfortable” are almost equally spaced. Here, when the nonlinear sum b is about 6.5 times, the discomfort level increases by one category.
X≈6.5
It is desirable to be set to.
The discomfort threshold described above is a threshold indicating a boundary between “somewhat discomfort” and “discomfort” in the category of the subjective evaluation experiment.
また、非線形和bには、ある値以下では長時間蓄積しても不快閾値に達しない臨界値があり、非線形和bが臨界値に等しい場合に不快度cが0となるように対数の底Xを設定し、対数変換部42は、不快度cがマイナスの場合には、当該不快度cを出力しない(又は、不快度cとして0を出力する)ように構成される。かかる臨界値は、主観評価実験によると、対数変換前の値として、不快閾値の約1/50の値に設定されることが望ましい。
Further, the nonlinear sum b has a critical value that does not reach the discomfort threshold even if it accumulates for a long time below a certain value. When the nonlinear sum b is equal to the critical value, the base of the logarithm is such that the discomfort degree c becomes zero. X is set, and the
所定時間内最大値検出部43は、離散フーリエ変換部20による離散フーリエ変換処理時点の直前の所定期間(例えば、5〜7[秒])の間における不快度cの最大値を検出し、当該最大値を不快度cとして不快度補正部50の加算部51へ出力する。これは、間欠的にグローバルモーションが無い期間が3秒程度である映像に対する評定不快度が、連続して同じ振幅のグローバルモーションが発生している映像に対する評定不快度とほぼ同様となること(すなわち、グローバルモーションが3秒程度無かった場合でも、その前後にグローバルモーションが発生していれば、ヒトは先のグローバルモーションによる影響を受けた不快度を感じてしまう)に基づく措置である。
The maximum
本実施形態において、所定時間内最大値検出部43は、記憶部43aと、最大値検出部43bと、を備える。
In the present embodiment, the maximum
記憶部43aは、対数変換部42から出力された不快度cを、直近の所定個数(例えば、5〜7個)だけ記憶し、記憶された所定個数の不快度cを最大値検出部43bへ出力するシフトレジスタである。
The
最大値検出部43bは、記憶部43aから出力された所定個数の不快度cを比較し、最大の不快度cを検出して加算部51へ出力する。
The maximum
<不快度補正部>
図1に戻り、不快度補正部50は、前回の(1秒前の)不快度c(以下、前回の不快度cmとする)が大きいほど今回の不快度c(以下、今回の不快度cm+1とする)が大きくなるように今回の不快度cm+1を補正することによって、補正後の不快度dを算出する。本実施形態において、不快度算出部50は、加算部51と、記憶部52と、乗算部53と、を備える。
<Discomfort correction unit>
Returning to Figure 1, discomfort
加算部51は、不快度算出部40から出力された前回の不快度cmを取得し、取得された前回の不快度cmを記憶部52へ出力する。
The adding
記憶部52は、加算部51から出力された前回の不快度cmを、1個だけ記憶し、記憶された前回の不快度cmを乗算部53へ出力するシフトレジスタである。
The
乗算部53は、記憶部52から出力された前回の不快度cmを取得し、取得された前回の不快度cmに定数p(0<p<1)を乗じ、算出結果のp・cmを加算部51へ出力する。この定数pは、グローバルモーションが長時間継続する場合における不快度の蓄積効果を表すものであり、不快度の推定誤差を最小とするには、p=0.005程度とすることが望ましい。
The
そして、加算部51は、不快度算出部40から出力された今回の不快度cm+1を取得し、今回の不快度cm+1に、定数が乗じられた前回の不快度p・cmを加算することによって、補正後の不快度dを算出し、算出された不快度dをディスプレイ、スピーカ等の外部装置(不快度dを利用者へ通知する通知部)へ出力するとともに、新たな前回の不快度として記憶部52へ出力する。
d=cm+1+p・cm
かかる加算部51は、離散フーリエ変換部20による離散フーリエ変換のタイミングである1[秒]ごとに補正後の不快度dを算出して出力する。
Then, the adding
d = c m + 1 + p · c m
The adding
本発明の実施形態に係る不快度推定装置1は、複数種類のグローバルモーションの周波数成分が時間的に変化するような画面動揺を伴う映像に対しても、主観評価実験における平均値に近い不快度dを推定することができる。また、推定された不快度dは、映像コンテンツ製作者が画面動揺を低減するような映像修正を施す際に、映像修正の度合いの指標として使用可能である。 The discomfort degree estimation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has a discomfort degree that is close to the average value in the subjective evaluation experiment, even for images with screen fluctuations in which frequency components of multiple types of global motion change over time. d can be estimated. Further, the estimated discomfort degree d can be used as an index of the degree of video correction when the video content producer performs video correction to reduce screen shaking.
すなわち、不快度推定装置1は、映像コンテンツ制作者によって制作段階で用いられる場合には、映像の良否の判定、映像に含まれる画面動揺をどの程度まで低減すべきかの目標設定等に好適な不快度dを映像コンテンツ製作者に提示することができるので、制作に要する時間、労力及びコストの削減が図られるだけでなく、供給される映像コンテンツの安全性及び快適性も高められる。
また、不快度推定装置1は、映像の視聴者側で用いられる場合には、画面動揺に関して安全、快適であることを保証せずに制作、流通された映像に対して、視聴前又は視聴中の表示直前に不快度dを推定してディスプレイ又はスピーカへ出力することによって、視聴時に警告を発することができるので、映像酔いによる健康被害及び不快感の誘発を防止することが可能になる。
That is, the discomfort level estimation apparatus 1 is suitable for determining whether a video is good or not, and for setting a target for how much the screen shaking included in the video should be reduced, when used by the video content creator at the production stage. Since the degree d can be presented to the video content producer, not only can the time, labor, and cost required for production be reduced, but also the safety and comfort of the supplied video content can be improved.
Further, when used on the viewer side of a video, the discomfort level estimation device 1 is pre-viewing or watching a video that has been produced and distributed without guaranteeing that the screen is safe and comfortable with respect to shaking. Since the degree of discomfort d is estimated and output to the display or the speaker immediately before the display of the image, a warning can be issued at the time of viewing, so that it is possible to prevent health damage and inducing discomfort due to video sickness.
以上、本発明の実施形態について実施形態を参照して説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、本発明は、コンピュータを前記不快度推定装置1として機能させる不快度推定プログラムとして具現化することも可能である。また、不快度決定部40によって決定された不快度dが閾値を超えた場合に、映像が不快なグローバルモーションを含んでいると判定し、判定結果をディスプレイ等の外部装置へ出力する構成であってもよい。また、対数変換部42及び所定時間内最大値検出部43は省略可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to embodiment, this invention is not limited to the said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the present invention can also be embodied as a discomfort level estimation program that causes a computer to function as the discomfort level estimation device 1. In addition, when the discomfort degree d determined by the discomfort
1 不快度推定装置
10 グローバルモーション検出部
20 離散フーリエ変換部
30 重み付け部
40 不快度算出部
50 不快度補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discomfort
Claims (6)
前記映像の時間的に隣接する画像間における複数種類のグローバルモーションを検出するグローバルモーション検出部と、
検出された前記複数種類のグローバルモーションに対して、それぞれ、周波数が低いほど長い期間で離散フーリエ変換を施すことによって、前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分を算出する離散フーリエ変換部と、
算出された前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分に対して、それぞれ重み付けを施す重み付け部と、
重み付けされた前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分の非線形和を算出することによって、前記不快度を算出する不快度算出部と、
前回の前記不快度が大きいほど今回の前記不快度が大きくなるように今回の前記不快度を補正する不快度補正部と、
を備えることを特徴とする不快度推定装置。 A discomfort level estimation device that estimates a discomfort level based on global motion indicating a screen shake in a video,
A global motion detector that detects a plurality of types of global motion between temporally adjacent images of the video;
A discrete Fourier transform unit that calculates a frequency component of the plurality of types of global motion by performing discrete Fourier transform in a longer period as the frequency is lower for each of the detected types of global motion,
A weighting unit that weights the calculated frequency components of the plurality of types of global motion,
A discomfort degree calculating unit that calculates the discomfort degree by calculating a nonlinear sum of weighted frequency components of the plurality of types of global motion;
A discomfort level correction unit that corrects the current discomfort level so that the current discomfort level increases as the previous discomfort level increases;
A discomfort degree estimation device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の不快度推定装置。 The said global motion detection part detects the global motion regarding a vertical movement, a left-right movement, a rotation, and a zoom as said multiple types of global motion. The discomfort degree estimation apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の不快度推定装置。 The weighting unit, for the frequency components of the plurality of types of global motion calculated by the Fourier transform unit, respectively, calculates the reciprocal number of the discomfort threshold obtained in advance for each frequency of the plurality of types of global motion. 3. The discomfort degree estimation apparatus according to claim 1, wherein weighting is performed by multiplying frequency components of different types of global motion.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の不快度推定装置。 The unpleasantness degree calculation unit outputs the conversion of the non-linear sum into a logarithm as the unpleasantness level to the unpleasantness degree correction unit. The unpleasantness according to any one of claims 1 to 3 Degree estimation device.
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の不快度推定装置。 The discomfort level correcting unit multiplies the previous discomfort level by a constant larger than 0 and smaller than 1, and adds the previous discomfort level multiplied by the constant to the current discomfort level after correction. The discomfort degree estimation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the discomfort degree of the current time is obtained.
コンピュータを、
前記映像の時間的に隣接する画像間における複数種類のグローバルモーションを検出するグローバルモーション検出部、
検出された前記複数種類のグローバルモーションに対して、それぞれ、周波数が低いほど長い期間で離散フーリエ変換を施すことによって、前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分を算出する離散フーリエ変換部、
算出された前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分に対して、それぞれ重み付けを施す重み付け部、
重み付けされた前記複数種類のグローバルモーションの周波数成分の非線形和を算出することによって、前記不快度を算出する不快度算出部、及び、
前回の前記不快度が大きいほど今回の前記不快度が大きくなるように今回の前記不快度を補正する不快度補正部、
として機能させることを特徴とする不快度推定プログラム。 A discomfort degree estimation program that estimates discomfort based on global motion indicating screen sway in a video,
Computer
A global motion detector for detecting a plurality of types of global motion between temporally adjacent images of the video,
A discrete Fourier transform unit for calculating the frequency components of the plurality of types of global motion by performing discrete Fourier transform on the detected types of global motions in a longer period as the frequency is lower,
A weighting unit for weighting the calculated frequency components of the plurality of types of global motion,
A discomfort degree calculating unit for calculating the discomfort degree by calculating a nonlinear sum of weighted frequency components of the plurality of types of global motion; and
A discomfort level correction unit that corrects the current discomfort level so that the current discomfort level increases as the previous discomfort level increases;
An unpleasantness degree estimation program characterized by functioning as
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