TWI659647B - 影像播放設備及其影像播放方法 - Google Patents

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Abstract

一種能依照影像內容自動調整播放速度的影像播放方法及其影像播放設備，該影像播放方法包含有取得包含一第一影像群與一第二影像群的一影像資料，取得該第一影像群之一第一起點影像訊框與該第二影像群之一第二起點影像訊框於該影像資料中的一第一時間差，比較該第一時間差與一預設門檻值，以及根據比較結果調整該第一影像群的播放速度。其中各影像群係由一起點影像訊框與至少一非起點影像訊框組成。

Description

影像播放設備及其影像播放方法
本發明係提供一種影像播放設備及其影像播放方法，尤指一種能依照影像內容自動調整播放速度的影像播放設備及其影像播放方法。
影像播放設備通常會錄製很長一段時間的監控影像，發生特殊事件時才會回放監控影像，企圖從中找出關鍵時間段的影像來回顧事件發生當下的場景。例如工廠在夜間遭竊時，通常無法知道竊賊何時入侵，必須播放整夜的監控影像，嘗試找出竊賊是在那個時間點進入工廠，才能取得竊賊資料進行追緝；然而整夜的監控影像若長達十數小時，竊賊入侵的時間可能只有短短數分鐘，故需要設計一種快速播放影像的技術，來節省影像搜索的時間。
傳統的影像速播方法係對每一幀影格畫面進行分析，以圖案輪廓辨識、畫素值變化分析等技術去判斷是否有物件進入影像播放設備涵蓋的監控環境，沒有辨識到物件就快速播放，有辨識到物件便以原速或慢速播放，其缺點是資料運算量非常龐大。另一種傳統的影像速播方法則是在影像畫面裡預先設定一個感興趣區域，例如劃設在影像畫面裡對應於工廠大門的範圍，該影像速播方法逐影格畫面去分析是否有物件進入感興趣區域，若無便快速播放監控影像，若有則觸發播放速度調整機制而原速或慢速播放監控影像。第二種傳統影像速播方法的資料運算效率較第一種傳統影像速播方法為佳，但兩者都是用單一速度去加速播放非關鍵時間段的監控影像，沒有分段調整功能。
本發明係提供一種能依照影像內容自動調整播放速度的影像播放設備及其影像播放方法，以解決上述之問題。
本發明之申請專利範圍係揭露一種能依照影像內容自動調整播放速度的影像播放方法，其包含有取得包含一第一影像群與一第二影像群的一影像資料，取得該第一影像群之一第一起點影像訊框與該第二影像群之一第二起點影像訊框於該影像資料中的一第一時間差，比較該第一時間差與一預設門檻值，以及根據比較結果調整該第一影像群的播放速度。其中各影像群係由一起點影像訊框與至少一非起點影像訊框組成。
本發明之申請專利範圍另揭露一種影像播放設備，電連接於一網路設備以接收其傳送的影像資料。該影像播放設備包含有一顯示螢幕以及一運算處理器。該顯示螢幕用來播放該影像資料。該運算處理器電連接於該顯示螢幕，用來執行如前段說明所述之影像播放方法，使能依照影像內容自動調整播放速度。
本發明的影像播放設備及其影像播放方法可根據每一影像群的時間長度改變其播放速度，而各影像群的時間長度係相當於該影像群之起點影像訊框和後影像群之起點影像訊框的時間差。影像資料包含多個影像群，影像播放方法可以分別計算每一個影像群的時間長度以個別提供對應的播放速度，或可綜合數個相鄰影像群的時間長度以產生通用於這幾個影像群的播放速度。相較在影像內劃設感興趣區域進行偵測來決定播放速度、或是完整解析相鄰影像的內容圖案來決定播放速度的先前技術，本發明只要計算各影像群與相鄰影像群的時間差即能調整其播放速度，可大幅提高運算效能，且更能有效率地分辨關鍵影像與非關鍵影像，根據不同時間段適應性自動調整播放速度。
請參閱第1圖至第3圖，第1圖為本發明實施例之影像播放設備10之功能方塊圖，第2圖為本發明實施例之所播放影像資料S之示意圖，第3圖為本發明實施例之影像播放方法之流程圖。影像播放設備10可包含彼此電連接在一起的訊號傳輸器12、顯示螢幕14以及運算處理器18，於實際運用上，影像播放設備10可以是個人電腦(PC)或是視頻管理系統(Video management system)等可以播放影像的設備，但不以此為限。影像播放設備10與外部網路設備20建立影像傳輸通道。網路設備20產生或轉送影像資料S，於實際運用上，網路設備20可以是網路攝影機或是網路錄影機(network video recorder)等可以傳輸影像資料的設備，但不以此為限。運算處理器18驅使訊號傳輸器12接收影像資料S並由顯示螢幕14進行播放。影像播放設備10在播放影像資料S時，能夠依照影像內容自動調整其播放速度，快速略過影像內容無重大變化的時間段，在影像內容有顯著變化的時間段以正常速度播放，避免漏掉關鍵影像。
網路設備20中的影像資料S會依動態影像群組(Dynamic group of pictures, DGOP)演算法進行壓縮，影像資料S可包含第一影像群G1、第二影像群G2、第三影像群G3與第四影像群G4等多個影像群，並且會依畫面中變動量之多寡，而使得各影像群中的影像訊框數量不一致，其中各影像群係由起點影像訊框I與非起點影像訊框B或P組成。動態影像群組(Dynamic group of pictures, DGOP)演算法如台灣專利專利號TW I554083所載，其中，起點影像訊框I為幀內壓縮(Intra-frame compression)產生的I影格畫面(Intra frame)，儲存完整的影像內容。非起點影像訊框B和P由幀間壓縮(Inter-frame compression)產生，儲存與鄰近各幀之間的關聯影像內容，其係包含了雙向參考前後影格做動態預測補償編碼的B影格畫面(Bi-directional frame)、以及參考前面較早被播放影格畫面的P影格畫面(Predictive frame)，因此畫面中變動量較多的影像群組會具有較少的影像訊框數量。
關於影像播放方法，以第一影像群G1與第二影像群G2為例，首先執行步驟300與步驟304，連線到網路設備20以取得包含有多個影像群G1~G4的影像資料S，然後取得第一影像群G1之第一起點影像訊框I1與第二影像群G2之第二起點影像訊框I2間的第一時間差。接著，執行步驟306，比較第一時間差與預設門檻值，第一時間差小於預設門檻值時執行步驟308，以較低的第一速度播放第一影像群G1；若第一時間差大於預設門檻值則執行步驟310，以較高的第二速度播放第一影像群G1。由此可知，第一時間差的值偏低，表示第一影像群G1的內容是有變化的，故以慢速或正常速度播放；第一時間差的值偏高，表示第一影像群G1的內容幾無變化，可用高速播放來節省影像內容搜尋時間。
關於步驟304，影像播放設備10可以在要播放影像資料S的時候，才先連線到網路設備20去尋找已儲存的影像資料S，然後依照影像資料S計算第一時間差，用來和預設門檻值做比較；或者，從網路設備20於儲存影像資料S時便先依照影像資料S計算第一時間差，然後將影像資料S與第一時間差一併儲存到網路設備20，待準備播放影像資料S的時候，連線到網路設備20即能快速取得已儲存的影像資料S和第一時間差。前者係在播放影像資料S時才即時運算不同影像群之間的起點影像訊框的時間差，後者是在儲存影像資料S時就一併運算第一時間差以存入網路設備20，實際態樣並不限於前述兩種應用，端視設計需求而定。
請參閱第4圖，第4圖為本發明另一實施例之影像播放方法之流程圖。步驟400係連線到網路設備20以取得包含有多個影像群G1~G4的影像資料S。接著，步驟404與步驟406取得第一起點影像訊框I1與第二起點影像訊框I2間的第一時間差、以及取得第二起點影像訊框I2與第三影像群G3之第三起點影像訊框I3間的第二時間差，並且計算第一時間差和第二時間差的均值。使用者可依據喜好去執行步驟408，根據均值與預設門檻值的比較結果判斷要以高速或低速進行播放，並以相同的播放速度播放第一影像群G1和第二影像群G2；或者，另可選擇執行步驟410與步驟412，先依照均值與預設門檻值的比較結果判斷及調整第一影像群G1的播放速度，然後再根據第二時間差與其它時間差(例如第三起點影像訊框I3與第四起點影像訊框I4間的第三時間差)另行判斷第二影像群G2的播放速度。
在步驟412中，影像播放方法可以僅將第二時間差與預設門檻值進行比較，從而決定第二影像群G2的播放速度；或是影像播放方法可進一步取得第三起點影像訊框I3與第四影像群G4之第四起點影像訊框I4間的第三時間差，計算第二時間差和第三時間差的均值，以根據此均值調整第二影像群G2的播放速度。前述兩種播放方式係針對播放流暢性與影像觀看舒適性提出不同解決方案，步驟408以相同的播放速度播放連續影像群，讓影像資料S在播放過程中不會有時快時慢的現象；步驟410與步驟412將不同影像群分別給予不同的播放速度，在兩相鄰影像群的時間差相異性過大時，能有效辨別關鍵影像以慢速播放、及略過非關鍵影像以快速播放。
除此之外，於步驟410之後，也可以不再計算不同時間差的均值，例如執行步驟414與步驟416，直接將第二時間差拿來與第一時間差進行比較，若第二時間差和第一時間差的差異不大，用同樣播放速度播放第一影像群G1與第二影像群G2，若第二時間差和第一時間差的差異過大，根據差異幅度相應提高或降低第二影像群G2的播放速度。只要各影像群之播放速度正比於該影像群之起點影像訊框與後一影像群之起點影像訊框的時間差，皆屬於本案的發明範疇。舉例來說，播放公式之調整可參考下列公式一，首先取得時間差(I frame interval)與第一參數A1的差值絕對值，再取得差值絕對值與第二參數A2之總和的n次方值，便將其作為調整後播放速度和影像資料S之原始播放速度的比值V。其中第一參數A1與第二參數A2皆為正整數。例如時間差為3秒，播放速度以1倍數播放；時間差為4秒，播放速度以4倍數播放；時間差為10秒，播放速度以64倍數播放。前影像群與後影像群的時間差越大，表示前影像群的影像內容沒有太大變化，故高速播放前影像群以略過該影像區段。 (公式一)
綜上所述，本發明的影像播放設備及其影像播放方法可根據每一影像群的時間長度改變其播放速度，而各影像群的時間長度係相當於該影像群之起點影像訊框和後影像群之起點影像訊框的時間差。影像資料包含多個影像群，影像播放方法可以分別計算每一個影像群的時間長度以個別提供對應的播放速度，或可綜合數個相鄰影像群的時間長度以產生通用於這幾個影像群的播放速度。相較在影像內劃設感興趣區域進行偵測來決定播放速度、或是完整解析相鄰影像的內容圖案來決定播放速度的先前技術，本發明只要計算各影像群與相鄰影像群的時間差即能調整其播放速度，可大幅提高運算效能，且更能有效率地分辨關鍵影像與非關鍵影像，根據不同時間段適應性自動調整播放速度。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧影像播放設備
12‧‧‧訊號傳輸器
14‧‧‧顯示螢幕
18‧‧‧運算處理器
20‧‧‧網路設備
S‧‧‧影像資料
G1‧‧‧第一影像群
G2‧‧‧第二影像群
G3‧‧‧第三影像群
G4‧‧‧第四影像群
I‧‧‧起點影像訊框
I1‧‧‧第一起點影像訊框
I2‧‧‧第二起點影像訊框
I3‧‧‧第三起點影像訊框
I4‧‧‧第四起點影像訊框
B、P‧‧‧非起點影像訊框
300、304、306、308、310‧‧‧步驟
400、404、406、408、410、412、414、416‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例之影像播放設備之功能方塊圖。 第2圖為本發明實施例之所播放影像資料之示意圖。 第3圖為本發明實施例之影像播放方法之流程圖。 第4圖為本發明另一實施例之影像播放方法之流程圖。

Claims (9)

  1. 一種能依照影像內容自動調整播放速度的影像播放方法，其包含有：取得包含一第一影像群與一第二影像群的一影像資料，其中各影像群係由一起點影像訊框與至少一非起點影像訊框組成；取得該第一影像群之一第一起點影像訊框與該第二影像群之一第二起點影像訊框於該影像資料中的一第一時間差；比較該第一時間差與一預設門檻值；以及根據比較結果調整該第一影像群的播放速度，其中該播放速度正比於該第一時間差。
  2. 如請求項1所述之影像播放方法，其中該第一時間差小於該預設門檻值時以第一速度播放該第一影像群，並在該第一時間差大於該預設門檻值時以第二速度播放該第一影像群，該第一速度係小於該第二速度。
  3. 如請求項1所述之影像播放方法，其中取得包含該第一影像群與該第二影像群的該影像資料之步驟係為：連線至一網路設備以取得該影像資料，其中該網路設備儲存有該影像資料以及該第一時間差。
  4. 如請求項1所述之影像播放方法，其中該影像資料更包含一第三影像群，該影像播放方法另包含有：取得該第二起點影像訊框與該第三影像群之一第三起點影像訊框於該影像資料中的一第二時間差；計算該第一時間差和該第二時間差的均值；以及根據該均值和該預設門檻值的比較結果，以相同的播放速度播放該第一影像群與該第二影像群。
  5. 如請求項1所述之影像播放方法，其中該影像資料更包含一第三影像群，該影像播放方法另包含有：取得該第二起點影像訊框與該第三影像群之一第三起點影像訊框的一第二時間差；計算該第一時間差和該第二時間差的均值；根據該均值和該預設門檻值的比較結果，調整該第一影像群的該播放速度；以及根據該第二時間差進一步計算該第二影像群的播放速度。
  6. 如請求項5所述之影像播放方法，其中根據該第二時間差進一步計算該第二影像群的該播放速度之步驟包含有：比較該第一時間差與該第二時間差；以及根據比較結果調整該第二影像群的播放速度。
  7. 如請求項5所述之影像播放方法，其中該影像資料更包含一第四影像群，根據該第二時間差進一步計算該第二影像群的該播放速度之步驟包含有：取得該第三起點影像訊框與該第四影像群之一第四起點影像訊框於該影像資料中的一第三時間差；計算該第二時間差和該第三時間差的均值；以及根據該均值相應調整該第二影像群的該播放速度。
  8. 如請求項1所述之影像播放方法，其係取得該第一時間差與一第一參數的差值絕對值，將該差值絕對值與一第二參數的總和多次方值作為該播放速度相對於該影像資料之一原始播放速度的比值，且該第一參數與該第二參數皆為正整數。
  9. 一種影像播放設備，電連接於一網路設備以接收其傳送的影像資料，該影像播放設備包含有：一顯示螢幕，用來播放該影像資料；以及一運算處理器，電連接於該顯示螢幕，用來執行如請求項1至請求項8的其中之任一或其組合所述之影像播放方法，使能依照影像內容自動調整播放速度。
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