JP3166173B2 - 選択および挿入された標章を有するテレビ表示 - Google Patents

選択および挿入された標章を有するテレビ表示

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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願および優先権文書 本発明は、Roy J.RosserおよびMartin Leachによる1
991年２月13日出願の「電子広告掲示板：現存のテレビ
ジョン送信設備を用いる広告方法」と題する英国特許出
願第9102995.9号に関連し、この出願は、1990年２月14
日出願の仮出願に基づいている。さらに、この出願は、
Roy J.Rosserによる1990年９月10日出願の「オーディオ
増強電子広告掲示板」と題する英国特許出願第9019770.
8号にも関連している。
技術分野 本発明は、通常のテレビジョン放送設備を用いる広告
方法に関する。特に本発明は、テレビジョンサービス
の、前もって選択された、現在の画像部分内に選択され
た画像を併合または挿入する方法に関する。
背景技術 ビデオ画像を併合する通常の方法には、「ブルースク
リーン」または「クロマキー」技術が含まれる。例え
ば、これらの技術は、放送産業において、天気図の前方
に位置する天気予報者を示すために用いられる。この技
術においては、予報者は、特定の色を有するスクリーン
の前方において撮影される。スクリーンの色は通常ブル
ーであり、この技術の名称は、これに由来する。この技
術は、信号が青色を含む第１画像（予報者）内の全ての
点を第２画像（天気図）で置換することを命じる。その
結果、天気図と予報者との画像が併合されたように見え
る。しかし、この方法は２つの欠点を有する。第１に、
予報者は、スクリーンの青色と同じ色の物を身に付けて
いてはならない。もしそうすると、第２画像が第１画像
と併合されたとき、青色を有する予報者の任意の部分は
穴のように見えることになる。第２に、この技術は、２
つの画像の統合は与えない。すなわち、２つの画像は単
に重ね合わされるだけである。予報者が天気図上の位置
を指示するための視線を向けたり、一般的な動作をした
りしなくてはならないのは、この理由による。
スタジオにおいて基本的に使用されている、ビデオ画
像を他のビデオ画像上に重ね合わすための複雑なコンソ
ール装置を利用する、現在の画像内へのビデオ画像の挿
入を可能ならしめる他の技術も、もちろん存在する。本
質的に、本技術は、テレビジョン広告への大きい応用性
を有する全く異なる方法を含む。以下に説明されるよう
に、本願は、広告主がビデオ場面内に所定の区域を選択
する、現存のテレビジョン放送設備を用いる広告方法に
関する。これらの区域は、次に、パターン認識技術のよ
うな現在の技術を用いて認識され、これらの区域の内容
は、広告主が選択した画像または諸々の画像を挿入する
ことにより置換される。本発明を実施するためには、選
択された所定の区域を認識し、その区域を実時間で広告
用の標章により置換しなくてはならない。挿入された標
章は、次に、テレビの画面の一部として現れ、通常の視
聴者によっては他のものとして識別できないように原ビ
デオ画像に混入せしめられる。挿入された広告またはメ
ッセージは、さらにそのメッセージを動かし、色を変化
させ、メッセージに音を伴わせ、あるいはその他、メッ
セージを識別するための変化をテレビ番組の進行中にそ
のメッセージに与えることにより強調されうる。このよ
うな技術を以下さらに説明する。基本的には、ここで説
明される技術は、テニスの試合、ボクシング、野球、フ
ットボールなどのテレビのスポーツ番組中の広告表示に
おいて絶大な有用性および適用性を有すると信じられ
る。特に、そのような番組に対する適用性を有してはい
るが、上述の技術は、全ての形式のビデオ表示に適応
し、広告の分野における一般的適用性を有する。
以下に説明するように、この結果を得るためには、基
本的には、与えられたビデオ画像内に物体または区域を
選択しなくてはならない。例えば、選択される区域は、
テレビ放映されるテニスコートである。この区域は、次
に、それぞれの後のビデオ画像の流れの中において認識
され、一旦認識されると、その画像のビデオ内容は、広
告用コマーシャル、ロゴ（logo）、その他の所望の内容
により置換される。現在のビデオ画像への新材料の挿入
および置換は、後のテレビ場面またはフレーム内の画像
の大きさには完全に無関係に行われる。ここで説明され
るシステムは、その区域が残余のテレビ画像に対し、ど
のような大きさを有するかに関係なく、常にその選択さ
れた特定の区域を認識する。従って、視聴者に対し、置
換内容が、実際に実時間でテレビ放映されている内容で
あるかのような錯覚を与える。このようにして、上述の
方法および装置は、前から存在しているビデオ画像に、
画像、メッセージ、またはスローガンを、たとえ原ビデ
オの流れが実時間で放映されている生の場面であって
も、それらを原画像の一部として見えるように追加また
は併合することを可能にする。
従って、ここで説明される技術は、ビデオ情報の挿入
のための従来技術よりも優れている。この特殊な適用結
果を実現するためには、生のテレビ放映場面に関し放送
されるべき画像を選択し、認識し、かつ置換するための
電子装置が必要である。この装置は、ビデオ画像内の物
体または物体の一部または全部を検出し、物体またはそ
の一部の位置を基準として用いる。この装置は、次に、
原画像内の基準位置に他の静止またはビデオ画像を配置
する。静止またはビデオ画像は正確に配置されるので、
最終的複合画像は、あたかも原画像の一部であるかのよ
うに見える。すなち、追加された画像は、原場面内に継
ぎ目なく、写実的に組込まれる。追加された画像の外観
は、場面が移動、回転、拡大、ズーム、その他のサイズ
または遠近関係の変化を受けた時に、原場面の外観に順
応する。このシステムは、さらに、テレビ放映された場
面内のひずみをマッピングし、かつマッピングされたひ
ずみを将来の処理において用いることにより、小さいひ
ずみを補償することもできる。これらの全ては、生で送
信されている場面に対して適用されるように、実時間
で、または十分に小さい処理遅延で行われなくてはなら
ない。「バートピラミッド（Burt Pyramid）」は、ビデ
オ画像に関する計算量を現在の技術により短時間で行う
最も適切な方法である。これは信号の処理、解析および
／または合成の公知の方法であり、1987年６月16日公告
のC.R.Carlson外による「リアルタイムの階層ピラミッ
ド信号処理装置」と題する米国特許第4,674,125号に説
明されている。バートピラミッドは、1983年発行のコン
ピュータ・ビジョン、グラフィックスおよび画像処理第
21巻、第368頁から第382頁に記載のPeter J.Burt著「局
部画像の性質を推定するための高速アルゴリズム」と題
する発表、およびSPIE第360巻、第114頁から第124頁に
所載のPeter J.Burt著「局部画像の特徴のピラミッド式
抽出と運動およびテクスチュア解析への応用」にも論じ
られている。
「クロマキー」または「ブルースクリーン」技術は、
ある応用においては、パターン認識方法に対する付属物
として用いられる。この技術は、置換可能な背景画素か
ら置換不可能な前景画素を識別する１つの方法である。
例えば、テニスのようなスポーツにおいては、通常は、
テニスコートのみが、競技の場面上へ併合されるメッセ
ージにより置換されることを保証する必要がある。競技
者または競技者の用具は、影響されるべきではない。こ
れを実現するための１つの方法は、併合される画像内に
あり、かつコートの色範囲内にある緑色画素のみを置換
することである。置換可能画素と置換不可能画素との間
の識別を行う別の方法には、占有されていないコートの
画像を記憶して、後にその画像をいずれが競技者又は用
具であり、いずれが背景であるかを決定するための比較
に用いることが含まれる。もう１つの方法は、置換可能
画素と置換不可能画素との間の識別を行うために、コー
ト上の物体または標識とコート上で運動する用具又は競
技者との間の運動の差を用いる。
「バートピラミッド」アルゴリズムを用いるパターン
認識ソフトウェアは高速であるが、動作に有限の時間を
要する。従って、システム内へ時間遅延を導入する必要
である。この遅延は、１または２フレームのものである
か、またはもっと長いものである。少数のビデオスクリ
ーンまたはフレームを一時的に保留しておくためには、
フレーム記憶装置または他の同様の手段が用いられる。
本発明に時間遅延ユニットを取入れることは、後に論じ
られる。
ビデオ信号および画像などを処理する他の通常の方法
は、以下に示される。開示される方法は、バートピラミ
ッドを用いる。
信号と信号の周波数成分に対する周波数スペクトルと
を解析する装置の例は、1973年５月１日にS.E.Smithに
対して発行された、複合信号における乗法的に関連する
周波数成分の信号解析と題する米国特許第3,731,188号
に開示されている。これに関連する主題を開示している
他の特許は、米国特許第3,140,710号、第3,315,222号、
第3,470,468号、第3,473,121号および第3,582,957号で
ある。
画像内の雑音を減少させる画像処理方法の例は、1984
年４月10日にP.G.Powellに発行された、ブロックオーバ
ラップ変換処理を用いる画像処理方法と題する米国特許
第4,442,454号に開示されている。開示されている方法
においては、画像が画像要素のブロックに分割され、そ
れらが１次変換処理によって変換される。これに関連す
る主題を開示している他の特許は、米国特許第3,715,47
7号、第3,996,421号、第4,055,756号、第4,057,828号、
第4,134,134号、第4,205,341号、第4,242,705号および
第4,245,248号である。
ビデオ信号の数値信号データを変換する方法および装
置の例は、1984年５月８日にG.W.Meekerに発行された、
三角形およびピラミッド形信号変換および装置と題する
米国特許第4,447,886号に開示されている。この特許に
開示されているように、ビデオ信号の数値信号データ
は、原データの模写を発生させるために、信号が処理さ
れて原領域内へ再構成される変換領域の変換を受ける。
これに関連する主題を開示している他の特許は、米国特
許第2,921,124号、第3,051,778号、第3,742,201号、第
4,222,076号、第4,261,018号、第4,261,043号および第
4,286,330号である。
画像信号の雑音成分を減少させるためにコアリング技
術を用いる画像処理システムの例は、1985年６月11日に
C.R.Carlson外に発行された、画像表示信号のコアリン
グシステムと題する米国特許第4,523,230号に開示され
ている。バートピラミッド・スペクトル解析器および合
成器（米国特許第4,674,125号）は、システムが走査さ
れたテレビ画像のビデオ信号を実時間で操作しうるよう
に、第4,523,230号特許に開示されているシステムと共
に使用されうる。これに関連する主題を開示している他
の特許は、米国特許第4,163,258号および第4,463,381号
である。
高い空間的解像度で対象を観察する能力を保持しつつ
画像データを削減する方法および装置の例は、1987年９
月８日にC.R.Carlson外に発行された画像データ削減技
術と題する米国特許第4,692,806号に開示されている。
これに関連する主題を開示している他の特許は、米国特
許第3,016,518号、第3,983,328号、第4,405,943号およ
び第4,513,317号である。
画像内の１つまたはそれ以上のボイド欠陥を満たし
て、自然に見える処理された画像を発生させる画像処理
方法の例は、1987年10月６日にP.J.Burt外に発行された
画像内のボイド欠陥の補償方法と題する米国特許第4,69
8,843号に開示されている。この発明は、米国特許第4,6
74,125号に開示されているバートピラミッドの使用を開
示している。これに関連する主題を開示している他の特
許は、米国特許第3,737,855号、第3,887,762号、第3,97
3,239号、第4,000,399号、第4,010,446号および第4,66
1,986号である。
このようにして確認されるように、本発明の広告方法
および装置は、現在の画像内への新しい画像の極めて正
確な配置を必要とする。以下に説明される技術は、通常
のテレビ画面の前もって選択された特徴または部分を認
識するパターン認識装置を用いる。これらの特徴は、次
に、置換される画像との正確な調和をもって追加され、
最終ユーザに対し、あたかも原場面の一部であるかのよ
うに見える、人工電子広告メッセージの位置、大きさお
よび遠近関係を設定するために用いられる。追加される
内容は、フレーム毎に変化する選択された特徴の大きさ
とは無関係に、前もって選択されている場面内に挿入さ
れる。
発明の開示 本発明は、ビデオ画像の一部に所定の置換可能な標章
を挿入することにより変更されたビデオ画像を提供する
装置であって、テレビカメラは、回転、パン又はズーム
によりビデオ画像を生成し、ビデオ画像の一部は、モニ
タ画面の表示の一部に対応する本装置において、一又は
それ以上の所定の置換可能な画像を作成することにより
所定の標章を生成する手段と、所定の標章を記憶する第
１の記憶手段と、操作者にモニタ画面を選択する手段
と、モニタ画面の表示の一部を選択し、選択したモニタ
画面の表示の一部に対応するビデオ画像の一部を第２の
記憶手段に記憶する操作者インターフェース手段と、第
２の記憶手段に記憶されたビデオ画像の一部に対応する
その後の前記ビデオ画像の一部を認識する画像解析手段
と、ビデオ画像の一部の形状、方向および倍率に所定の
標章の形状、方向および倍率が適合するように、認識さ
れたビデオ画像の一部に所定の標章を挿入する手段とを
含む。
図面の簡単な説明 第１図は、ビデオ画像形式を認識し、所望の標章を挿
入する本発明の装置を示す詳細ブロック図である。
第２図、第３図および第４図は、通常のテレビカメラ
によって撮影されたテニスコートの相異なる斜視図の関
数として、第１図のシステムにより、どのようにロゴが
テニスコート上に配置されるかを示す、テニスコートの
テレビ画像の相異なる斜視図、平面図。
発明を実施する最良の態様 第１図には、以下に説明される装置を用いたシステム
の一般的形式のブロック図が示されている。第１図に示
されている装置の説明を始める前に、以下の説明を加え
るのが適当である。
本装置および方法の用途は、広告に関しており、テニ
スコート、野球場、フットボールフィールドなどのよう
なフィールドまたは他の場面が常態で描写されるスポー
ツ番組中に行われる広告行為を含む。しかし、これに制
限されるわけではない。そのような競技場またはスタジ
アムにおいては、通常フェンス、その他の場所に広告が
掲示される。この広告は、以下に説明される技術により
継続的に認識され、フェンスに永久的にペンキで書かれ
た、またはフェンスにディスプレイされた広告は置換さ
れうる。同様にして、広告のない競技場のある区域も、
テニスコートまたは競技場に現れる広告などの広告を含
む。広告を競技の不連続的部分とすることにより、競技
が中断される必要はなくなる。広告のための中断がある
スポーツにおいても、以下に説明される広告方法および
装置は、視聴者の注意が競技に集中されている間にメッ
セージがディスプレイされるので、広告主にとって有利
である。広告に関連する特定の応用は別として、パター
ン認識法と、テニスにおけるサーブライン、野球におけ
るファウルライン、野球、フットボールなどにおけるさ
まざまなフィールドラインのような、通常のスポーツコ
ートに関連する境界ラインとによっても認識は行われ
る。これらのラインは、さまざまなフィールドラインま
たは他のライン、または境界のための標識を人為的に含
めることにより、さらによく認識され増強される。その
よな他の事項は別として、広告メッセージは、単一のテ
レビ放映される行事中にディスプレイされ、その後変化
せしめられる。
第１図には、通常のテニスコート12が示されている。
このテニスコートはネットによって分割され、フォアコ
ート13とバックコート11とを有する。このテニスコート
は、斜視図で示されている。スポーツ行事、すなわちテ
ニスの試合を記録中のテレビカメラ14が示されている。
競技者は示されていないが、通常のテニスの試合なら含
まれている。本発明の１実施例において説明されるよう
に、フォアコート11およびバックコート13または全テニ
スコート12は、パターン認識アルゴリズムで処理され、
それによって広告が実際に、第２図に示されているよう
にコートの一部分に直接挿入される。
第３図に示されているように、同じ広告またはロゴ
が、コートの遠近法的観察状態に無関係に、またテレビ
カメラ14がズームレンズを用いているか、または場面が
適切な装置に結合せしめられた追加のカメラによりテレ
ビ放映されるか、に無関係に描写される。このようにし
て、第２図、第３図および第４図からわかるように、ロ
ゴはコートの遠近法的観察状態に正確に順応して現れる
ので、あたかもロゴがテレビ放映されている実際のコー
トに永久的に示されているかのように見える。このよう
にして、テレビカメラ14は、テニスの試合をテレビ放映
しているように示されている。以下に説明されるよう
に、カメラ14は、このカメラからビデオ信号を受け、表
示画面に示されているようにテレビ信号の表示を与える
主画像テレビカメラ受像機16に直接結合している。カメ
ラ14は、画像解析器17の１入力にも結合している。
この装置は、テレビ放映されている区域からの音を拾
うのに用いられるマイクロホン15を含み、このマイクロ
ホンの出力は、画像解析器17の入力に、またオーディオ
解析器プロセッサモジュール26の入力にも結合されてい
る。オーディオ解析器プロセッサモジュール26からの出
力は、第２画像源27の入力へ送られる。第２画像源は、
以下に説明されるように、標章（スローガン、画像、ロ
ゴ、広告メッセージ）を供給する動作を行い、この広告
メッセージは、第２図、第３図および第４図にロゴとし
て示されているように、テニスコートの選択された部分
11および13に表示される。第２画像源27の出力は、画像
合成器20に結合する。この画像合成器の出力は、画像解
析器17に結合する。画像合成器および画像解析器の双方
の入力および出力は、後に説明されるフレーム記憶およ
び遅延装置19に結合する。画像合成器の１出力が、送信
／受信システム31とのインタフェースであるスイッチ32
の１端子に結合している。
スイッチ32の他端子は、第１図に示されるように、テ
ニスコートの選択された部分にロゴが配置された画面を
表示するテレビ受像機30に結合している。テレビ受像機
30は、例えば、スポーツ行事を観戦する視聴者が使用す
るユーザのテレビを示している。このシステムの動作
は、基本的には以下の通りである。先へ進む前に、上述
の装置に関連するカメラ14およびマイクロホン15が、通
常、送信および受信システム31により、遠隔地のテレビ
受像機30へ送信される通常のテレビ信号を供給すべく直
接動作する。従って、テレビカメラ14およびマイクロホ
ン15および関連装置は通常の構成であり、従って、典型
的な通常の変更されていないテレビ信号および表示を発
生する。テレビ信号の分配は、送信／受信システム31を
経て行われ、図示されているような無線放送またはケー
ブルネットワークである。テレビ信号を分配するための
このシステムは、極めてよく知られている。もし送信者
が、テレビ表示の選択された区域内への与えられた広告
メッセージの挿入を所望すれば、以下の動作が行われ
る。
テレビ受像機16の画面上の行事の画像は、最終的に
は、スローガンまたは画像である広告メッセージを組込
むために変更される。この変更は、行事の現場、ネット
ワークセンタ、地方放送センタ、地方放送局、ケーブル
ヘッドエンド、またはビデオ信号が送信される任意の他
の場所において行われる。容易にわかるように、第１図
に示されている装置は、いかなる特定の場所における使
用にも広く適応し、比較的に小形で携帯可能である。別
個のビデオ源27から供給される追加のメッセージは、テ
ープ上に前もって記録されるか、または他の手段によっ
て記憶されており、最終的に画像合成器20によりビデオ
流内へ併合される。画像合成器20は、画像解析器17から
の、またフレーム記憶および遅延装置19からのデータを
用いる。この広告方法の本質は、第２画像源27からの追
加メッセージを、カメラ14により記録される主画像内へ
受像機30のテレビ画面を見ている最終視聴者がその画像
を実際の試合場のテニスコート上に実際にしるされてい
るか、または永久的に配置されているものと信じるよう
に組込むことである。
また、第２図、第３図および第４図に示されているよ
うに、ロゴは、たとえテレビカメラがテニスコート12上
で進行中の試合の動きを追って、回転、パニングまたは
ズームされた時でも、テレビのコートの表示に実際に追
加される。この併合は継ぎ目のないもので、ロゴまたは
広告メッセージをカメラ10からのビデオ画像内へ組込
む。用いられるハードウェアは、従来技術において全て
公知であったソフトウェアプログラムを取入れ、その例
は以上に与えられている。本質的には、ビデオ画像内へ
の広告メッセージまたは画像の併合は、画像解析器17に
おいて行われる。画像解析器17は、画像記憶および遅延
モジュール19および画像合成器20と共に動作して、テレ
ビ受像機30の画面上に示されているような複合画像を与
える。画像解析器17、画像合成器20、遅延モジュール19
およびビデオ源27ならびにオーディオ解析器およびプロ
セッサ26は、さらに後述されるように、ビデオ信号と広
告メッセージとの併合動作を行うモジュールを構成す
る。
画像解析器17は、ハードドライブなどのような適切な
メモリを有する、PCまたはミニコンピュータなどの通常
のコンピュータを含む。画像解析器コンピュータ17は、
カメラ14から発生するテレビ信号を受けて、この信号を
記憶し、記憶した信号を選択されたパターン認識技術に
より処理するようにプログラムされているので、入来ビ
デオ画像は実時間で処理される。画像解析器17は、キー
ボード、ライトペンまたはマウスなどの適切な操作イン
タフェース装置に関連し、操作者が最初に原場面内にお
いて所望の目標を選択しうるようにする。このようにし
て、操作者は、例えば、モニタ受像機16X上においてテ
ニスコート12の輪郭を描く。モニタ受像機16はコンピュ
ータインタフェースに関連され、画面上にテレビ画像を
供給し、この画像は、システムの操作者によりインタフ
ェースされる。この輪郭は、画像解析器においてディジ
タルビットまたは画素に関しメモリ内に記憶される。容
易にわかるように、画面上に表示される全ビデオ信号は
画素に分解され、それぞれのテレビ上の線、および線に
沿ったそれぞれの位置は、その線の位置における色強度
または色内容に対応し、またはその線の位置における単
色内容に対応する適切なディジタル数により表される。
テレビ信号を画素を含めデジタル信号に変換する技術
は極めてよく知られている。従って、完全なテレビジョ
ンフレームまたはテレビ画像の全表示は、通常の技術に
より通常のメモリに記憶される。画像解析器に関連する
ライトペンまたは他のマーキングデバイスは、バートピ
ラミッドアルゴリズムを１つの公知の技術として使用し
ている米国特許第4,674,125号に説明されているよう
な、パターン認識プログラムによって認識される画像の
輪郭を与える。上述のバートアルゴリズムは、パターン
認識の実施上極めて有用であり、従ってシステムをして
テニスコートを認識するが、他のアルゴリズムを含むパ
ターン認識のための他の多くの技術も用いられる。パタ
ーン認識および画像処理に関して書かれた完全な本およ
び書物は存在している。例えば、1079年５月発行の「Th
e proceedings of the IEEE」第67巻、第５号、第705頁
から第880頁までに所載の「パターン認識および画像処
理」と題する論文を参照されたい。上述の特許の多く
は、パターン認識を行うための、さまざまな他の技術を
説明している。画像解析器14および画像合成器22は、電
子的または光学的プロセッサであり、バートピラミッド
または他のパターン認識技術を実行し、入来ビデオ画像
を実時間で処理しうるソフトウェアを含む。バートピラ
ミッドアルゴリズムなどのアルゴリズムは、比較的高解
像度のビデオ信号をＮ階層（ただし、Ｎは複数である整
数）の分離された成分画像に分解し、それぞれの成分画
像は、原画像の空間的周波数の異なるオクターブから構
成されるラプラス画像と残余のガウス画像との和にな
る。
「ピラミッド」という用語は、最高オクターブ成分か
ら最低オクターブ成分まで行くときの、それぞれの階層
の成分画像の空間的周波数およびサンプル密度の逐次削
減に関する。このアルゴリズムは、計算上効果的であ
り、通常のテレビのフレームレートにより人が見るため
の可視画像を扱いうる。画像を処理するために用いられ
うる他の技術も存在し、前述のようにフレームおよび記
憶装置19は、例えば多数フレーム遅延しうるので、処理
は、実際の行事の同時送信またはその遅延したものの送
信のいずれを望むか否かにより大幅に低速化される。上
述のシステムの動作は、基本的には以下の通りである。
操作者は、モニタテレビ受像機16上に現れた画像を観察
し、コートまたはネットの区域の輪郭の選択部分に印を
つけ、認識されるべき、広告用の標章が挿入され、表示
された画像のその部分を選択または指示する。この特定
の例においては、操作者は、ライトペンまたは他の適切
な装置により上部コート11および下部コート13に印をつ
け、画像解析器17に、これらの印をカメラによりテレビ
放映されるコート12の後のビデオ画像において認識する
よう命令または指令する。ここで、画像合成器は、第２
画像源27から得られた標章（ロゴ）を原場面の一部とし
て現れるように正しい倍率を含めて位置を決め、方向を
決め、配置するために用いられる。第２画像源27から発
生したロゴは、背景の一部として現れるようにされ、前
景の物体または人物に妨害を与えることはない。これ
は、ロゴをテニスの試合におけるコートの色などの特定
の色または色範囲に適応せしめることにより行われる。
容易に理解しうるように、テニスコートは、例えば緑
のある陰に存在する。従って、区域11および13は、緑ま
たは他の色を有し、その色は、ユニホームおよび競技者
または関係者の皮膚の色とは全く異なる。従って、画像
解析器は、通常の色処理により、１）操作者により選択
されたコートの輪郭と、２）ビデオ画像の細部によって
さらに確認されるコートの色とに関する情報を記憶す
る。このようにして、画像解析器17は、情報を画像合成
器20へ転送する。画像合成器は、コート部分11および13
の位置および配置に関する情報を受ける。次に、画像合
成器20は、第２画像源27からビデオ情報を受け、この情
報をコート部分11および13の画像内に挿入する。この挿
入情報は、第２図、第３図および第４図に示されている
ロゴとして現れる。この挿入は、ビデオ画像が記憶され
ているフレーム記憶／遅延装置19によって行われる。こ
こで、画像合成器からの情報は、正しい倍率を含め、絶
対的に適正な場所、位置および方向をもって、記憶され
ている画像内に挿入され、画像は、画像合成器を経て送
信および受信システム31に再び送られる。前景と背景と
の間の相違は、色検出とは別の技術によっても識別され
る。もちろん、衣服の色や肌の色などの特定の色に適応
するようにしなければ、区域11および13内に単にロゴを
与えるのみであり、そのロゴは、ロゴの上にある競技者
の部分についてだけ競技者により不明瞭にされることは
明らかである。従って、あたかもそのロゴは、テニスコ
ート上に実際直接に描かれているかのように見える。
色の認識は別として、テニスコートと、そのコートの
背景との間の区別は、光学的画像解析のような他の技術
によって可能である。例えば、ビデオ内容に関する運動
は、走査レート（水平）で与えられる周波数に応答する
ことにより、容易に検出されうる。従って、従来装置
は、そのような周波数に応答することにより、運動を検
出しえた。従って本システムは、ロゴを選択された区域
内に運動が検出されない時に、挿入するために用いられ
る。運動は、ビデオ内容のフレーム対フレームの比較に
よっても検出される。得られる効果は、視聴者が、テレ
ビ放映される試合を、コート上に直接目立つように追加
される広告と共に行われる時、連続的にかつ完全に観察
しうるようになることである。広告またはロゴは、数
字、物体のような任意の特定の形式のものである。もち
ろん、パターン認識技術は、テレビ画像内に存在するほ
とんどいかなる対象をも識別し選択する。例えば、操作
者が競技者のユニホームの背中部分を選択し、パターン
認識アルゴリズムが競技者の背中部分を認識し、ロゴが
第２画像源27により、その競技者の背中に挿入される。
このように、広告は、テニスコートの外、野球場の後方
壁上、またはピッチャーのマウンド上、または任意の他
の選択された場所に挿入される。ロゴがどこに挿入され
るべきかを決定するのは、事実上、広告主および使用者
の仕事であり、本システムは、テレビ放映されている特
定のスポーツがどのように観戦されているかにかかわら
ず、挿入されたロゴが常に適正な遠近関係にあることを
保証する。
フレーム記憶／遅延装置19は、解析器17および画像合
成器20が信号を実時間で処理することを可能にする。す
なわち、この時間遅延モジュールは、その信号を受け、
基本的には、フレーム記憶または多フレーム記憶装置で
ある。フレーム記憶／遅延モジュール19には、CCDデバ
イスまたはMOS技術または他のフレーム記憶装置および
技術を利用しうる。従来技術には、ビデオの単一フレー
ムまたは多フレームを記憶しうる装置が多数存在する。
フレーム記憶装置は、やはり前述のようにビデオ信号に
適合して動作する比較的高速の読出し／書込み時間を有
する任意のメモリ媒体である。遅延および記憶の量は、
解析器17の速度とビデオカメラ14からの画像の品質とに
よる。より大きい、高精細度のビデオ形式のものにおい
ては、より多くのメモリを要する。このメモリは、光デ
ィスクに基づくもの、または他の公知のメモリ技術によ
り具体化される。
本システムは、マイクロホン15を用いており、図示さ
れているように、オーディオ解析器プロセッサ26に結合
し、特殊効果のために役立つものである。オーディオ解
析器プロセッサ26も、やはりハードディスクまたは他の
形式のメモリを有するミニコンピュータまたは高速PCで
ある。オーディオプロセッサ26およびマイクロホン28が
含まれ、基本的には、このマイクロホンは、通常のテレ
ビジョン信号の送信を可能にするための音を供給する通
常の構成である。オーディオプロセッサ26は、マイクロ
ホン28から発生するオーディオの流れを監視し、このプ
ロセッサにより処理された音は、第２画像ビデオ源27に
より挿入された画像の外観を制御するために用いられ
る。すなわち、オーディオプロセッサは、マイクロホン
15からの信号の大きさに応答し、コート上に表示される
ロゴを変化させることができる。
例えば、比較的に華々しい打ち合いの後に、一方の競
技者が点を取ったものと仮定する。このような場合に
は、観衆は、通常大きい拍手と喝采とを送る。従って、
観衆の反応を十分に強調するために、増大した音響レベ
ルを利用してロゴを変調することができる。例えば、ロ
ゴのオン、オフを繰返したり、あるいは色を変えたりす
ることにより、テレビ放映される表示全体に広がりを加
え、それによって広告主が広告から最大の利益を得るこ
とを可能にする。このような技術は比較的簡単に実現で
き、本技術分野に習熟した者の通常の知識の範囲内に十
分ある。前記オーディオプロセッサは、市販されている
音声認識装置をも含む。従って、解説者が言葉または解
説を話すとき、その特定の言葉または解説はオーディオ
プロセッサにより認識される。この方法により挿入ビデ
オは、応答する。
例えば、ある野球解説者は、「ホーリ・カウ（holy c
ow）」という特別の表現を用いることで有名であり、そ
の解説者がこの表現を使った時は、ホームランまたは他
の華々しい出来事が起こったことがわかる。このように
して、標章（ロゴ）が上述のパターン認識処理技術によ
って挿入され、そのような認識語または句によって変調
または適切に変更される。上述の技術を利用することに
よって行われうる応用は、これらの技術を実現する現在
の技術と同様に、余りにも多数であり述べきれない。こ
のようにして、本願の最初に挙げた広範な従来技術は、
上述の動作を実現するために使用される様々な異なる技
術を示している。直ちにわかるように、上述の方法およ
び装置の可能な用途には広告が含まれるが、上述したよ
うに、スポーツのコートの輪郭を強調するなど視聴者の
注意をコート上の特定の場所に向けるためにも利用され
うる。
前記技術の使用によって容易に用いられるもう１つの
技術は、例えば、テニスの試合または野球競技中に利用
されるボールの進行の印付けまたは変調（変更）であ
る。誰でもわかるように、テレビ上に表示される多くの
場面において、投げられた、または打たれたボールが飛
んで行くのを追うのは極めて難しい。パターン認識のた
めに説明された、前記アルゴリズムの実時間の動作に基
づけば、例えばピッチャーとキャッチャーとの間で投げ
られたボールを認識することは比較的に容易である。こ
のように、パターン認識装置はボールを認識できるの
で、ボールの経路をフレームからフレームへと変調（変
更）して、視聴者がボールを明瞭に識別しうるように
し、野球競技の進行中にボールを見やすくすることがで
きる。テニスの試合において用いられるボールに関して
も、ボールの認識は可能である。誰でもわかるように、
土の上で行われるテニスの試合においては、ボールを見
るのが困難なことが多く、従って、上述の技術を利用し
てフレーム毎のボールを認識することにより、その後ボ
ールの軌道を示す印をしるせば、すなわち、挿入すれ
ば、競技を見やすくすることができる。
広告に関する上述の技術の応用は多様であり、競技の
コート内およびコートの周囲への広告の配置、ボーリン
グボールまたはバスケットボール（これらはいずれも認
識が容易である）への広告の配置、ボーリングレーン、
またはバスケットボールコートのバックボードまたはテ
ニスコートのネットを含めて、バスケットボールコート
またはテニスコートの部分への広告の配置を含む。これ
らの技術は、個々の競技者の腕または背中などの上に挿
入区域を設けることを可能とし、それらの区域は、試合
の進行中に変化させうる、あるいは国内の異なる地域ま
たは世界中の異なる地域において異なる広告により置換
される。挿入されたビデオ表示を利用して、特定の出来
事が起こった時に、表示を変調（変更）するなどの広告
効果を生ぜしめることもできる。また、上述の技術を利
用して、ある競技に関するスコアボードを実際に挿入す
ることもできる。例えば、スコアボードは、野球におい
てはフェンスまたはそのような設備がない場合には、ど
こか他の場所に重ねられる。
ここで第１図に示されているブロック図とその内訳と
は、本技術を実施するために用いられるアルゴリズムま
たはプログラムのいかなる特定の例をも欠如しているこ
とを理解すべきであり、また、パターン認識およびアル
ゴリズムおよび技術は、全て本技術分野において公知の
もので、そのようなアルゴリズムのどの１つでも、最小
の努力によって本システムにおいて満足に用いられ、取
入れられることが、再び指摘される。本願において引用
された多くの特許および論文および他の文献に挙げられ
ているものは適用可能である。もちろん、第１図に示さ
れているモジュールは、人手可能であり、タスクを完遂
するために最小の努力によりプログラムされる。
このようにして、上述の技術は、本技術分野に習熟し
た者の知識の範囲内に十分にあり、所望のビデオ画像を
ビデオ表示に関連する認識可能なパターン内において発
生させる特徴は、これらの技術によって容易に達成され
る。もちろん、パターン認識アルゴリズムは、基本的に
はスポーツ行事またはフィールドまたは他の特定の物体
がテレビ放映中にしばしばディ、スプレイされる行事に
関連して説明されてきたことが理解される。
もちろん、ここで説明された技術は、コンテスト、ゲ
ームショーのようなテレビ放映される他の行事へも適用
でき、どのようなスポーツ行事にも制限されるものでは
ない。
上述の、モジュールは、開示された従来技術におい
て、さらに詳細に参照されている。
従って、ここで説明された本発明は大きい有用性を有
することが指摘され、また、別の実施例も用いられる
が、本発明の一般的内容および範囲は、請求の範囲によ
って定められることが理解される。
フロントページの続き (72)発明者 リーチ，マーチン イギリス国ダブリュ４ １ビージー ロ ンドン，チスウィック，ベイハム ロー ド 13 (56)参考文献 特開 平２−306782（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−199971（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/262 - 5/278 H04N 9/74

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ビデオ画像の一部（11,13）に所定の置換
    可能な標章を挿入することにより変更されたビデオ画像
    を提供する方法であって、テレビカメラ（14）は、回
    転、パン又はズームにより前記ビデオ画像を生成し、前
    記ビデオ画像の一部は、モニタ画面の表示の一部に対応
    する前記方法は、 一又はそれ以上の所定の置換可能な画像を作成すること
    により前記所定の標章を生成し、前記所定の標章を第１
    の記憶手段（27）に記憶する段階と、 操作者インターフェース手段（16,21）を用いて、前記
    モニタ画面の表示の一部を選択し、選択された前記モニ
    タ画面の表示の一部に対応する前記ビデオ画像の一部を
    第２の記憶手段に記憶する段階と、 画像解析手段（17）を用いて、前記第２の記憶手段に記
    憶された前記ビデオ画像の一部に対応するその後の前記
    ビデオ画像の一部を認識する段階と、 前記ビデオ画像の一部の形状、方向および倍率に前記所
    定の標章の形状、方向および倍率が一致するように、認
    識された前記ビデオ画像の一部に前記所定の標章を挿入
    する段階と、 を含む前記方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の方法であって、前記画像解
    析手段（17）は、ピラミッド技術を含む前記方法。
  3. 【請求項３】請求項２記載の方法であって、前記ピラミ
    ッド技術は、バートピラミッド技術を含む前記方法。
  4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の方法で
    あって、前記モニタ画面の一部に相当する被写体の部分
    は、競技場の広告を含む前記方法。
  5. 【請求項５】請求項１から３のいずれかに記載の方法で
    あって、前記モニタ画面の一部に相当する被写体の部分
    は、競技場の領域又は前記競技場に近接する領域を含む
    前記方法。
  6. 【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の方法で
    あって、前記所定の標章は、広告を含む前記方法。
  7. 【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の方法で
    あって、前記画像解析手段は、前記ビデオ画像の一部に
    相当する被写体の部分と前記テレビカメラ（14）との間
    に存在する物体が前記所定の標章で置換されないように
    動作する前記方法。
  8. 【請求項８】請求項７記載の方法であって、前記ビデオ
    画像の一部は、前記ビデオ画像の一部に相当する被写体
    の部分と前記物体との色の差を使用して決定される前記
    方法。
  9. 【請求項９】請求項７記載の方法であって、前記ビデオ
    画像の一部は、前記ビデオ画像のフレームごとの比較を
    使用して決定される前記方法。
  10. 【請求項１０】請求項７に記載の方法であって、前記ビ
    デオ画像の一部は、前記ビデオ画像の一部に相当する被
    写体の部分と前記物体との動きの差を使用して決定され
    る前記方法。
  11. 【請求項１１】請求項１から10のいずれかに記載の方法
    であって、前記所定の標章が前記ビデオ画像の一部に挿
    入されるとき、音響の変化に応じて前記標章の表示形態
    は、変更される前記方法。
  12. 【請求項１２】請求項11記載の方法であって、前記標章
    の変更は色である前記方法。
  13. 【請求項１３】請求項11記載の方法であって、前記標章
    の変更は点滅である前記方法。
  14. 【請求項１４】請求項１から13のいずれかに記載の方法
    であって、さらに、前記変更されたビデオ画像を放送す
    ることを含む前記方法。
  15. 【請求項１５】請求項１から14のいずれかに記載の方法
    であって、さらに、前記変更されたビデオ画像の放送を
    受信することを含む前記方法。
  16. 【請求項１６】ビデオ画像の一部に所定の置換可能な標
    章を挿入することにより変更された前記ビデオ画像を提
    供する装置であって、テレビカメラ（14）は、回転、パ
    ン又はズームにより前記ビデオ画像を生成し、前記ビデ
    オ画像の一部は、モニタ画面の表示の一部に対応する前
    記装置は、 一又はそれ以上の所定の置換可能な画像を作成すること
    により前記所定の標章を生成する手段と、 前記所定の標章を記憶する第１の記憶手段（27）と、 操作者に前記モニタ画面を提供する手段と、 前記モニタ画面の表示の一部を選択し、選択された前記
    モニタ画面の表示の一部に対応する前記ビデオ画像の一
    部を第２の記憶手段に記憶する操作者インターフェース
    手段（16,21）と、 前記第２の記憶手段に記憶された前記ビデオ画像の一部
    に対応するその後の前記ビデオ画像の一部を認識する画
    像解析手段（17）と、 前記ビデオ画像の一部の形状、方向および倍率に前記所
    定の標章の形状、方向および倍率が適合するように、認
    識された前記ビデオ画像の一部に前記所定の標章を挿入
    する手段（20）と、 を含む前記装置。
  17. 【請求項１７】請求項16記載の装置において、前記画像
    解析手段（17）は、前記ビデオ画像の一部に相当する被
    写体の部分と前記テレビカメラ（14）との間に存在する
    物体が前記所定の標章で置換されないように動作する前
    記装置。
  18. 【請求項１８】請求項17記載の装置において、前記画像
    解析手段（17）は、前記ビデオ画像の一部に相当する被
    写体の部分と前記物体との色の差を使用して前記ビデオ
    画像の一部を認識する前記装置。
  19. 【請求項１９】請求項17記載の装置において、前記画像
    解析手段（17）は、前記ビデオ画像のフレームごとの比
    較により前記ビデオ画像の一部を認識する前記装置。
  20. 【請求項２０】請求項17記載の装置において、前記画像
    解析手段（17）は、前記ビデオ画像の一部に相当する被
    写体の部分と前記物体との動きの差を使用して前記ビデ
    オ画像の一部を認識する前記装置。
  21. 【請求項２１】請求項16から20記載の装置において、前
    記所定の標章が前記ビデオ画像の一部に挿入されると
    き、前記所定の標章の表示形態に変更を付加する手段
    （16）を有する前記装置。
  22. 【請求項２２】請求項21の装置において、音響の変化を
    検出する音響処理手段（15）を有し、前記音響処理手段
    は、前記変更を付加する前記手段（16）に出力を発生す
    る前記装置。
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