JP2978039B2 - 動画像のカット画面検出方法 - Google Patents
動画像のカット画面検出方法Info
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- JP2978039B2 JP2978039B2 JP5216895A JP21689593A JP2978039B2 JP 2978039 B2 JP2978039 B2 JP 2978039B2 JP 5216895 A JP5216895 A JP 5216895A JP 21689593 A JP21689593 A JP 21689593A JP 2978039 B2 JP2978039 B2 JP 2978039B2
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- Japan
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- screen
- cut
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- moving image
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Landscapes
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Management Or Editing Of Information On Record Carriers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は動画像のカット画面検
出方法に関し、特に、符号化されていない元のままの動
画像情報あるいは符号化された動画像情報からなる動画
像のシーンの切り替わりを高速で検出できるようにした
カット画面検出方法に関する。
出方法に関し、特に、符号化されていない元のままの動
画像情報あるいは符号化された動画像情報からなる動画
像のシーンの切り替わりを高速で検出できるようにした
カット画面検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ビデオカメラは広く普及してお
り、旅行、運動会、結婚式などの各種の催しで広く利用
されている。ビデオカメラによる撮影は、通常思いつく
ままに撮られる場合が多く、撮影後に、使えるカットと
使えないカットに切り分けて、使えるカットを適当に繋
ぎ合わせ、一つの作品に仕上げるユーザが多数存在して
いる。また、通常のテレビ放送の中において、シーンの
切り替わりを検出し、再編集するユーザもでてきてい
る。
り、旅行、運動会、結婚式などの各種の催しで広く利用
されている。ビデオカメラによる撮影は、通常思いつく
ままに撮られる場合が多く、撮影後に、使えるカットと
使えないカットに切り分けて、使えるカットを適当に繋
ぎ合わせ、一つの作品に仕上げるユーザが多数存在して
いる。また、通常のテレビ放送の中において、シーンの
切り替わりを検出し、再編集するユーザもでてきてい
る。
【０００３】従来から、このようなユーザの映像に対す
る編集活動を支援する編集装置あるいは編集方式の提案
がなされている。これらの提案の一つに、動画像の自動
カット検出に関する技術がある。この技術の概要を図７
を参照して簡単に説明する。
る編集活動を支援する編集装置あるいは編集方式の提案
がなされている。これらの提案の一つに、動画像の自動
カット検出に関する技術がある。この技術の概要を図７
を参照して簡単に説明する。
【０００４】いま、図７(a) および(c) に示されている
ような参照画面と入力画面があったとすると、各画面は
８画素×６画素のブロックに分割され、同図(b) および
(c)に示されているようにブロックごとのカラーヒスト
グラムが求められる。このカラーヒストグラムは、横軸
に色が取られ、縦軸に頻度が取られている。１ブロック
は４８個の画素から構成されているので、各画素が１６
色のどれに属するか決定され、カラーヒストグラムとし
て表現される。次いで、参照画面(r) と入力画面(i) の
ブロック(j) ごとに、１６色のカラーについてカラーヒ
ストグラムｈr,j,c とｈi,j,c との類似度Ｓj が、次式
により求められる。
ような参照画面と入力画面があったとすると、各画面は
８画素×６画素のブロックに分割され、同図(b) および
(c)に示されているようにブロックごとのカラーヒスト
グラムが求められる。このカラーヒストグラムは、横軸
に色が取られ、縦軸に頻度が取られている。１ブロック
は４８個の画素から構成されているので、各画素が１６
色のどれに属するか決定され、カラーヒストグラムとし
て表現される。次いで、参照画面(r) と入力画面(i) の
ブロック(j) ごとに、１６色のカラーについてカラーヒ
ストグラムｈr,j,c とｈi,j,c との類似度Ｓj が、次式
により求められる。
【０００５】
【数１】 続いて、該類似度Ｓj がしきい値以上のブロック数をフ
レーム間相関値として、各フレームの類似度を測定す
る。続いて、該類似度の時間差分をしきい値判定して、
カット検出を行っている。
レーム間相関値として、各フレームの類似度を測定す
る。続いて、該類似度の時間差分をしきい値判定して、
カット検出を行っている。
【０００６】上記した技術と関係する技術を開示した文
献として、例えば、上田他、「認識技術を応用した対話
型映像編集方式の提案」、電子情報通信学会論文誌 D-I
I, Vol.J75-D-II, No.2, pp.216-225, 1992 などがあ
る。
献として、例えば、上田他、「認識技術を応用した対話
型映像編集方式の提案」、電子情報通信学会論文誌 D-I
I, Vol.J75-D-II, No.2, pp.216-225, 1992 などがあ
る。
【０００７】なお、上記した技術を用いて、圧縮符号化
された動画像を認識し検索する場合には、一度画像を完
全に復号化して、元の画像に戻してから、上記認識検索
作業を行うことになる。
された動画像を認識し検索する場合には、一度画像を完
全に復号化して、元の画像に戻してから、上記認識検索
作業を行うことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、高精度な検出を行うために、フレーム内のすべての
画像データを８画素×６画素のブロックに分割して、各
フレームの類似度を測定、比較してカット検出を行うよ
うにしている。例えば、テレビ方式のNTSC方式の場合に
は、１秒間のフレーム数３０フレームすべてについて、
各フレームの類似度を測定、比較してカット検出を行う
ようにしている。このため、処理を行うために必要なハ
ードウェア負荷が大きくなるという問題があった。ま
た、報告されている処理時間は、ワークステーションを
用いた場合、約８フレーム／秒かかり、リアルタイムの
約４倍の時間を要しているため、高速検出は困難なもの
となっている。
は、高精度な検出を行うために、フレーム内のすべての
画像データを８画素×６画素のブロックに分割して、各
フレームの類似度を測定、比較してカット検出を行うよ
うにしている。例えば、テレビ方式のNTSC方式の場合に
は、１秒間のフレーム数３０フレームすべてについて、
各フレームの類似度を測定、比較してカット検出を行う
ようにしている。このため、処理を行うために必要なハ
ードウェア負荷が大きくなるという問題があった。ま
た、報告されている処理時間は、ワークステーションを
用いた場合、約８フレーム／秒かかり、リアルタイムの
約４倍の時間を要しているため、高速検出は困難なもの
となっている。
【０００９】また、従来技術では、圧縮符号化された動
画像をカット検出する場合、画像を完全に復元してから
カット検出処理を開始するため、動画再生時間とカット
検出時間とを合わせた時間が必要となり、大量の動画像
データベースなどの検出には、実用上大きな制約を受け
ることとなる。
画像をカット検出する場合、画像を完全に復元してから
カット検出処理を開始するため、動画再生時間とカット
検出時間とを合わせた時間が必要となり、大量の動画像
データベースなどの検出には、実用上大きな制約を受け
ることとなる。
【００１０】本発明の目的は、前記した従来技術に鑑
み、検出精度を下げることなく、上記従来方法の欠点で
ある検出処理時間の短縮化を図ることができる動画像の
カット画面検出方法を提供することにある。
み、検出精度を下げることなく、上記従来方法の欠点で
ある検出処理時間の短縮化を図ることができる動画像の
カット画面検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述目的を達成するため
に、請求項１の発明は、入力画面および該入力画面から
時間的に１フレームまたは複数フレーム離れた参照画面
の各々をブロック分割し、各々の画面の各ブロックの輝
度信号の平均値から、各々の画面の縮小画面を作成し、
両画面の縮小画面から、輝度信号のフレーム間差分量お
よびフレーム間差分の時間変化を求め、該輝度信号のフ
レーム間差分量および差分の時間変化に基づいて、カッ
ト画面、非カット画面を選別するようにした点に特徴が
ある。
に、請求項１の発明は、入力画面および該入力画面から
時間的に１フレームまたは複数フレーム離れた参照画面
の各々をブロック分割し、各々の画面の各ブロックの輝
度信号の平均値から、各々の画面の縮小画面を作成し、
両画面の縮小画面から、輝度信号のフレーム間差分量お
よびフレーム間差分の時間変化を求め、該輝度信号のフ
レーム間差分量および差分の時間変化に基づいて、カッ
ト画面、非カット画面を選別するようにした点に特徴が
ある。
【００１２】また、請求項２の発明は、カット画面およ
び非カット画面のいずれにも属さない画面であると選別
されたカット候補画面に対して、参照画面と入力画面の
縮小画面の色差成分のヒストグラム相関をとり、該色差
成分のヒストグラム相関値、前記フレーム間輝度信号の
差分量、および該差分量の時間変化によりカット画面、
非カット画面に選別するようにした点に特徴がある。
び非カット画面のいずれにも属さない画面であると選別
されたカット候補画面に対して、参照画面と入力画面の
縮小画面の色差成分のヒストグラム相関をとり、該色差
成分のヒストグラム相関値、前記フレーム間輝度信号の
差分量、および該差分量の時間変化によりカット画面、
非カット画面に選別するようにした点に特徴がある。
【００１３】
【作用】請求項１の発明では、入力画面および入力画面
から時間的に１フレームまたは複数フレーム離れた参照
画面をブロック分割し、各ブロックの平均値を用いて構
成された縮小画像での輝度信号の差分量および差分の時
間変化により、カット画面、および非カット画面の選別
を行う。
から時間的に１フレームまたは複数フレーム離れた参照
画面をブロック分割し、各ブロックの平均値を用いて構
成された縮小画像での輝度信号の差分量および差分の時
間変化により、カット画面、および非カット画面の選別
を行う。
【００１４】請求項２の発明では、カット候補画面に対
して、縮小画像の色差成分の色分布のヒストグラムをと
り、ヒストグラムの相関値、輝度信号の差分量および差
分の時間変化より、カット画面および非カット画面に選
別する。
して、縮小画像の色差成分の色分布のヒストグラムをと
り、ヒストグラムの相関値、輝度信号の差分量および差
分の時間変化より、カット画面および非カット画面に選
別する。
【００１５】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
【００１６】図において、１は入力画面の画像入力部、
２は参照画面の画像入力部である。該参照画面として
は、入力画面に対して時間的に１フレーム又は複数フレ
ーム（例えば、２〜１５フレーム）離れた画面を用いる
ことができる。３および４は、前記画像入力部１、２に
入力された入力画面および参照画面を縮小し、輝度信号
と色差信号の縮小画面を作成する縮小画面処理部であ
る。５は前記縮小画面処理部３、４から輝度信号の縮小
画面を得、これらから、入力画像と参照画像とのフレー
ム間差分Ｄn と、その時間的変化ΔＤn とを求めるフレ
ーム間差分部である。６はこれらの値Ｄn とΔＤn をも
とに、前記入力画面を、非カット画面、カット画面およ
びカット候補画面の３種類に分類する第１判定部であ
る。７は、カット画面であると判定された入力画面、あ
るいはそれを示すデータ（画面番号など）などを出力す
る出力部である。
２は参照画面の画像入力部である。該参照画面として
は、入力画面に対して時間的に１フレーム又は複数フレ
ーム（例えば、２〜１５フレーム）離れた画面を用いる
ことができる。３および４は、前記画像入力部１、２に
入力された入力画面および参照画面を縮小し、輝度信号
と色差信号の縮小画面を作成する縮小画面処理部であ
る。５は前記縮小画面処理部３、４から輝度信号の縮小
画面を得、これらから、入力画像と参照画像とのフレー
ム間差分Ｄn と、その時間的変化ΔＤn とを求めるフレ
ーム間差分部である。６はこれらの値Ｄn とΔＤn をも
とに、前記入力画面を、非カット画面、カット画面およ
びカット候補画面の３種類に分類する第１判定部であ
る。７は、カット画面であると判定された入力画面、あ
るいはそれを示すデータ（画面番号など）などを出力す
る出力部である。
【００１７】次に、８は前記第１判定部６にてカット候
補画面と判定された画面に対して色差ヒストグラムの相
関を求める色差ヒストグラム相関部である。該色差ヒス
トグラム相関部８は、縮小画面処理部３で求められた色
差信号の縮小画面を用いて、色差のヒストグラムの色分
布を求め、色分布の相関値ρを計算する。
補画面と判定された画面に対して色差ヒストグラムの相
関を求める色差ヒストグラム相関部である。該色差ヒス
トグラム相関部８は、縮小画面処理部３で求められた色
差信号の縮小画面を用いて、色差のヒストグラムの色分
布を求め、色分布の相関値ρを計算する。
【００１８】９は第２判定部である。該第２判定部９で
は、フレーム間差分Ｄn 、時間的変化△Ｄn 、および相
関値ρを総合的に判断して、カット検出の判定を行う。
そして、カット画面であると判定された時には、出力部
７から、カット画面であると判定された入力画面、ある
いはそれを示すデータなどを出力する。なお、前記第
１、第２判定部６、９において、カット画面と判定され
て前記入力画面等が出力部７から出力された後、あるい
は非カット画面と判定された時には、次の入力画面の処
理に移る。
は、フレーム間差分Ｄn 、時間的変化△Ｄn 、および相
関値ρを総合的に判断して、カット検出の判定を行う。
そして、カット画面であると判定された時には、出力部
７から、カット画面であると判定された入力画面、ある
いはそれを示すデータなどを出力する。なお、前記第
１、第２判定部６、９において、カット画面と判定され
て前記入力画面等が出力部７から出力された後、あるい
は非カット画面と判定された時には、次の入力画面の処
理に移る。
【００１９】次に、前記実施例の動作を詳細に説明す
る。まず、前記縮小画像処理部３、４の動作を図２を参
照して説明する。
る。まず、前記縮小画像処理部３、４の動作を図２を参
照して説明する。
【００２０】いま、同図(a) および(d) に示されている
ような入力画面と参照画面とがあったとすると、前記縮
小画像処理部３、４はこれらを例えば８画素×８画素の
ブロックに分割し、各ブロックに対して、輝度Ｙおよび
色差Ｕ、Ｖの平均値を求める。この平均値の求め方の一
例としては、各ブロック内の輝度および色差データの総
和を求め、これをデータ数で割る方法を取ることができ
る。前記縮小画像処理部３、４は、次いで、これらの平
均値をもとに、輝度および色差の縮小画面を作成する。
すなわち、縮小画面処理部３は同図(b) 、(c) に示され
ているような、それぞれ元の入力画面の１／６４のデー
タからなる輝度および色差信号の縮小画面を作成する。
同様に、縮小画面処理部４は同図(e) 、(f) に示されて
いるような、それぞれ元の参照画面の１／６４のデータ
からなる輝度および色差信号の縮小画面を作成する。
ような入力画面と参照画面とがあったとすると、前記縮
小画像処理部３、４はこれらを例えば８画素×８画素の
ブロックに分割し、各ブロックに対して、輝度Ｙおよび
色差Ｕ、Ｖの平均値を求める。この平均値の求め方の一
例としては、各ブロック内の輝度および色差データの総
和を求め、これをデータ数で割る方法を取ることができ
る。前記縮小画像処理部３、４は、次いで、これらの平
均値をもとに、輝度および色差の縮小画面を作成する。
すなわち、縮小画面処理部３は同図(b) 、(c) に示され
ているような、それぞれ元の入力画面の１／６４のデー
タからなる輝度および色差信号の縮小画面を作成する。
同様に、縮小画面処理部４は同図(e) 、(f) に示されて
いるような、それぞれ元の参照画面の１／６４のデータ
からなる輝度および色差信号の縮小画面を作成する。
【００２１】次に、フレーム間差分部５の動作を説明す
る。フレーム間差分部５では、参照画像と入力画像の輝
度Ｙの縮小画像を用いてフレーム間差分Ｄn が求められ
る。フレーム間差分Ｄn は例えば次式を用いて求めるこ
とができる。
る。フレーム間差分部５では、参照画像と入力画像の輝
度Ｙの縮小画像を用いてフレーム間差分Ｄn が求められ
る。フレーム間差分Ｄn は例えば次式を用いて求めるこ
とができる。
【００２２】
【数２】 ただし、ＤＹは輝度のブロック平均値を示す。また、T
は総ブロック数、i はブロック番号、n,n-1 はフレーム
番号で、ここではそれぞれ、n は入力画面、n-1は参照
画面を示す。以下の説明では、前記ＤＹは８ビット（２
５６段階）で表わされているものとして説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。
は総ブロック数、i はブロック番号、n,n-1 はフレーム
番号で、ここではそれぞれ、n は入力画面、n-1は参照
画面を示す。以下の説明では、前記ＤＹは８ビット（２
５６段階）で表わされているものとして説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】また、フレーム間差分の時間変化△Ｄn
は、Ｄn の時間変化として以下の式で求めることが可能
である。 △Ｄn ＝Ｄn −Ｄn-1 （２） ここで、Ｄn-1 はフレームn-1 とフレームn-2 の間のフ
レーム間差分である。
は、Ｄn の時間変化として以下の式で求めることが可能
である。 △Ｄn ＝Ｄn −Ｄn-1 （２） ここで、Ｄn-1 はフレームn-1 とフレームn-2 の間のフ
レーム間差分である。
【００２４】次に、前記第１判定部６では、前記輝度Ｙ
のフレーム間差分Ｄn およびフレーム間差分の時間変化
△Ｄn などを用いて、入力画面を非カット画面、カット
画面、カット候補画面の３つの種類に分類する。この処
理の詳細を、図３のフローチャートを参照して説明す
る。
のフレーム間差分Ｄn およびフレーム間差分の時間変化
△Ｄn などを用いて、入力画面を非カット画面、カット
画面、カット候補画面の３つの種類に分類する。この処
理の詳細を、図３のフローチャートを参照して説明す
る。
【００２５】まず、ステップＳ１にて、フレーム間差分
Ｄn が次の条件式（３）を満足するか否かを判定し、満
足する場合には非カット画面とし、それ以外の場合には
カット画面候補としてステップＳ２の処理をする。 Ｄn ＜ＴＨ１ （３） ここで、ＴＨ１は第１のしきい値である。一般に、シー
ンの切り替りがなく静止画が連続している場合には、前
記フレーム間差分Ｄn は非常に小さいため、（３）式が
成立することとなる。
Ｄn が次の条件式（３）を満足するか否かを判定し、満
足する場合には非カット画面とし、それ以外の場合には
カット画面候補としてステップＳ２の処理をする。 Ｄn ＜ＴＨ１ （３） ここで、ＴＨ１は第１のしきい値である。一般に、シー
ンの切り替りがなく静止画が連続している場合には、前
記フレーム間差分Ｄn は非常に小さいため、（３）式が
成立することとなる。
【００２６】次に、ステップＳ２にて、ステップＳ１で
カット候補となった画面について、フレーム間差分Ｄn-
1 が次の条件式（４）を満足するか否かを判定し、満足
する場合にはカット画面とし、それ以外の場合にはカッ
ト画面候補としてステップＳ３の処理をする。 Ｄn-1 ＜ＴＨ２ （４） ここで、ＴＨ２は第２のしきい値である。（４）式が満
足された場合にカット画面と判定する理由は、静止画が
連続した後にカット画面となる場合は、ｎ番目のフレー
ム間差分Ｄn は大きいものの、その前のフレーム間差分
Ｄn-1 は小さいためである。
カット候補となった画面について、フレーム間差分Ｄn-
1 が次の条件式（４）を満足するか否かを判定し、満足
する場合にはカット画面とし、それ以外の場合にはカッ
ト画面候補としてステップＳ３の処理をする。 Ｄn-1 ＜ＴＨ２ （４） ここで、ＴＨ２は第２のしきい値である。（４）式が満
足された場合にカット画面と判定する理由は、静止画が
連続した後にカット画面となる場合は、ｎ番目のフレー
ム間差分Ｄn は大きいものの、その前のフレーム間差分
Ｄn-1 は小さいためである。
【００２７】ステップＳ３では、ステップＳ２でカット
候補となった画面について、フレーム間差分Ｄn および
Ｄn-1 、ならびにフレーム間差分の時間的変化ΔＤn お
よびΔＤn-1 が次の条件式（５）を満足するか否かを判
定し、満足する場合にはカット画面とし、それ以外の場
合にはカット画面候補としてステップＳ４の処理をす
る。 α｜△Ｄn-1 ｜＜△Ｄn かつβＤn-1 ＜Ｄn （５） ここで、α、βは定数である。（５）式が満足された場
合にカット画面と判定する理由は、パニングなどの緩や
かな動きの後にカット画面となる場合には、ｎ番目のフ
レーム間差分Ｄn およびフレーム間差分の時間変化△Ｄ
n は、それぞれｎ−１番目のＤn-1 および△Ｄn-1 に比
べて大きいからである。
候補となった画面について、フレーム間差分Ｄn および
Ｄn-1 、ならびにフレーム間差分の時間的変化ΔＤn お
よびΔＤn-1 が次の条件式（５）を満足するか否かを判
定し、満足する場合にはカット画面とし、それ以外の場
合にはカット画面候補としてステップＳ４の処理をす
る。 α｜△Ｄn-1 ｜＜△Ｄn かつβＤn-1 ＜Ｄn （５） ここで、α、βは定数である。（５）式が満足された場
合にカット画面と判定する理由は、パニングなどの緩や
かな動きの後にカット画面となる場合には、ｎ番目のフ
レーム間差分Ｄn およびフレーム間差分の時間変化△Ｄ
n は、それぞれｎ−１番目のＤn-1 および△Ｄn-1 に比
べて大きいからである。
【００２８】次に、やや激しい動きの後にカット画面と
なる場合には、前記ｎ−１番目のフレーム間差分Ｄn-1
は大きいもののｎ番目のフレーム間差分Ｄn はこれに比
べてさらに大きいため、ステップＳ４では、フレーム間
差分Ｄn およびＤn-1 が次の条件式（６）を満足するか
否かを判定し、満足する場合にはカット画面とし、それ
以外の場合にはカット画面候補とする。 γＤn-1 ＜Ｄn （６） ここで、γは定数である。
なる場合には、前記ｎ−１番目のフレーム間差分Ｄn-1
は大きいもののｎ番目のフレーム間差分Ｄn はこれに比
べてさらに大きいため、ステップＳ４では、フレーム間
差分Ｄn およびＤn-1 が次の条件式（６）を満足するか
否かを判定し、満足する場合にはカット画面とし、それ
以外の場合にはカット画面候補とする。 γＤn-1 ＜Ｄn （６） ここで、γは定数である。
【００２９】なお、前記（３）〜（６）式中のＴＨ１、
ＴＨ２、α、βおよびγとして、次の値を用いることが
できる。なお、Ｔは１フレーム画面の総ブロック数であ
る。
ＴＨ２、α、βおよびγとして、次の値を用いることが
できる。なお、Ｔは１フレーム画面の総ブロック数であ
る。
【００３０】ＴＨ１＝４Ｔ、ＴＨ２＝１０Ｔ、α＝４、
β＝２およびγ＝４。
β＝２およびγ＝４。
【００３１】以上のように、本実施例によれば、前記縮
小画像処理部３および４にて１／６４に縮小された輝度
信号の縮小画像を用いて、カット画面、非カット画面お
よびカット画面候補と判定することができる。なお、前
記ステップＳ４の処理後のカット画面候補は、非カット
画面と判定するようにしても良い。
小画像処理部３および４にて１／６４に縮小された輝度
信号の縮小画像を用いて、カット画面、非カット画面お
よびカット画面候補と判定することができる。なお、前
記ステップＳ４の処理後のカット画面候補は、非カット
画面と判定するようにしても良い。
【００３２】したがって、本実施例によれば、動画像の
カット画面の検出処理時間の短縮化を、検出精度を下げ
ることなく図ることができる効果がある。
カット画面の検出処理時間の短縮化を、検出精度を下げ
ることなく図ることができる効果がある。
【００３３】次に、本発明の第２実施例の動作を説明す
る。この第２実施例は、前記第１実施例においてカット
画面候補と判定された入力画面に対して、さらに色差信
号Ｕ、Ｖの縮小画面を用いて、カット画面と非カット画
面の判定をするようにしたものである。
る。この第２実施例は、前記第１実施例においてカット
画面候補と判定された入力画面に対して、さらに色差信
号Ｕ、Ｖの縮小画面を用いて、カット画面と非カット画
面の判定をするようにしたものである。
【００３４】前記縮小画面処理部３、４で求められた色
差信号Ｕ, Ｖの縮小画面の各要素データが例えば８ビッ
トで構成されているとすると、色差ヒストグラム相関部
８では、第１実施例でカット画面候補となった画面に対
し、色差信号Ｕ, Ｖの縮小画面においてＵ, Ｖ＝１２８
を中心に±θ範囲を８分割し、ヒストグラムＨn,j,kを
とる。ここで、n はフレーム番号、j=1...8 、k=1...8
はそれぞれＵ, Ｖの領域番号である。すなわち、８ビッ
トで構成される要素データの最大値は２５５であるの
で、図４に示されているように、その最大値の半分の１
２８を中心に±θ範囲を８分割する。ここに、θは予め
定められた定数であり、例えばθ＝３２とすることがで
きる。次いで、該８分割されたＵ, Ｖの領域番号をそれ
ぞれj およびk とする。そして、ヒストグラムＨn,j,k
を定義する。
差信号Ｕ, Ｖの縮小画面の各要素データが例えば８ビッ
トで構成されているとすると、色差ヒストグラム相関部
８では、第１実施例でカット画面候補となった画面に対
し、色差信号Ｕ, Ｖの縮小画面においてＵ, Ｖ＝１２８
を中心に±θ範囲を８分割し、ヒストグラムＨn,j,kを
とる。ここで、n はフレーム番号、j=1...8 、k=1...8
はそれぞれＵ, Ｖの領域番号である。すなわち、８ビッ
トで構成される要素データの最大値は２５５であるの
で、図４に示されているように、その最大値の半分の１
２８を中心に±θ範囲を８分割する。ここに、θは予め
定められた定数であり、例えばθ＝３２とすることがで
きる。次いで、該８分割されたＵ, Ｖの領域番号をそれ
ぞれj およびk とする。そして、ヒストグラムＨn,j,k
を定義する。
【００３５】例えばj=1,k=1 の場合、Ｈn,1,1 は、128
- θ ≦ＤＵ＜ 128 - 3θ/4 かつ128 -θ ≦ＤＶ＜
128 - 3θ/4となる要素データの個数を示す。ただし、
ＤＵ, ＤＶは色差の要素データの個数である。このよう
にして求められたＨn,j,k は、図５に示されているよう
に、8 x 8 の色差ヒストグラム行列になる。色差ヒスト
グラム行列の相関ρは、下記の（７）式を用いて計算す
る。 ρ＝ＣＣn ／（ＡＣn x ＡＣn-1 ）1/2 （７） ただし
- θ ≦ＤＵ＜ 128 - 3θ/4 かつ128 -θ ≦ＤＶ＜
128 - 3θ/4となる要素データの個数を示す。ただし、
ＤＵ, ＤＶは色差の要素データの個数である。このよう
にして求められたＨn,j,k は、図５に示されているよう
に、8 x 8 の色差ヒストグラム行列になる。色差ヒスト
グラム行列の相関ρは、下記の（７）式を用いて計算す
る。 ρ＝ＣＣn ／（ＡＣn x ＡＣn-1 ）1/2 （７） ただし
【００３６】
【数３】 第２判定部９ではフレーム間差分Ｄn （(1) 式参照）、
時間的変化△Ｄn （(2) 式参照）、および相関値ρ（上
記(7) 式）などを総合的に判断することにより、カット
画面検出の判定を行う。以下に、前記第２判定部９の動
作を、図６のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。
時間的変化△Ｄn （(2) 式参照）、および相関値ρ（上
記(7) 式）などを総合的に判断することにより、カット
画面検出の判定を行う。以下に、前記第２判定部９の動
作を、図６のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。
【００３７】ステップＳ１１はカメラアングルが異なる
ようなカット画面の場合の判定を示す。すなわち、カメ
ラアングルが異なるようなカット画面においては、類似
した色分布が多く、色差ヒストグラム行列の相関ρは比
較的大きな値をもち、かつフレーム間差分Ｄn 、時間的
変化△Ｄn も大きくなる。このため、下記の条件式（１
０）を満足する場合、カット画面とし、それ以外をカッ
ト候補として、ステップＳ１２の処理を行う。 ζ≦ρ＜δ かつ Ｄn ＞ TH3 かつ ｜△Ｄn-1
｜＞TH4 かつ △Ｄn ＞TH5 （１０） 次に、色分布が大きく異なる場合には、前記ＡＣn とＡ
Ｃn-1 は大きく異なるため、ステップＳ１２では、条件
式（１１）を満足する場合カット画面とし、それ以外を
カット候補として、ステップＳ１３の処理を行う。 max （ＡＣn, ＡＣn-1 ）＞ε min（ＡＣn, ＡＣn-1
） （１１） 次に、上記の条件に該当しないようなカット画面につい
ては、色差ヒストグラム行列の相関値ρが大きい場合の
みカット画面とし、すなわち式（１２）を満足する場合
にカット画面とし、それ以外を非カット画面として、次
の入力画面の処理へ移る。 ρ＞ζ （１２） 以上の処理において、前記第２判定部９でカット画面と
決定された場合、前記出力部７にて、カット画面やその
画面のフレーム番号などを出力し、次の入力画面の処理
に進む。また、非カット画面と決定された場合には、そ
のまま、次の入力画面の処理に進む。
ようなカット画面の場合の判定を示す。すなわち、カメ
ラアングルが異なるようなカット画面においては、類似
した色分布が多く、色差ヒストグラム行列の相関ρは比
較的大きな値をもち、かつフレーム間差分Ｄn 、時間的
変化△Ｄn も大きくなる。このため、下記の条件式（１
０）を満足する場合、カット画面とし、それ以外をカッ
ト候補として、ステップＳ１２の処理を行う。 ζ≦ρ＜δ かつ Ｄn ＞ TH3 かつ ｜△Ｄn-1
｜＞TH4 かつ △Ｄn ＞TH5 （１０） 次に、色分布が大きく異なる場合には、前記ＡＣn とＡ
Ｃn-1 は大きく異なるため、ステップＳ１２では、条件
式（１１）を満足する場合カット画面とし、それ以外を
カット候補として、ステップＳ１３の処理を行う。 max （ＡＣn, ＡＣn-1 ）＞ε min（ＡＣn, ＡＣn-1
） （１１） 次に、上記の条件に該当しないようなカット画面につい
ては、色差ヒストグラム行列の相関値ρが大きい場合の
みカット画面とし、すなわち式（１２）を満足する場合
にカット画面とし、それ以外を非カット画面として、次
の入力画面の処理へ移る。 ρ＞ζ （１２） 以上の処理において、前記第２判定部９でカット画面と
決定された場合、前記出力部７にて、カット画面やその
画面のフレーム番号などを出力し、次の入力画面の処理
に進む。また、非カット画面と決定された場合には、そ
のまま、次の入力画面の処理に進む。
【００３８】なお、前記（７）〜（１２）式中のＴＨ
３、ＴＨ４、ＴＨ５、δ、ε、ζおよびθとして、次の
値を用いることができる。 ＴＨ３＝２３Ｔ、ＴＨ４＝４Ｔ、ＴＨ５＝１１Ｔ、δ＝
０．９、ε＝８、ζ＝０．７５およびθ＝３２。
３、ＴＨ４、ＴＨ５、δ、ε、ζおよびθとして、次の
値を用いることができる。 ＴＨ３＝２３Ｔ、ＴＨ４＝４Ｔ、ＴＨ５＝１１Ｔ、δ＝
０．９、ε＝８、ζ＝０．７５およびθ＝３２。
【００３９】以上のように、前記第２実施例において
は、第１実施例においてカット画面候補と判定された入
力画面に対して、さらに色差信号Ｕ、Ｖの縮小画面を用
いて、カット画面と非カット画面の判定をするようにし
たので、動画像のカット画面の検出精度を向上させるこ
とができると共に、検出処理時間の短縮化を図ることが
できるという効果がある。
は、第１実施例においてカット画面候補と判定された入
力画面に対して、さらに色差信号Ｕ、Ｖの縮小画面を用
いて、カット画面と非カット画面の判定をするようにし
たので、動画像のカット画面の検出精度を向上させるこ
とができると共に、検出処理時間の短縮化を図ることが
できるという効果がある。
【００４０】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。この実施例は、図１における入力画面と参照画面
が、ＤＣＴ（離散コサイン変換）等で圧縮符号化された
符号化情報の場合である。この場合には、画像入力部１
と２に符号化された画像情報が入力される。縮小画像処
理部３および４では、該当ブロックの平均値成分を符号
化情報から抽出して平均値を求め、これらの平均値を用
いて縮小画面を構成する。
る。この実施例は、図１における入力画面と参照画面
が、ＤＣＴ（離散コサイン変換）等で圧縮符号化された
符号化情報の場合である。この場合には、画像入力部１
と２に符号化された画像情報が入力される。縮小画像処
理部３および４では、該当ブロックの平均値成分を符号
化情報から抽出して平均値を求め、これらの平均値を用
いて縮小画面を構成する。
【００４１】縮小画像処理部３および４は、入力してき
た符号化情報が、例えば８×８（画素）の２次元ＤＣＴ
である場合には、該２次元ＤＣＴ変換後の（０，０）成
分、すなわち直流成分を８で割り、この値を各ブロック
ごとに集めて、縮小画面を構成する。前記フレーム間差
分部５以降の処理については、前記第１あるいは第２実
施例と同様であるので、説明を省略する。
た符号化情報が、例えば８×８（画素）の２次元ＤＣＴ
である場合には、該２次元ＤＣＴ変換後の（０，０）成
分、すなわち直流成分を８で割り、この値を各ブロック
ごとに集めて、縮小画面を構成する。前記フレーム間差
分部５以降の処理については、前記第１あるいは第２実
施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】この第３実施例においては、従来の方式の
ように、入力してきた符号化情報を一旦元の画像に復元
する必要がなく、符号化データからの平均値成分の抽出
のみで処理が可能であるため、非常に高速にカット画面
の抽出を行うことができる。
ように、入力してきた符号化情報を一旦元の画像に復元
する必要がなく、符号化データからの平均値成分の抽出
のみで処理が可能であるため、非常に高速にカット画面
の抽出を行うことができる。
【００４３】本発明の実施にあたっては種々の変形が可
能である。例えば縮小画面を求める際の平均値計算につ
いては８画素×８ラインのブロックに限らずに１６画素
×１６ラインや４画素×４ラインなど種々のサイズが適
応可能である。
能である。例えば縮小画面を求める際の平均値計算につ
いては８画素×８ラインのブロックに限らずに１６画素
×１６ラインや４画素×４ラインなど種々のサイズが適
応可能である。
【００４４】また、検出精度を向上させるために、第１
判定部６や第２判定部９において、フレームｎとフレー
ムｎ−１の情報（Ｄ, △Ｄ, ρ, ＡＣ）のみならず、フ
レームｎ−２やフレームｎ−３などの、フレームｎ−１
よりさらに時間的に過去の情報を用いることも可能であ
る。
判定部６や第２判定部９において、フレームｎとフレー
ムｎ−１の情報（Ｄ, △Ｄ, ρ, ＡＣ）のみならず、フ
レームｎ−２やフレームｎ−３などの、フレームｎ−１
よりさらに時間的に過去の情報を用いることも可能であ
る。
【００４５】さらに、高速性が要求される場合には、上
記条件式（３）〜（１２）のうちのいくつかを選択して
用いて高速化を図ることが可能である。ただし、この場
合、未検出や過剰検出などの誤検出が多くなることが予
想される。
記条件式（３）〜（１２）のうちのいくつかを選択して
用いて高速化を図ることが可能である。ただし、この場
合、未検出や過剰検出などの誤検出が多くなることが予
想される。
【００４６】また、種々のパラメータTH1 〜TH5,α〜θ
を変更することにより、未検出や過剰検出の割合を制御
することが可能である。
を変更することにより、未検出や過剰検出の割合を制御
することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１の発明
では、１または複数フレーム離れた参照画面と入力画面
のブロック平均値を用いた縮小画像を用いて、輝度成分
のフレーム間差分およびその時間変化で動画像のカット
検出を行った。したがって、この発明によれば、処理に
必要なデータ数が削減され、動画像のカット画面の検出
処理時間の短縮化を、検出精度を下げることなく図るこ
とができるという効果がある。
では、１または複数フレーム離れた参照画面と入力画面
のブロック平均値を用いた縮小画像を用いて、輝度成分
のフレーム間差分およびその時間変化で動画像のカット
検出を行った。したがって、この発明によれば、処理に
必要なデータ数が削減され、動画像のカット画面の検出
処理時間の短縮化を、検出精度を下げることなく図るこ
とができるという効果がある。
【００４８】また、請求項２の発明では、１または複数
フレーム離れた参照画面と入力画面のブロック平均値を
用いた縮小画像を用いて輝度成分のフレーム間差分およ
びその時間変化でカット画面の候補となる画像を選出
し、該カット画面の候補となった画像に対して色差成分
ヒストグラムの相関を求め、該相関と前記フレーム間差
分およびその時間変化とを総合的に判断してカット検出
を行っている。この場合、縮小画像を用いることによ
り、処理に必要なデータ数が削減されるため、原画像を
用いた検索に比較して大幅に検出時間が縮小されるほ
か、画素単位の細かな雑音や局所的な変化に対しても影
響を受けにくく、高精度化を図れるという効果がある。
フレーム離れた参照画面と入力画面のブロック平均値を
用いた縮小画像を用いて輝度成分のフレーム間差分およ
びその時間変化でカット画面の候補となる画像を選出
し、該カット画面の候補となった画像に対して色差成分
ヒストグラムの相関を求め、該相関と前記フレーム間差
分およびその時間変化とを総合的に判断してカット検出
を行っている。この場合、縮小画像を用いることによ
り、処理に必要なデータ数が削減されるため、原画像を
用いた検索に比較して大幅に検出時間が縮小されるほ
か、画素単位の細かな雑音や局所的な変化に対しても影
響を受けにくく、高精度化を図れるという効果がある。
【００４９】また、輝度成分のフレーム間差分と色差ヒ
ストグラム相関を階層的に用いることにより、処理の階
層化を図ることが可能となり、検出時間の短縮化を図る
ことが可能となっている。
ストグラム相関を階層的に用いることにより、処理の階
層化を図ることが可能となり、検出時間の短縮化を図る
ことが可能となっている。
【００５０】また、請求項３および４の発明において
は、圧縮符号化された画像データからのカット画面の検
索を、一旦元の画像に復元することなく行うことができ
る。すなわち、符号化データからの平均値成分を抽出す
るのみで縮小画面の作成が可能であるため、非常に高速
なカット画面の検出が可能である。
は、圧縮符号化された画像データからのカット画面の検
索を、一旦元の画像に復元することなく行うことができ
る。すなわち、符号化データからの平均値成分を抽出す
るのみで縮小画面の作成が可能であるため、非常に高速
なカット画面の検出が可能である。
【００５１】ここで、請求項２の発明を用いて、実際の
動画像からカット画面を検出した結果について報告す
る。いくつかのニュースが含まれるテスト動画像を用い
て、ISO で標準化されたMPEG1 方式で符号化されたビッ
トストリームについて、参照フレームと入力フレームの
間隔を１５フレームとして、カット画面の検出を行っ
た。この場合、正しく検出されたカット画面数に対する
未検出カット画面の割合（未検出率）は２. ５％、本来
カット画面ではないのに誤って検出された画面の割合
（過剰検出率）は、１７. ５％であり、総合的には従来
の検出方法と同程度の検出率を得ることができた。
動画像からカット画面を検出した結果について報告す
る。いくつかのニュースが含まれるテスト動画像を用い
て、ISO で標準化されたMPEG1 方式で符号化されたビッ
トストリームについて、参照フレームと入力フレームの
間隔を１５フレームとして、カット画面の検出を行っ
た。この場合、正しく検出されたカット画面数に対する
未検出カット画面の割合（未検出率）は２. ５％、本来
カット画面ではないのに誤って検出された画面の割合
（過剰検出率）は、１７. ５％であり、総合的には従来
の検出方法と同程度の検出率を得ることができた。
【００５２】また、検出時間は、再生時間の１／５程度
で処理を終了することができ、従来方式に比べて２０倍
以上高速化を図ることが可能となった。
で処理を終了することができ、従来方式に比べて２０倍
以上高速化を図ることが可能となった。
【図１】 本発明の一実施例の概略の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】 図１の縮小画像処理部の動作の説明図であ
る。
る。
【図３】 本発明の一実施例における第１判定部の処理
の内容を説明するためのフローチャートである。
の内容を説明するためのフローチャートである。
【図４】 第２実施例の色差信号Ｕ、Ｖの領域番号ｊ、
ｋの説明図である。
ｋの説明図である。
【図５】 色差ヒストグラム行列Ｈn,j,k の説明図であ
る。
る。
【図６】 本発明の第２実施例における第２判定部の処
理の内容を説明するためのフローチャートである。
理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図７】 従来の動画像の高速カット検出方法における
カラーヒストグラムの説明図である。
カラーヒストグラムの説明図である。
１、２…画像入力部、３、４…縮小画像処理部、５…フ
レーム間差分部、６…第１判定部、７…出力部、８…色
差ヒストグラム相関部、９…第２判定部。
レーム間差分部、６…第１判定部、７…出力部、８…色
差ヒストグラム相関部、９…第２判定部。
Claims (4)
- 【請求項１】 動画像からカット画面の検出を行う動画
像のカット画面検出方法において、 入力画面および該入力画面から時間的に１フレームまた
は複数フレーム離れた参照画面の各々をブロック分割
し、 各々の画面の各ブロックの輝度信号の平均値から、各々
の画面の縮小画面を作成し、 両画面の縮小画面から、輝度信号のフレーム間差分量お
よびフレーム間差分の時間変化を求め、 該輝度信号のフレーム間差分量および差分の時間変化に
基づいて、カット画面、非カット画面を選別するように
したことを特徴とする動画像のカット画面検出方法。 - 【請求項２】 動画像からカット画面の検出を行う動画
像のカット画面検出方法において、 入力画面および該入力画面から時間的に１フレームまた
は複数フレーム離れた参照画面の各々をブロック分割
し、 各々の画面の各ブロックの輝度信号の平均値から、各々
の画面の縮小画面を作成し、 両画面の縮小画面から、輝度信号のフレーム間差分量お
よびフレーム間差分の時間変化を求め、 該輝度信号のフレーム間差分量が所定のしきい値以下の
時には非カット画面と決定し、前記輝度信号のフレーム
間差分量が前記所定のしきい値より大きい画面について
はフレーム間差分の時間変化の大きさを加味してカット
画面を決定し、該カット画面および非カット画面のいず
れにも属さない画面をカット候補画面とし、 該カット候補画面に対して、参照画面と入力画面の縮小
画面の色差成分のヒストグラム相関をとり、該色差成分
のヒストグラム相関値、前記輝度信号のフレーム間差分
量およびフレーム間差分の時間変化に基づいて、カット
画面、非カット画面に選別するようにしたことを特徴と
する動画像のカット画面検出方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の動画像のカット
画面検出方法において、 前記入力画面および該入力画面から時間的に１フレーム
または複数フレーム離れた参照画面が、符号化された動
画像情報であり、 前記縮小画面が前記入力画面および参照画面をブロック
化し、該ブロック化された動画像情報の平均値成分によ
り構成されたことを特徴とする動画像のカット画面検出
方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の動画像のカット画面検出
方法において、 前記入力画面および該入力画面から時間的に１フレーム
または複数フレーム離れた参照画面が、２次元の離散コ
サイン変換された動画像情報であり、 前記縮小画面がブロック化された動画像情報の直流成分
を、各ブロックごとに集めて形成されたことを特徴とす
る動画像のカット画面検出方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5216895A JP2978039B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 動画像のカット画面検出方法 |
| US08/714,786 US5719643A (en) | 1993-08-10 | 1996-09-13 | Scene cut frame detector and scene cut frame group detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5216895A JP2978039B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 動画像のカット画面検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0759108A JPH0759108A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2978039B2 true JP2978039B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=16695602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5216895A Expired - Lifetime JP2978039B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 動画像のカット画面検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2978039B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5911008A (en) * | 1996-04-30 | 1999-06-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Scheme for detecting shot boundaries in compressed video data using inter-frame/inter-field prediction coding and intra-frame/intra-field coding |
| JP3909130B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2007-04-25 | 株式会社日立製作所 | ストリームイベント点検出表示方法および装置 |
| US5990980A (en) * | 1997-12-23 | 1999-11-23 | Sarnoff Corporation | Detection of transitions in video sequences |
| US7031385B1 (en) | 1999-10-01 | 2006-04-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for detecting scene change of a compressed moving-picture, and program recording medium therefor |
| JP2004032551A (ja) | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Seiko Epson Corp | 画像処理方法、画像処理装置及びプロジェクタ |
| JP4674535B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2011-04-20 | ソニー株式会社 | 記録再生装置および記録再生方法、記録装置および記録方法、並びに、再生装置および再生方法 |
| KR20080065044A (ko) * | 2007-01-08 | 2008-07-11 | 삼성전자주식회사 | 썸네일 생성 장치 및 방법 |
| CN101329766B (zh) * | 2007-06-18 | 2012-05-30 | 索尼（中国）有限公司 | 运动图像分析装置、方法及系统 |
| JP5071988B2 (ja) * | 2009-04-24 | 2012-11-14 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 動画像のカット点検出装置 |
| JP2024001374A (ja) * | 2020-11-27 | 2024-01-10 | シャープ株式会社 | 映像処理装置、表示装置、および映像処理方法 |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP5216895A patent/JP2978039B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0759108A (ja) | 1995-03-03 |
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