JPH06121272A - ビデオ順序の場面の変化を検出するシステムと方法 - Google Patents

ビデオ順序の場面の変化を検出するシステムと方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】システムが、ある像の特徴のフレーム毎の突然
の変化があるかどうか、順序を解析することにより、ビ
デオ像の順序に於ける場面の変化を検出する。 【構成】システムは信号を量子化器２１に受取り、それ
が像をディジタル化し、フレーム・バッファ２５に記憶
する。システムの部品である像プロセッサ２３がディジ
タル化された像を解析し、判断プロセッサ２６が場面の
変化を検出する為に使うことができる或る特徴を決定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はビデオ像の順序の編集
に関し、更に具体的に云えば、自動的な場面の変化の検
出に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオ装置に於ける場面の変化の検出
は、可視情報製品に広い範囲に亘って関係がある。ビデ
オ制作の為の典型的な編集過程では、ディレクタは、生
のビデオ・フィルムにある各々の場面の内容を記述する
書かれた日誌に頼り、その情報を時間コード数によって
テープ上の場所と関係づける。オペレータは、テープを
見ながら、手作業でその日誌を作成し、場面の変化が起
こった時には、何時でも注をいれなければならない。
【０００３】ビデオ・テープを見る時及び編集する時に
しばしば行なわれるもう一つの作業は、早送り及び巻戻
しである。ユーザは、特定の場面を見付ける為に早送り
又は巻戻しをすることがある。従来の装置では、これは
比較的高速で行なってもよいし、この時はテープ上の像
を見ることができないが、或いは普通の見る速度より余
り早くない中間速度で行なってもよい。高速の時、ユー
ザは、場面の場所を推測し、その場所でテープを止め
る。所望の場面を捕え損うのが普通である。然し、中間
の探索速度でも、ユーザは所望の場面を突止めようとし
て、絶えずテープを見ていなければならないので、不満
足である。更に、中間速度は、人間の目及び精神によっ
て像を理解することができる速度によって制限される。
従って、ユーザが場面単位で早送り／巻戻しをすること
が重要である。
【０００４】場面の変化の検出は、一つには、一連の像
の中の動きを検出することに頼る。この分野は、主に自
動標的認識（ＡＴＲ）の防衛の用途で、多くの研究及び
製品の開発が行なわれている。然し、可視的な動きか
ら、雑音及び場面の状態の広い範囲に亘って、実時間で
確実に動きを抽出することは達成できなかった（ＩＥＥ
Ｅ １９８８所載のＡ．ワックスマン他「対流滑動輪郭
と可視的な動きの測定」、ＣＨ２６０５−４／８８／０
０００／０７１７、及びＩＥＥＥ １９８７所載のＡ．
ベリ及びＴ．ポッチオの論文「定量的な光の流れに逆ら
って」、ＣＨ２４６５−３／８７／００００／０１７
１）。
【０００５】カメラの動き又は照明の変化がない時、単
に動きを検出することは非常に簡単である。相継ぐ二つ
の像の画素毎の差を求めて、その後閾値作用に掛ければ
動きの勾配が得られる。物体が動く場合、差が大きいこ
とは、動きが起こったことを示す。都合の悪いことに、
カメラが動く場合、又は影又は雲のせい等で画素の感知
される照明が変化する場合、可成りの虚偽の動きの勾配
が生じる。カメラが動いたこと又は雑音が存在すること
が分かっていれば、こう云う影響を除くことができる
（ＩＥＥＥ １９８７所載のＷ．トンプソン及びＴ．ポ
ンの論文「動く物体の検出」、ＣＨ２４６５−３／８７
／００００／０２０１）。しかし、ビデオ・テープの場
合と同じく、出所の分からないビデオ場面では、この情
報は利用することができない。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明の目的
は、ビデオ信号源に接続されたコンピュータを使って、
この源によって発生された像の順序に於ける場面の変化
を検出する為に、ビデオ信号を解析することである。
【０００７】この発明の目的は、独立に又は一緒に使う
ことのできる複数個の場面の変化検出方法から、計算コ
ストの点で、該当する仮定及び状況を考慮にいれて、適
当な方法をシステムが適用する様に保証する様に選ぶこ
とである。
【０００８】この発明の目的は、ビデオ・テープ日誌の
自動的な作成や場面に敏感な早送りナビゲータの様なビ
デオ編集の用途に、並びにビデオ監視システムに、この
場面の変化検出方法を使うことである。
【０００９】こう云う目的が、この発明では、ビデオ信
号源に接続されたコンピュータを用いることによって達
成される。コンピュータが、ビデオ源によって発生され
たビデオ像フレームを受取ってディジタル化する。コン
ピュータにある像処理ハードウェア及びソフトウェア
が、場面の変化を検出する為に、ビデオ順序のディジタ
ル化された表示を解析する。
【００１０】この発明による場面の変化の検出は、イン
タビューから市内の景観への切換えへという様な場面の
中身の劇的な変化の検出に関わる。その場面の中で動い
ている人間の様な小さな変化は、この発明の場面変化検
出器を用いた場面の変化の検出の引金とならない。
【００１１】この場面変化検出器は、複雑度並びに計算
コストが色々変る多数のアルゴリズムを用いることがで
きる。一連のビデオ像、例えば照明の条件が制御され、
カメラが不動であるスタジオの中での一連のインタビュ
ーの内容について、多数の仮定をしてよい様な時には、
一層簡単なアルゴリズムが使われる。そう云う場合、シ
ステムは、場面を別々の検出区域に分離し、そう云う区
域を、測定し得る特徴、例えば、光の強度の変化がある
かどうかを監視することを含む方法を使う。場面が、例
えばカメラの動き及び雑音のある背景を含む時、システ
ムは更に複雑なアルゴリズムを用い、この時画面内の物
体を検出して追跡する。物体が劇的に変化するか、或い
は映像に出入りする時、画面変化が検出される。
【００１２】この発明に特有と考えられる新規な特徴
は、特許請求の範囲に記載してあるが、この発明自体並
びにその使い方及びその他の利点は、以下図面につい
て、実施例を説明する所から最もよく理解されよう。
【００１３】
【実施例】この発明の場面変化検出器は、ビデオ源から
ビデオ・フレーム順序を受取る。フレームは、ビデオ・
カメラ、ビデオ・ディスク・プレーヤ又はビデオ・テー
プ・レコーダ又はその他の任意のビデオ源によって発生
することができる。当業者であれば、この発明がビデオ
源の為の場面の変化の検出に制限されず、一連の像を発
生する任意の源に対して作用することが理解されよう。
然し、好ましい実施例は、ビデオ源が或る順序のビデオ
・フレームを発生する。フレームがディジタル表示に変
換され、その表示がフレーム毎に記憶される。ディジタ
ル・コンピュータが像処理技術によってディジタル化し
たビデオ・フレームを解析し、場面の変化を検出する。
場面の変化は、映像の中の劇的な変化、例えば、全く異
なる眺め、または俳優が舞台に出入りする様な微妙な変
化として定義される。
【００１４】場面の変化を検出する為に使われるアルゴ
リズムは、これに限らないが、光の強度、生地、寸法又
は色の様な物体の物理的な特徴の内の一つ又は更に多く
の変化にたよるか、或いは場面に出入りする時の物体を
追跡することによる。物体は、場面の中の自然の物体、
又は実際の物体の少なくとも或る部分を含む評価領域を
表すものであってよい。この発明は、簡単なものから複
雑なものまでの多数の方式で構成される。ビデオ像の順
序についてどう云う仮定をすることができるかという様
な設計の判断基準、カメラの動きとか騒々しい背景の様
な環境、並びにコストの制約が、これらの方式を互いに
別々に使うか或いは組合せて使うかを決める。簡単な方
の方式では、それらの物体が、検出区域と呼ばれる像内
の幾つかの区域である。これに対して、更に複雑な方式
では、物体は一つ又は更に多くの物理的な特徴に対して
同じような値を持つ画素領域である。
【００１５】場面の変化が検出された時には、何時でも
その情報が応用モジュールに送られる。この応用は、ビ
デオ・テープの日誌の作成であってよく、この時、応用
インターフェイスはハイパーカード・スタックであり、
各々のスタック・カードは、場面に関する重要な情報と
その場面の代表的な像とを保持している。別の応用は早
送り編集装置であり、その場合の機能は次の場面、前の
場面又はその他の任意の所望の場面に移ることである。
三番目の応用は、ビデオ・フレーム源としてビデオ・カ
メラの使う保安装置に対するものである。カメラの視野
の中に人間が入って来ること等により、場面の変化が検
出された時、警報器がトリガされる。場面変化検出器の
応用は後で更に詳しく説明する。
【００１６】場面検出装置のハードウェアの一実施例が
図１に示されている。ビデオ信号が、任意のビデオ信号
源１０、例えばビデオ・カセット・レコーダ（ＶＣ
Ｒ）、ビデオ・ディスク又はビデオ・カメラによって発
生される。その信号が、信号を解析して場面の変化を検
出するコンピュータ・システムで構成された場面変化検
出器２０に伝達される。場面変化検出器２０では、信号
が最初に量子化器２１によってディジタル表示に変換さ
れ、フレーム・バッファ２５に記憶される。量子化器２
１は、フレーム捕捉ボード、又は同等な装置の集成体で
あってよいが、アナログ・ディジタル変換器、メモリ区
域及び随意選択によってディジタル・アナログ変換器で
構成される。ディジタル・アナログ変換器は、量子化器
の必要な部品ではないが、市販のフレーム捕捉ボードで
は普通は一部分になっている。フレーム・バッファ２５
はランダムアクセス・メモリであり、像プロセッサ２３
が像をアクセスすることができる様にする。フレーム捕
捉ボード及びランダムアクセル・メモリの構成と、フレ
ーム・バッファとしてこう云うメモリを使うことは、周
知であると考えられる。
【００１７】像プロセッサ２３がフレーム・バッファ２
５に記憶されたビデオ像をアクセスし、判断プロセッサ
２６と協調して、場面の変化検出の計算を実行する。更
に、像プロセッサ２３が、順序の初めからのビデオ・フ
レームを現在検出された場面の変化まで計数することに
よって、場面の変化の時間コード数を抽出する。像プロ
セッサ２３及び判断プロセッサ２６は、テキサス・イン
スツルメンツ社のＴＭＳ３２０Ｃ２５ ＤＳＰの様な１
個のプログラム可能な部品から幾つかの処理部品まで、
システムの条件及びとコストの目的に見合った多数の方
法で構成することができる。追加の各々のプロセッサ
は、判断プロセッサ２６に特徴又は動きの測定能力を付
け加える。更に、判断プロセッサ２６は、像プロセッサ
２３がディジタル信号プロセッサの様なプログラム可能
な像プロセッサである場合は、像プロセッサ２３の中に
含めることができる。
【００１８】図２は場面の変化の解析に関係するモジュ
ールを示す。この方法の初めの工程３０で、フレーム・
カウンタを初期設定して、解析しようとする順序内の最
初のフレームの直前のフレームを指す様にする。フレー
ム・カウント・インクレメンタ４０がフレーム・カウン
タをインクレメントする。フレーム・カウンタの初期設
定及び管理は、２つの目的、即ち、検出された場面の変
化を時間コード数に関係づけることができる様にすると
共に、現在処理しているのがどのフレームであるかを追
跡することができる様にするのに役立つ。然し、これか
ら説明するモジュールが、それぞれの計算に多数のフレ
ームを同時に使ってもよいことに注意されたい。
【００１９】物体検出器６０が物体を検出して、場面の
変化を検出する為に、場面変化判断モジュール８０が使
う物体のリストを作る。特徴コンピュータ７０が、物体
検出器６０によって作成された物体リスト内にある各々
の物体に対する特徴を計算する。その後、判断モジュー
ル８０がそう云う特徴を使って、場面の変化が起こった
かどうかを決定する。
【００２０】判断モジュール８０が、或るフレームが場
面の変化を表わすと決定すると、それが出力発生器９０
を呼び出して、応用に必要な情報を作りだす。
【００２１】物体検出器６０、特徴コンピュータ７０及
び場面変化判断モジュール８０は、コストの制約と、応
用についてなし得る仮定に応じて、高級化の種々のレベ
ルで構成することができる。例えば、スタジオに於ける
インタビュー、「賞の授与」又は背景が比較的一定でカ
メラの動きが滑らかであるか又は動きがない様な同様な
順序の場合、場面変化検出器で使われる物体は、図３に
示す様に、像内の検出区域である。
【００２２】判断モジュール８０は、場面の変化が起こ
ったかどうかを決定する時、空間−時間解析を使うこと
ができる。空間−時間解析は、相次ぐフレームに対し、
種々の空間的な解像度で特徴の性質又は動きの性質を計
算し、その性質に対するフレーム間の比較を行なって時
間的な変化を求める。この性質は、１つの検出区域内に
ある全ての画素に対する画素の値の和と云う様に簡単で
あってもよいし、或いはバート・ピラミッドを作ること
を含んでいてもよい（ＩＥＥＥ １９８３、トランザク
ションズ・オン・コミュニケーションズ誌，Ｃｏｍ．３
１，Ｎｏ．４所載のＰ．バート及びＥ．アーデルソンの
論文「コンパクトな像構造としてのラプラース・ピラミ
ッド」）。バート・ピラミッドの作り方並びに空間−時
間解析に於けるその使い方は周知であると思われる。
【００２３】判断モジュール８０が少数の検出区域を使
う場合、バート・ピラミッドを更に単純にすることによ
り、時間−空間解析の複雑度をコスト効果がある様に下
げることができる。完全なピラミッドを作る代わりに、
選ばれた区域の境界に於ける単純な部分的な畳込み積分
又は平滑作用により、計算が何桁も少なくなる。
【００２４】空間−時間解析をこの発明で使う別の例
は、動きの計算である。相次ぐ２つの像に於ける検出区
域の画素毎の差を求めた後、閾値作用によって、動きの
勾配を求めることにより、場面の解像度の粗い像の差分
を求める。勾配が大きいことは、物体が動いたことを示
し、場面の変化が検出されたことを表わす。閾値の大き
さは、動きに対する感度を制御する為に使われる調節自
在のパラメータになる。
【００２５】空間的な制約を仮定した安定な場面の用
途、例えば、或る人のインタビューでは、対象のシルエ
ットの形を追跡しない。その代わりに、その形は、物体
検出器６０が検出区域の物体の指定を支持する助けにな
る。図３に示す様に、少なくとも３つの区域を使う。区
域１０及び２０が、背景の変化を検出する為に使われる
背景区域であり、これに対して区域３０が、対象に関係
する特徴の変化の為に使われる対象区域である。各々の
区域にある特徴の平均値を加算し、その後で時間的な差
をとれば、適当に閾値作用に掛けた時、物体がその区域
を離れたことが分かるが、これが場面の変化を表わす。
前に述べた動きの勾配の計算の場合と同じく、閾値は調
節自在のパラメータであり、この場合は特徴の値の変化
に対する感度を制御する。特徴は、これに限らないが、
光の強度、色及び生地の様な性質である。
【００２６】堅牢性を改善する為、並びに対象又は背景
の多少の動きに対する感度を最小限に抑える為、２つの
方式が役立つ。図４に見られる様に、動きによって誘起
された強度の突然の変化を試験するだけでなく、急激な
変化の前後の滑らかな変化を探すことにより、場面の変
化を検出することができる。場面に於ける劇的な変化の
前後の多数のフレームに亘って、平均は比較的一定のま
ゝにとゞまるべきである。考えに入れるフレームの数
は、場面変化検出器の感度を制御するもう１つの調節自
在のパラメータである。
【００２７】判定モジュール８０が、全ての画素に亘る
特徴の和又は平均の様な簡単な方の１つの方式を使って
場面の変化を解析する時、この発明は、区域の縁に於け
る急な勾配の僅かな標本化誤差に伴う誤差を最小限に抑
える為に、各々の検出区域に対し、縁の平滑作用を含
む。境界の画素の畳込み積分が、その区域をぼかし、従
って、この誤差の源に対する区域の感度を下げる。
【００２８】ビデオの場面の変化の検出の或る用途で
は、線及び隅の密度の様に、物体の区域の空間的或いは
色彩的な特性の計算が必要である。ビデオ・テープが既
に何らかの編集を経た時の様に、場面が見掛けの動きを
伴わずに他の対象（例えば、別の人）に移る場合、対象
の区域のこの空間的並びに色の情報を使って、場面の変
化を弁別する。対象の生地、形、寸法及び色が、時間的
な変化を閾値作用によって検出する為の情報を判断モジ
ュール８０に供給する。個別余弦変換（ＤＣＴ）像は生
地情報を含む。システムは、原色の代数的な平均作用に
より、色を計算する。物体の寸法及び形の計算は、周知
であると思われる。
【００２９】一層広い範囲の場面の変化の検出を必要と
する応用、又はダイナミックな動きを持つ幾つかの場面
を検出しなければならない様な応用では、更に複雑なア
ルゴリズムを使わなければならない。物体検出器６０
は、物体を検出するだけでなく、物体のセグメントをも
計算し、物体及びセグメントにラベルを付ける。これ
は、所望の特徴に対して全ての画素が同じ様な値を持つ
画素の領域を見つけることによって行なう。物体検出器
６０は、画素が、その隣よりもずっと大きい又はずっと
小さい値を持つまで、隣り合った画素を水平方向および
垂直方向に走査することによって画素領域を見つけ、こ
うして或る領域の境界を示す。
【００３０】同様に、特徴コンピュータ７０は更に複雑
であることがある。各々の物体に対し、光の強度、色、
生地及び動きを計算する。こう云う特徴がこの後場面変
化判断モジュール８０に送り込まれる。特徴コンピュー
タ７０は更に、動きの情報を判断論理装置８０に供給す
る為に、空間−時間物体追跡装置又は光の流れのデータ
を計算する装置を有する。
【００３１】判断モジュール８０は、物体の挙動を記述
する１組の規則を処理する推測装置を含むことにより、
更に複雑にすることができる。システムが、ユーザが、
「カメラは不動ではない」又は「インタビューは海浜で
行なっている」という様な関連する規則を入力すること
ができる様にする。こう云う規則は、特徴内の無関係な
変化から関係する変化を濾過し、物体追跡装置を案内
し、物体を正しいセグメントに分割する助けにする為に
使うことができる。例えば、一連のインタビューが海浜
で撮影されたことが分かっていて、海又は空が背景にな
っていれば、青のいろいろな段階を持つ物体は無視し
て、任意の既知の肌色に対し、肌色の最も大きい物体を
優先することができる。
【００３２】特徴コンピュータ７０では、選ばれた区域
に於ける動きの評価は、検出区域と新しい像との直接的
な相関によって行なうこどがてきる。区域内の各々の画
素は、古い区域を新しい区域の上にスライドさせること
によって、新しい区域と相関させ、各々の場所で区域の
差を累算する。区域の前の中心に対して相関の値が最も
大きいものが、速度ベクトルを表わす。
【００３３】画面変化検出器で生地、形及び寸法を使う
別の方法は、特徴コンピュータ７０が、像全体又は選ば
れた区域の何れかの空間−時間周波数情報を判断モジュ
ール８０に供給することである。速いフーリエ変換又は
個別余弦変換の様な変換が、空間周波数情報を供給す
る。場面内の時間的な変化が、変換された像の空間周波
数項を変える。この方式は、どれだけ多くの物体又はど
んな物体が映像を構成しているかが分からなくても、特
徴の時間的な変化を計算するのを非常に容易にするの
で、非常に役立つ。前に述べた他の方式について述べた
様に、場面の変化を表わす様な、時間的な変化の表示に
は、簡単に閾値作用による差で十分である。
【００３４】或る応用では、実時間で場面の変化を検出
することが必要であり、他の応用では実時間でなくとも
満足であり、更に、或る応用では、実時間よりも更に早
い検出が望ましい。当業者であれば、この発明が用いる
或る方式は悉くのビデオ・フレームを解析する場合、或
るコンピュータ・システムでは、実時間では行なうこと
ができず、実時間より早くには絶対できないことが理解
されよう。他方、高速ハードウェアは、この発明の凡ゆ
る面を実時間で行なうことができよう。速い場面の変化
の検出は、ビデオ信号源１０によって発生されたフレー
ムの部分信号を解析することによって行なうことができ
る。ビデオ信号は毎秒３０フレームで発生されるのが普
通である。たいていの場面は持続時間がこれより長いか
ら、場面の変化の検出には、悉くのフレームを解析する
必要はない。この発明のこの面では、量子化器２１は、
信号源１０によって発生され、ビデオ・フレームの標本
化を少なくしたものをフレーム・バッファ２５に記憶す
る。実時間が必要ではない応用では、ビデオ源の速度を
下げることにより、実時間では達成することができない
この発明の或る面を達成することができる。
【００３５】応用この発明はビデオ・フレーム順序に於
ける場面の変化の検出を自動化する。ビデオ編集の分野
ではこの発明の役に立つ応用が多数あり、例えば、或る
ビデオ・ディレクタのタスクをシステムが自動化するこ
とができる。即ち、ビデオ・テープ日誌の作成を自動化
することができる様にし、ビデオ・テープを構成する場
面の代表的な像を見ることができる。
【００３６】ビデオ・テープ日誌は、ビデオ・テープに
ある内容の記録である。これは、各々の場面と、その場
面が始まるテープ上の場所に関する情報を含んでいる。
この情報は、場所、人間、動作及びその他の関連するこ
とによって、その場面を記述する。ビデオ編集では、デ
ィレクタはこの日誌にたよって、場面を選び、それから
最終的な製品を作る。
【００３７】ビデオ・テープ日誌の作成を自動化する場
合、場面変化検出器が応用インターフェース２４を介し
て、ハイパーカード形の機能を持つコンピュータ・シス
テムに接続される。ハイパーカードは、アップル・マッ
キントッシュ・コンピュータで実行されるコンピュータ
・プログラムである。ハイパーカードを見る１つの方法
は、ノート−カードの電子スタックに対する管理装置と
してである。
【００３８】像プロセッサ２３からの出力が、検出され
た各々の場面からの代表的な像である。この像が応用イ
ンターフェース２４に送られ、ハイパーカード・スタッ
クのカードに入力される。このカードはその場面が始ま
る時間コード数をも持っている。オペレータはカードに
追加の情報を入力することができる。図５は、ビデオ・
テープにある場面からの像のサンプルのハイパーカード
・スタックを示す。
【００３９】この発明はビデオ・テープ日誌の作成の点
で、少なくとも２つの利点がある。第１に、オペレータ
は場面の変化を手作業で検出する為に、ビデオ・テープ
をもはや走査しなくてもよい。第２に、今はハイパーカ
ード・スタックとして入力されている日誌が場面の内容
の可視的な記録を持っている。従って、これは、ビデオ
・テープ日誌を作るオペレータの仕事の一部分を自動化
すると共に、各々の場面に入っている映像記録をも持つ
から、ディレクタに更に役に立つ日誌になる。
【００４０】場面変化検出器の２番目の応用は、ビデオ
・テープの早送り及び巻戻しの装置になることである。
この発明のこの応用は、ビデオ・テープ・レコーダ又は
ビデオ・ディスク装置のユーザが、場面から場面へ移動
するのを一層容易にする。
【００４１】早送りナビゲーション・システムでは、応
用インターフェース２４がビデオ源に対する制御回路２
７に接続される。２つの新しい機能、即ち、「次の場面
へ前向きに」及び「前の場面へ巻戻し」がユーザに使え
る様になる。ユーザがこう云う機能の１つを選ぶ時、応
用インターフェース２４がビデオ源１０に制御信号を送
る。その信号は、ビデオ源１０に対して、場面変化検出
器２０にビデオ像を送りながら、早送り／巻戻し動作を
開始する様に知らせる。場面変化検出器２０が場面の変
化を感知すると、それが場面の時間コード数を応用イン
ターフェース２４に送り、このインターフェースがビデ
オ信号源１０に対し、この特定の場面へ行けという指令
を送る。
【００４２】場面変化検出器の３番目の応用は、ビデオ
監視保安装置である。多くの保安装置は、多くの重要な
区域にビデオ・カメラを設け、警護詰所にモニタを設け
ることによって、必要なスタッフを少なくしている。カ
メラが捉えた場面が変化しない大部分の時間の間、例え
ば人のいないロビーの眺めになる。警護詰所に座ってい
る警護員が、全てのモニタを操作して、制限された区域
に侵入者が入ったかどうかを調べる。
【００４３】この様な応用では、場面変化検出器がコン
ピュータ・システムと共に、警護員の代わりになる。判
断プロセッサ２３が場面の変化を検出する時、像プロセ
ッサ２３が応用インターフェース２４に信号を出力し
て、警報器をトリガする。
【００４４】動き検出器によってトリガされる警報装置
に比べたこの発明の利点は、場面変化検出器は、場面に
多少の動きがあっても、差し支えない様にすることであ
る。例えば、制限された区域内に番犬がいる場合、この
犬がこの区域内を動き回る時、警報器をトリガするの
で、動き検出器は役に立たない。然し、場面変化検出器
を基本とした保安装置を使うと、犬は場面の中を動き回
る時にシステムが追跡する物体にはならない。未知の物
体、例えば、侵入者が場面に入ると、物体検出器６０が
新しい物体を検出し、判断モジュール８０はその情報を
使って、応用出力に適当な信号を送り、警報器をトリガ
する。
【００４５】この発明を特定の実施例について説明した
が、この説明はこの発明を制約するものと解してはなら
ない。ここに説明した実施例の種々の変更並びにこの発
明のその他の実施例は、以上の説明から、当業者に容易
に考えられよう。従って、特許請求の範囲は、この発明
の範囲内に含まれる全ての変更を包括するものであるこ
とを承知されたい。以上の説明に関連して、この発明は
下記の実施態様を有する。
【００４６】（１）ビデオ像の順序に於ける場面の変化
を検出するシステムに於いて、ビデオ信号源と、ビデオ
入力源に結合されていて、ビデオ順序を解析するコンピ
ュータとを有するシステム。
【００４７】（２）（１）項に記載したシステムに於い
て、更にコンピュータが、ビデオ信号源に結合されてい
て、ビデオ信号をディジタル表示に変換する量子化器
と、該量子化器ビデオ信号のディジタル表示を記憶する
フレーム・バッファと、ビデオ信号のディジタル表示を
解析して、場面が変化する場所を決定する像プロセッサ
と、フレーム・バッファ及び像プロセッサの間にあっ
て、ディジタル化されたビデオ・フレームを伝送するデ
ィジタル・ビデオ・ランダムアクセス接続部と、像プロ
セッサに結合された応用インターフェースとを有するシ
ステム。
【００４８】（３）（２）項に記載したシステムに於い
て、像プロセッサが、場面の変化が起こったかどうかを
判断する判断プロセッサを有するシステム。
【００４９】（４）（３）項に記載したシステムに於い
て、判断プロセッサが、場面の変化を検出する為に使わ
れる区域を選定する検出区域指定発生器と、該検出区域
指定発生器に結合されていて、各々の検出区域内に於け
るフレーム間の特徴の変化を決定する特徴変化計算器
と、特徴変化計算器に結合されていて、検出区域内に於
ける特徴の変化が、場面の変化を表わす予定の判断基準
を満たすかどうかを判断する場面変化判断モジュールと
を有するシステム。
【００５０】（５）（４）項に記載したシステムに於い
て、特徴変化計算器が光の強度の変化の計算器であるシ
ステム。
【００５１】（６）（４）項に記載したシステムに於い
て、判断プロセッサが、特徴の変化を閾値に対して比較
して、場面の変化が起こったことを決定する比較器を有
するシステム。
【００５２】（７）（４）項に記載したシステムに於い
て、或る区域に対する光の強度の大きな変化の前に、同
じ区域の光の強度の小さな変化の傾向があると共に、そ
の後に、同じ区域に於ける光の強度の小さな変化の傾向
があるとき、判断プロセッサが多数のフレーム及び前記
予定の判断基準を用いるシステム。
【００５３】（８）（３）項に記載したシステムに於い
て、判断プロセッサが、像を別々の物体に分離すると共
に、該物体にラベルをつける物体検出モジュールと、該
物体検出モジュールに結合されていて、判断基準に基い
て場面の変化を検出する場面変化検出モジュールと、該
場面変化検出モジュールに結合されていて、場面変化検
出モジュールに動きの情報を供給する動き検出モジュー
ルとを有するシステム。
【００５４】（９）（７）項に記載したシステムに於い
て、場面変化検出モジュールが、物体の外観の大きな変
化、新しい物体の出現又は存在していた物体の消滅を判
断基準として使うシステム。
【００５５】（１０）（２）項に記載したシステムに於
いて、応用インターフェースがハイパーカード形スタッ
クであるシステム。
【００５６】（１１）（３）項に記載したシステムに於
いて、応用インターフェースが各々の場面の代表的な
像、時間コード数、及び内容の簡単な記述と場面の動作
をハイパー・カードに記憶するシステム。
【００５７】（１２）（２）項に記載したシステムに於
いて、応用インターフェースが早送り装置であって、ユ
ーザが次の場面、前の場面又はその他の任意の所望の場
面へ自動的に飛び越すことができる様にするシステム。
【００５８】（１３）（２）に記載したシステムに於い
て、応用インターフェースが保安装置であるシステム。
【００５９】（１４）（１）に記載したシステムに於い
て、コンピュータが或る間隔で標本化することにより、
順序内のビデオ像の部分信号を解析するシステム。
【００６０】（１５）（１）項に記載したシステムに於
いて、ビデオ信号源が像を発生する速度を、コンピュー
タ・システムがその順序を解析することができる速度に
下げるシステム。
【００６１】（１６）ビデオ順序に於ける場面の変化を
検出する方法において、（イ）ビデオ・フレームをディ
ジタル化し、（ロ）ディジタル化したビデオ・フレーム
の物体を検出し、（ハ）工程（ロ）で検出された物体に
対する特徴を計算し、（ニ）前記特徴のフレーム間の差
を決定し、（ホ）前記決定された差が或る判断基準を満
たす時の場面の変化を表示する工程を含む方法。
【００６２】（１７）（１６）項に記載した方法に於い
て、工程（ロ）が、（ヘ）ディジタル化されたビデオ・
フレームの複数個の検出区域を選ぶ工程を含む方法。
【００６３】（１８）（１６）項に記載した方法に於い
て、工程（ロ）が（ト）物体をセグメントに分ける工程
を含む方法。
【００６４】（１９）（１８）項に記載した方法に於い
て、工程（ハ）が（チ）各々の物体並びに該物体の各々
の構成セグメントに対する特徴を計算する工程を含む方
法。
【００６５】（２０）（１６）項に記載した方法に於い
て、工程（ハ）が（リ）物体の光強度を計算し、（ヌ）
物体の色を決定し、（ル）物体の生地を見つけ、（ヲ）
物体の動きを検出する工程を含む方法。
【００６６】（２１）（４）に記載したシステムに於い
て、特徴変化計算器が色変化計算器であるシステム。
【００６７】（２２）（４）項に記載したシステムに於
いて、特徴変化計算器が生地変化計算器であるシステ
ム。
【００６８】（２３）（４）項に記載したシステムに於
いて、特徴変化計算器が動き検出器であるシステム。
【００６９】（２４）システムが、ある像の特徴のフレ
ーム毎の突然の変化があるかどうか、順序を解析するこ
とにより、ビデオ像の順序に於ける場面の変化を検出す
る。システムは信号を量子化器２１に受取り、それが像
をディジタル化し、フレーム・バッファ２５に記憶す
る。システムの部品である像プロセッサ２３がディジタ
ル化された像を解析し、判断プロセッサ２６が場面の変
化を検出する為に使うことができる或る特徴を決定す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の場面変化検出器、そのビデオ信号源
及びその応用インターフェースのブロック図。
【図２】場面変化検出装置を構成する好ましい実施例並
びにこの発明の方法のフローチャート。
【図３】インタビュの場面に於ける検出区域の配置例。
【図４】場面の変化を表わす様な、特徴と時間の関係を
示すグラフの一例。
【図５】各々のカードが１つの場面の変化を表わす様
な、自動ビデオ指示装置のハイパーカード・スタックの
サンプルの図。
【符号の説明】
１０ ビデオ信号源 ２０ 場面変化検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビデオ像の順序における場面の変化を検
    出するシステムに於いて、ビデオ信号源と、ビデオ入力
    源に結合されていて、ビデオ順序を解析するコンピュー
    タとを有するシステム。
  2. 【請求項２】 ビデオ順序に於ける場面の変化を検出す
    る方法において、 （イ）ビデオ・フレームをディジタル化し、（ロ）ディ
    ジタル化したビデオ・フレームの物体を検出し、（ハ）
    工程（ロ）で検出された物体に対する特徴を計算し、
    （ニ）前記特徴のフレーム間の差を決定し、（ホ）前記
    決定された差が或る判断基準を満たす時の場面の変化を
    表示する工程を含む方法。
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