JP2611607B2 - シーンチェンジ検出装置 - Google Patents

シーンチェンジ検出装置

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JP2611607B2 JP19497692A JP19497692A JP2611607B2 JP 2611607 B2 JP2611607 B2 JP 2611607B2 JP 19497692 A JP19497692 A JP 19497692A JP 19497692 A JP19497692 A JP 19497692A JP 2611607 B2 JP2611607 B2 JP 2611607B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号の符号化装
置或いは編集機器等で使用され、自動的にシーンチェン
ジを検出するシーンチェンジ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像が時間軸上で変化し、離間した時
刻に於ける画面のデータが大きく異なることをシーンチ
ェンジと定義する。また、画像の複雑さを表す量をアク
ティビティ或いはアクティビティ値と定義する。但し以
下の従来例の説明や本発明の実施例等の説明に於いて
は、デジタル画像信号の絶対値和、或いはデジタル画像
信号を所定のフィルタリング処理をして得られる出力値
の絶対値和をアクティビティ或いはアクティビティ値と
記している。また例えば動画像信号の符号化装置に於い
ては、シーンチェンジ検出装置によってシーンチェンジ
が起こったか否かが判定され、この判定結果に基づいて
動画像信号の符号化が行われる。
【０００３】まず従来のシーンチェンジ検出装置につい
て図６を基に説明する。図６は、従来のシーンチェンジ
検出装置の一例を示すブロック図である。図６に於い
て、入力画像データはフレームメモリ１１に入力され、
遅延回路１２で１フレーム分遅延された後にフレームメ
モリ１３に入力される。前記フレームメモリ１１とフレ
ームメモリ１３のデータの差分がフレーム間差分算出回
路１４で算出されて、前記フレーム間差分算出回路１４
に内蔵されているフレームメモリに記憶され、この差分
画像データはアクティビティ算出回路１５に入力され
る。前記アクティビティ算出回路１５では、前記差分画
像データに対してその絶対値和が計算される。そしてこ
の計算結果が所定の値よりも大きければこのフレーム或
いはフィールドはシーンチェンジであり、小さければシ
ーンチェンジではないとする判定がシーンチェンジ判定
回路１６で行われ、この結果が判定フラグとして出力さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のシーンチェンジ
検出装置では、２つのフレームメモリと、フレーム間差
分算出回路及びそのための若干のフレームメモリとが必
要であり、また画像信号のフレーム毎或いはフィ−ルド
毎のアクティビティを算出しているため、画面の部分的
なシーンチェンジを検出することが出来ず、シーンチェ
ンジの検出精度は低いものであった。また、フレーム間
予測符号化をする際には、連続するフレーム毎或いはフ
ィ−ルド毎にシーンチェンジを検出しているため、アク
ティビティを算出するための計算処理量が多いと言う問
題点があった。本発明は、前記問題点に鑑み成されたも
ので、その目的は、高精度でしかもフレーム間差分算出
回路を持たないシーンチェンジ検出装置を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のシーンチェンジ
検出装置は、従来必要であったフレーム間差分算出回路
と、そのために必要なメモリとを削減するために、動画
像信号からフレーム毎或いはフィールド毎にアクティビ
ティを算出する手段を有し、離間した時刻に算出した２
つのアクティビティから１フレーム或いは１フィールド
単位でシーンチェンジを検出するものであり、また、検
出精度を高めるために、動画像信号から１フレーム又は
１フィールドに対応する画面よりも小さい所定の小画面
毎にアクティビティを算出する手段を有し、離間した時
刻に算出した２つのアクティビティを比較して小画面毎
にシーンチェンジを判定し、複数の前記小画面について
の判定結果を基に、１フレーム又は１フィールド単位で
シーンチェンジを判定するようにしたものであり、さら
に、フレーム間予測符号化をする際には、シーンチェン
ジ判定のためのアクティビティ計算処理量を軽減するた
めに、１方向フレーム間予測符号化を行う場合にのみ、
アクティビティを算出するようにしたものである。
【０００６】
【作用】本発明のシーンチェンジ検出装置では、動画像
信号からフレーム或いはフィールド毎にアクティビティ
を算出し、離間した時刻に検出した２つのアクティビテ
ィからシーンチェンジを検出するので、フレーム間差分
算出回路とその出力用のメモリは不要であり、また、動
画像信号から１フレーム或いは１フィールドに対応する
画面よりも小さい所定の小画面毎にアクティビティを算
出し、離間した時刻に算出した前記所定の小画面の２つ
のアクティビティを比較して小画面毎にシーンチェンジ
を判定し、このように判定された複数の小画面の判定結
果を基に１フレーム或いは１フィールドのシーンチェン
ジを判定するので、画面の一部分でシーンチェンジが起
こっている場合にも１フレーム或いは１フィールド単位
のシーンチェンジが有りと判定することも可能になり、
さらに、フレーム間予測符号化をする際には、１方向フ
レーム間予測符号化（Ｐ符号化）を行う場合にのみ、ア
クティビティを算出するので、アクティビティの計算処
理量を軽減することが出来る。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明のシーンチェンジ検出装置を
フレーム間予測符号化に適用した例について説明する。
まず、フレーム間予測符号化方式について図４を基に説
明する。図４は、各符号化方式の説明図である。動画像
に於いて、時間軸上で距離が近いフレーム画像の相関が
高い場合、画面データの時間的な変化が発生するのは画
面のごく一部分に限られることが多い。
【０００８】この性質を利用して、図４に示すように、
基準画像（Ｉフレーム）と矢印で示すフレームの画像デ
ータを比較して、変化部分だけを符号化するフレーム間
予測を行うことがある。前記基準画像のフレーム（以
下、Ｉフレームと記す。）は画面内独立に符号化される
ものである。この他の予測方法として、時間的に過去か
ら予測されるフレーム（以下、Ｐフレームと記す。）
と、過去と未来の両方向から予測されるもの（以下、Ｂ
フレームと記す。）があり、前記Ｉフレームを含め３種
類のフレーム型がある。
【０００９】図４に示すように、Ｉフレームが生成され
るＩ符号化では、フレーム内の画像信号のみが他のフレ
ームとは無関係に符号化され、Ｐフレームが生成される
Ｐ符号化では、直前に符号化されたＩ符号化フレーム又
はＰ符号化フレームを参照フレームとして用いて予測符
号が生成され、Ｂフレームが生成されるＢ符号化では、
直前及び直後のＩ符号化フレーム又はＰ符号化フレーム
を適応的に参照フレームとして用いて予測符号が生成さ
れる。
【００１０】図４に示す例では、１方向フレーム間予測
符号化即ちＰ符号化を行う場合の予測単位時間は３フレ
ームである。本発明のシーンチェンジ検出装置を適用し
たフレーム間予測符号化装置で、図４に示すような画像
信号を取り扱った場合の一実施例について以下に図５を
基に説明する。図５は、本発明のシーンチェンジ検出装
置を適用したフレーム間予測符号化装置を示すブロック
図である。
【００１１】図５に於いて、入力画像はフレームメモリ
６１に入力される。スイッチＳＷは、フレームメモリ６
１に記憶されているフレームがＩフレーム又はＰフレー
ムの時にのみ閉じられる。この理由は、次の通りであ
る。即ちＢフレームは、過去、未来の両方向のフレーム
から予測されるので、仮に現在シーンチェンジが発生し
ていても、前後のＩ、或いはＰフレームに非常に相関の
強い画像が存在しているので、予測が的中し易い。
【００１２】しかしＰフレームは片方向からの予測しか
存在しないので、シーンチェンジを検出した場合、例え
ばＰフレームをＩフレームとして符号化するなどの処理
を行わないと、画質劣化を発生させてしまうことにな
る。従って前記スイッチＳＷは、Ｉフレーム或いはＰフ
レームのタイミングでＯＮにすれば良いことが分かる。
従って、図４からも分かるように前記スイッチＳＷは、
３フレームにつき１フレームの期間だけＯＮになり、ア
クティビティ算出回路６２でアクティビティが計算され
る。このアクティビティは、画像データの絶対値和であ
って、算出されたアクティビティはアクティビティ値メ
モリ６３に記憶される。
【００１３】遅延回路６４では、前記スイッチＳＷと同
一タイミングで３フレーム遅延が行われ、この遅延され
た信号はアクティビティ値メモリ６５に供給される。こ
のアクティビティ値メモリ６５と前記アクティビティ値
メモリ６３はシフトレジスタで代用しても良い。前記ア
クティビティ値メモリ６３の出力と前記アクティビティ
値メモリ６５の出力は、シーンチェンジ判定回路６６に
供給され、前記離間した時刻に於いて検出された２つの
アクティビティ値から所定の判定式に従ってシーンチェ
ンジの判定がされる。
【００１４】そして、前記シーンチェンジ判定回路６６
からシーンチェンジフラグ（判定フラグ）が出力され、
フレーム間予測符号化回路６７に入力される。フレーム
間予測符号化回路６７では前記シーンチェンジフラグに
応じてフレーム間予測符号化が行われる。ここでは前記
シーンチェンジフラグは、例えばＰフレームをＩフレー
ムとして符号化するなどの制御信号として使用される。
【００１５】図１は、本発明のシーンチェンジ検出装置
の第１実施例を示すブロック図である。図１に於いて、
入力画像データはフレームメモリ２１に入力され、スイ
ッチＳＷを介してアクティビティ算出回路２２に印加さ
れる。このアクティビティ算出回路２２では、入力画像
の絶対値和が計算される。この算出されたアクティビテ
ィはアクティビティ値メモリ２３に記憶される。このア
クティビティ値メモリ２３の内容は遅延回路２４に供給
され、この遅延回路２４では１フレーム期間、もしくは
フレーム間予測符号化が行われる場合には一方向フレー
ム間予測符号化（Ｐ符号化）が行われる場合の参照フレ
ームとの時間差分だけ遅延される。
【００１６】前記遅延回路２４での遅延が１フレーム以
上の場合、アクティビティの計算は３フレームに１回行
われれば良いので、必要な時にのみスイッチＳＷは閉じ
られる。前記アクティビティ値メモリ２３と前記アクテ
ィビティ値メモリ２５の出力は、シーンチェンジ判定回
路２６に供給される。そしてシーンチェンジ判定回路２
６では、前記遅延回路２４による遅延時間だけ離間した
２つのフレームの夫々のアクティビティを用いてシーン
チェンジの判定が行われ、判定フラグが出力される。こ
のシーンチェンジ判定は例えば次のように行われる。
【００１７】まず離間した時刻に於ける２つのアクティ
ビティを、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２として次のＲＣ値が算出
される。 ＲＣ＝｜ＡＣＴ１−ＡＣＴ２｜／（ＡＣＴ１＋ＡＣＴ２） そして前記ＲＣ値について、ＲＣ＞ＴＨ の時 シ
ーンチェンジ、ＲＣ＜ＴＨ の時 シーンチェンジ
でない、と判定される。但しここにＴＨは予め決められ
たしきい値である。
【００１８】図２は、本発明のシーンチェンジ検出装置
の第２実施例を示すブロック図である。図３は、画面分
割方法の一例を示す図である。図２に示す本発明のシー
ンチェンジ検出装置の第２実施例では、図１に示す本発
明の第１実施例に比して画面分割処理回路３８が付加さ
れている。この画面分割処理回路３８では、図３に示す
ように、１フレームに対応する画面がＮ個の小画面に分
割され、図２に示すアクティビティ算出回路３２によっ
て前記各小画面毎のアクティビティが計算され、アクテ
ィビティ値メモリ３３に記憶される。
【００１９】このアクティビティ値メモリ３３の信号
は、遅延回路３４を介してアクティビティ値メモリ３５
に供給される。シーンチェンジ判定回路３６では、前記
アクティビティ値メモリ３３の出力と前記アクティビテ
ィ値メモリ３５の出力とが入力され、各小画面毎にシー
ンチェンジの判定がなされ、このようなシーンチェンジ
の判定が１画面全体について行われ、得られる複数の判
定結果を基に１画面のシーンチェンジが判定され、その
結果がシーンチェンジ判定フラグとして出力される。前
記アクティビティ値メモリ３３、アクティビティ値３５
にはＮ個ずつのアクティビティ値が記憶される。
【００２０】シーンチェンジ判定回路３６では、対応す
る小画面の２つのアクティビティからなる１組のアクテ
ィビティから前記ＲＣの式に基づいてシーンチェンジの
判定がなされ、同様にしてＮ組のアクティビティそれぞ
れについて前記ＲＣの式に基づいてシーンチェンジの判
定がなされ、Ｎ個の結果が得られる。このＮ個のうちシ
ーンチェンジと判定された個数が予め決められた割合以
上の時真のシーンチェンジと判定される。この方法によ
れば１フレームに１つのアクティビティを算出する方法
に比してより正確なシーンチェンジ判定を行うことがで
きる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のシーンチェンジ検出装置によれ
ば、画像信号からフレーム或いはフィールド毎にアクテ
ィビティを算出し、離間した時刻に算出した２つのアク
ティビティからシーンチェンジを検出するので、従来必
要であったフレーム間差分算出回路と、これに付随する
メモリとを削減することが出来、また、画像信号から１
フレーム或いは１フィールドに対応する画面よりも小さ
い所定の小画面毎にアクティビティを算出し、離間した
時刻に算出した前記所定の小画面毎の２つのアクティビ
ティから小画面毎のシーンチェンジを判定するので、画
面の部分的なシーンチェンジがある場合に、１画面単位
でシーンチェンジ有りと判定することも可能となり、全
体として高精度にシーンチェンジを検出することが出来
る。さらに、フレーム間予測符号化をする際には、１方
向フレーム間予測符号化（Ｐ符号化）を行う場合にの
み、アクティビティを算出することにより、アクティビ
ティの計算処理量を軽減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシーンチェンジ検出装置の第１実施例
を示すブロック図である。
【図２】本発明のシーンチェンジ検出装置の第２実施例
を示すブロック図である。
【図３】画面分割方法の一例を示す図である。
【図４】フレーム間予測符号化の予測構造の説明図であ
る。
【図５】本発明のシーンチェンジ検出装置を適用したフ
レーム間予測符号化装置を示すブロック図である。
【図６】従来のシーンチェンジ検出装置の一例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
２１、３１…フレームメモリ ２２、３２…アクティビティ算出回路 ２３、２５、３３、３５…アクティビティ値メモリ（メ
モリ） ２４、３４…遅延回路 ２６、３６…シーンチェンジ判定回路（判定回路） ３８…画面分割処理回路 ＳＷ…スイッチ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】動画像信号の符号化装置等に用いられるシ
    ーンチェンジ検出装置に於いて、符号化前の画像信号か
    らフレーム毎或いはフィールド毎にアクティビティを算
    出するアクティビティ算出回路と、アクティビティを記
    憶するメモリと、２つのアクティビティからシーンチェ
    ンジの判定をする判定回路とを備え、離間した時刻に算
    出した２つのアクティビティを前記判定回路に供給し
    て、フレーム単位或いはフィールド単位でシーンチェン
    ジを判定するようにしたことを特徴とするシーンチェン
    ジ検出装置。
  2. 【請求項２】動画像信号の符号化装置等に用いられるシ
    ーンチェンジ検出装置に於いて、符号化前の画像信号か
    ら１フレーム或いは１フィールドに対応する画面よりも
    小さい所定の小画面毎にアクティビティを算出するアク
    ティビティ算出回路と、複数のアクティビティを記憶す
    るメモリと、２つのアクティビティから前記小画面毎の
    シーンチェンジの判定をする判定回路とを備え、離間し
    た時刻に算出した前記小画面毎のアクティビティを前記
    判定回路に供給して前記小画面毎のシーンチェンジを判
    定し、複数の前記小画面毎の判定結果に基づいて１フレ
    ーム或いは１フィールド単位でシーンチェンジを判定す
    るようにしたことを特徴とするシーンチェンジ検出装
    置。
  3. 【請求項３】前記アクティビティの算出を、入力画像の
    信号が１方向フレーム間予測符号化の対象となるフレー
    ム或いはフィールドの時にのみ行うようにしたことを特
    徴とする請求項１記載のシーンチェンジ検出装置。
JP19497692A 1992-06-29 1992-06-29 シーンチェンジ検出装置 Expired - Lifetime JP2611607B2 (ja)

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