JP4870990B2 - 映像分析装置、視覚刺激危険度判定プログラム及び映像分析システム - Google Patents
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そして、映像分析装置は、輝度差算出手段、輝度分類手段及び面積算出手段によって、ダウンサンプリング手段によってダウンサンプリングされた画素を用いてそれぞれの処理を行う。
そして、視覚刺激危険度判定プログラムは、危険度判定手段によって、輝度分類ごとに多段階に判定した危険度の中で、最も高い危険度を選択して出力する。
請求項1又は請求項4に記載の発明によれば、ITCの2001年版ガイドライン、及び、「アニメーション等の映像手法に関するガイドライン」等の基準に応じて、輝度分類及び面積分類を輝度分類記憶手段及び面積分類記憶手段に多段階に設定しておくことによって、輝度分類と面積分類とによって、多段階に危険度を判定することができるようになる。したがって、本発明によれば、比較的安全な映像や非常に危険な映像による視覚刺激の危険度を判定することができる。
まず、映像分析装置1の概要について説明する。図1は、本発明に係る実施の形態の映像分析装置の構成を説明するブロック図である。
この映像分析装置1は、ディスプレイに表示させる映像を分析して、映像による視覚刺激によって視聴者に光感受性発作を引き起こさせる可能性を示す危険度を判定するものである。
A/D変換回路2は、映像(ビデオ信号)をアナログ信号として入力し、そのアナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をビデオ信号として輝度変換回路3に出力するものである。
輝度変換回路3は、A/D変換回路2からの映像信号を入力し、輝度LUT41を参照しつつ、ビデオ信号の電圧をフレームごとの画面の輝度に変換し、フレームメモリ5に出力するものである。この輝度変換回路3の処理を、画素値変換処理と呼ぶこととする。
フレームメモリ5は、輝度変換回路3からのビデオ信号を入力して記憶し、画像変換回路6及び画像計測回路7にビデオ信号を出力するものである。このフレームメモリ5は、図示しないディスプレイの1画面分に相当するプレーン(領域)に、各フレームを順に記憶し、フレーム単位でビデオ信号を、画像変換回路6及び画像計測回路7に出力するようになっている。
図4に、図1の画像変換回路のブロック図を示す。この画像変換回路6は、フレームメモリ読み書き手段61と、第1ダウンサンプリング手段62(第1ダウンサンプリング処理)と、第2ダウンサンプリング処理63(第2ダウンサンプリング処理)と、動きベクトル検出手段64(動きベクトル探索処理)とを備えている。フレームメモリ読み書き手段61は、フレームメモリ5に対して読み書きを行うものである。
第1ダウンサンプリング手段62は、第1ダウンサンプリング処理を経た1系統の画面輝度データについて、フレームメモリ読み書き手段61によって読み出させ、その画面輝度データについて、対象フレームの画素ごとのブロックの平均値を算出するものである。例えば、1080×1920(HDTVの場合)画素分の画面輝度データの場合、(3/20)×(3/20)画素ごとのブロックの平均値(四捨五入した8bit)を算出する。そして、第1ダウンサンプリング手段62は、算出した平均値をHDTVでは160×268画素の値とする。なお、SDTVでは72×96画素の値となる。
動きベクトル検出手段64は、第1ダウンサンプリング処理を経た1系統の信号について、8×8画素を1ブロックとして、前フレーム内の上下±9画素、左右±9画素の全画素の範囲でブロックマッチングを行い、ブロック単位で動きベクトルを探索するものである。なお、もう1系統の信号ではこの探索は行わず、以降の処理では同じ動きベクトルを用いるのが望ましい。なお、動きベクトル検出手段64は、1フレーム前との間で繰り返し、30フレーム前まで遡って行うこととする。続いて、さらに詳細にこの処理について説明する。なお、動きベクトルの符号の向きは、前フレーム上での位置が上側及び左側を負とする。
第2ダウンサンプリング手段63は、動きベクトル検出手段64による動きベクトル探索を終えた拡張領域を含む画像における実画像領域(拡張領域を除いた部分)の各画素について、実画像領域の画素・右の画素・下の画素・右下の画素の4画素の平均値(四捨五入した8bit)を求める。そして、第2ダウンサンプリング手段63は、求めた平均値を新たに各画素の値とする。したがって、実画像領域(拡張領域を除いた部分)の各画素は、第2ダウンサンプリング手段63によって、その新たな各画素の値に間引きされる。
図6に、図1の画像計測回路の構成のブロック図を示す。この画像計測回路7は、輝度差算出手段71と、輝度分類手段72と、面積算出手段73と、面積分類手段74と、危険度判定手段75と、フレームメモリ読み書き手段76と、フラッシュメモリ読み出し手段77とを備えている。このうち、フレームメモリ読み書き手段76は、フレームメモリ5の読み書きを行うものである。また、フラッシュメモリ読み出し手段77は、フラッシュメモリ4から読み出しを行うものである。以下、その他の各手段について説明する。
{4,5,6,7,9,11,13,16,19,23,28,33,39,46,54,64}
面積算出手段73は、輝度分類手段72によって分類された輝度分類ごとに画素数を計数して、その計数値を、輝度差に応じた明滅面積として算出するものである。したがって、16段階のレベルごとに明滅面積が算出される。
{90,98,108,119,131,144,157,172,188,206,226,248,272,299,328,360,394,
432,474,520,571,626,686,753,825,905,993,1089,1194,1310,1436,1575}
この危険度判定テーブル44は、輝度差及び明滅面積の二つを尺度とした危険度の判定基準を示したものである。次に、一例を示す。ここでは、16×32の輝度のパターンの具体例として示す。行方向(縦方向)には、輝度差の分類が、上の行から下の行に向けて危険度が高くなるように示されている。また、列方向(横方向)には、明滅面積の分類が、左の列から右の列に向けて危険度が高くなるように示されている。なお、表記上、いずれの行も23列目まで示し、それ以降の列を省略して示している。
〈定義式〉
unsigned char PR[16][32]= /* Probability */
〈輝度パターンデータ列〉
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2,…
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 4,…
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 8,…
0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9,10,10,10,…
0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9,10,10,11,11,12,12,12,…
0, 0, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 8, 9, 9,10,10,11,11,12,12,13,13,13,14,…
0, 2, 3, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 9,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14,15,15,16,…
1, 3, 5, 6, 7, 8, 9,10,10,11,11,12,13,13,14,14,15,15,15,16,16,17,17,…
2, 5, 6, 8, 9,10,10,11,12,12,13,14,14,15,15,16,16,16,17,17,18,18,19,…
3, 6, 8, 9,10,11,12,12,13,14,14,15,16,16,17,17,17,18,18,19,19,20,20,…
5, 7, 9,10,11,12,13,14,14,15,16,16,17,17,18,18,19,19,20,20,20,21,21,…
6, 8,10,11,12,13,14,15,15,16,17,17,18,18,19,19,20,20,21,21,21,22,22,…
7, 9,11,12,13,14,15,16,17,17,18,19,19,20,20,21,21,21,22,22,23,23,23,…
7,10,11,13,14,15,15,16,17,18,18,19,20,20,21,21,22,22,23,23,23,24,24,…
8,10,12,13,14,15,16,17,17,18,18,19,20,20,21,21,22,22,22,23,23,24,24,…
8,10,12,13,14,15,16,17,17,18,18,19,20,20,21,21,22,22,22,23,23,24,24,…}
危険度判定手段75は、輝度分類と、輝度分類に応じて算出された明滅面積とを面積算出手段73から受け取ると、前記した危険度判定テーブル44の値(8bit:1〜254)を参照して、対応する危険度の数値を抽出する。なお、明滅面積は、HDTV時では14bit、SDTV時では11bitの画素数となる。そして、危険度判定手段75は、抽出した数値同士を比較し、その中で最大値を選択して、その数値を危険度として出力する。これを、「点滅映像生体影響度」(8bit)と呼ぶこととする。なお、この出力は、2種類の入力変換値に対してそれぞれ毎フレームごとに行うものとする。
for(j=31;j>=0;j--)
if(G[i]>AR[i]){
if(PR[i][j]>RSLT)
RSLT=PR[i][j];
break;
}
ここで、面積算出手段73を用いて行う反転エッジ処理について説明する。
面積算出手段73は、第2ダウンサンプリング手段63による第2ダウンサンプリング処理後のフレームメモリ5(3)に記憶されている実画像領域(拡張領域を除いた部分)の水平・垂直とも0から数え始めた偶数番目の画素(SDTVでは48×36画素、HDTVでは144×80画素について、以下の処理を実行する。
次に、各画素の反転エッジの計測アルゴリズムについて、さらに詳細に説明する。
Sd8:そして、輝度反転検出回路731は、前フレームが計測開始フレームの30フレーム前に達しているときに、比較回路734は、カウンタ732が定数記憶手段733の定数6よりも大きい「7」以上の場合には、切替手段735をオンにし、比較回路72からの出力をカウンタ736に入力し、カウンタ736をインクリメントさせる。一方、カウンタが「6」以下の場合には、比較回路72からの次の入力を待つことになる。
映像分析装置1は、A/D変換回路2によってデジタル信号に変換されたビデオ信号を、輝度変換回路3によって、輝度LUT41を参照して、輝度値に変換し(SA1)、その画面輝度値データをフレームごとにフレームメモリ5に書き込む。
=(−3×1016・x3+3×10-4・x2+7×10-4・x−3×10-4)
×(−0.7241y2+1.8124y+0.0878)
3 輝度変換回路
4 フラッシュメモリ
5 フレームメモリ
6 画像変換回路
7 画像計測回路
8 判定基準変更手段
9 制御回路
41 輝度LUT
42 輝度判定閾値テーブル(輝度分類記憶手段)
43 面積判定閾値テーブル(面積分類記憶手段)
44 危険度判定テーブル(危険度判定基準記憶手段)
71 輝度差算出手段
72 輝度分類手段
73 面積算出手段
74 面積分類手段
75 危険度判定手段
Claims (5)
- ディスプレイに表示させる映像を分析して、映像による視覚刺激によって視聴者に光感受性発作を引き起こさせる可能性を示す危険度を判定する映像分析装置であって、
画素同士の輝度差に応じて複数の組に画素を分類するための判定基準としての輝度分類を記憶する輝度分類記憶手段と、
明滅面積の大きさに応じて複数の組に画素を分類するための判定基準としての面積分類を記憶する面積分類記憶手段と、
前記輝度分類及び前記明滅面積に応じて光感受性発作を引き起こす可能性を示す危険度を判定するための判定基準を記憶する危険度判定基準記憶手段と、
映像を構成するフレームの中の任意の対象フレームとその隣接フレームとの間で同一座標に位置する任意の画素同士の輝度差を算出する輝度差算出手段と、
前記輝度分類記憶手段に記憶されている輝度分類に従って、前記輝度差算出手段によって算出された輝度差の画素を分類する輝度分類手段と、
この輝度分類手段によって分類された輝度分類ごとに画素数を計数して、その計数値を、輝度差に応じた明滅面積として算出する面積算出手段と、
前記面積分類記憶手段に記憶されている面積分類に従って、前記面積算出手段によって算出された明滅面積を分類する面積分類手段と、
前記輝度分類ごとに、前記輝度分類手段及び前記面積分類手段の分類結果に従って前記危険度判定基準記憶手段を参照して、前記危険度を判定するための判定基準によって危険度を多段階に判定し、前記輝度分類ごとに多段階に判定した危険度の中で、最も高い危険度を選択して出力する危険度判定手段と、
を備えていることを特徴とする映像分析装置。 - 前記映像の画素を間引きしてサンプリングするダウンサンプリング手段を備え、
前記輝度差算出手段、前記輝度分類手段及び前記面積算出手段における画素として前記ダウンサンプリング手段によってダウンサンプリングした画素を用いることを特徴とする請求項1に記載の映像分析装置。 - 前記映像のデジタル化されたビデオ信号を輝度値に変換する輝度変換手段を備え、
前記輝度差算出手段は、前記輝度変換手段による輝度変換後の前記画素同士の輝度値の差を算出することを特徴とする請求項1に記載の映像分析装置。 - ディスプレイに表示させる映像を分析して、映像による視覚刺激によって視聴者に光感受性発作を引き起こさせる可能性を示す危険度を判定するために、コンピュータを、
映像を構成するフレームの中の任意の対象フレームとその隣接フレームとの間で同一座標に位置する任意の画素同士の輝度差を算出する輝度差算出手段、
画素同士の輝度差に応じて複数の組に画素を分類するための判定基準としての輝度分類を記憶する輝度分類記憶手段から輝度分類を読み出して、その輝度分類に従って、前記輝度差算出手段によって算出された輝度差の画素を分類する輝度分類手段、
この輝度分類手段によって分類された輝度分類ごとに画素数を計数して、その計数値を、輝度差に応じた明滅面積として算出する面積算出手段、
明滅面積の大きさに応じて複数の組に画素を分類するための判定基準としての面積分類を記憶する面積分類記憶手段から面積分類を読み出して、その面積分類に従って、前記面積算出手段によって算出された明滅面積を分類する面積分類手段、
前記輝度分類ごとに、前記輝度分類手段及び前記面積分類手段の分類結果に従って、前記輝度分類及び前記明滅面積に応じて光感受性発作を引き起こす可能性を示す危険度を判定するための判定基準を記憶する危険度判定基準記憶手段を参照して、前記危険度を判定するための判定基準によって危険度を多段階に判定し、前記輝度分類ごとに多段階に判定した危険度の中で、最も高い危険度を選択して出力する危険度判定手段、
として機能させることを特徴とする視覚刺激危険度判定プログラム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の映像分析装置によって、SDTV方式のビデオ信号及びHDTV方式のビデオ信号を並列に処理する映像分析システムであって、
前記SDTV方式のビデオ信号を分析する第1の前記映像分析装置と、
前記HDTV方式のビデオ信号を分析する第2の前記映像分析装置と、
第1の前記映像分析装置による前記SDTV方式のビデオ信号の分析と、第2の前記映像分析装置による前記HDTV方式のビデオ信号の分析とを並列に処理させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする映像分析システム。
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