TWI539803B - 視訊播放的處理方法與系統 - Google Patents

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Description

視訊播放的處理方法與系統
本發明係關於基於元資料的視訊處理方法與系統，特別係關於依據物體軌跡指示視訊之播放速率之方法與系統。
播放監視系統的錄影往往是為了使用者找尋特定人事物。若標的出現或發生的具體時間未知，則使用者常選擇快速掃過錄影，直到瞥見標的才放慢。以常見的播放介面而言，尋得標的時使用者得立即暫停播放、回帶(rewind)或拉動滑件(slider)至時間軸上已掃過的某個位置；這之中每個動作都需經過一次大腦接收視覺刺激乃至指示手部操作監視系統(如以按鈕、鍵盤或滑鼠)的人類反應時間，其不幸地可能根本無法與機器的節奏相比，尤其在使用者操作錯誤、手忙腳亂之際。舉例來說，使用者反應過來而指示暫停時，播放進度可能已經太超前，只能回帶找尋消失的標的。若此時使用者忘記降低播放速率，則回帶又可能過頭，得再往前找尋。如此往復直到取得可清楚觀察標的的錄影區間，誠非使用者所願。
鑑於上述，本發明揭露一種視訊播放的處理方法，其步驟包含：(a)取得關聯於一視訊的元資料(metadata)，元資料記錄出現在該視訊中的至少一物體的軌跡；(b)依據軌跡之資訊，在軌跡上定義一區段；(c)指示當該物體出現在該區段上時，以第一速率播放該視訊；以及(d)選擇性地指示當該物體出現在該軌跡上該區段以外之處時，以第二速率播放該視訊。
本發明亦揭露一種視訊播放的處理系統，其包含視訊取得裝置以及處理裝置。視訊取得裝置用以取得前述視訊，並用以產生關聯於該視訊的前述元資料。處理裝置用以執行前述處理方法。
以上關於發明內容及以下關於實施方式的說明係用以示範與闡明本發明的精神與原理，並提供對本發明所申請專利範圍更進一步的解釋。
1‧‧‧視訊播放的處理系統
10‧‧‧處理裝置
12‧‧‧視訊取得裝置
14‧‧‧播放裝置
0.0、3.0、4.0、4.5、5.0、6.0‧‧‧時點
6.5、7.5、8.0、8.5、9.0‧‧‧時點
3a-3g‧‧‧軌跡
A10、A15、A20、A25、A28、A30、A35、A45‧‧‧區域
d 3、d 6‧‧‧緩衝距離
D‧‧‧形狀
M50、M66、P0-P9、P22、P31、T50‧‧‧畫面位置
S1、S6、S9、S10、S28、S30、S72‧‧‧區段
SM50、ST50、ST85‧‧‧區段
t 10、t 14、t 16、t 18-t 20、t 24、t 26、t 28、t 29‧‧‧時點
t 30、t 34、t 36、t 38、t 39‧‧‧時點
第1圖係本發明一實施例中處理系統的方塊圖。
第2圖係本發明一實施例中處理方法的流程圖。
第3A至3G圖所示係本發明多個實施例中物體在一視訊的軌跡。
第4圖所示係本發明一實施例中一視訊的時間軸。
以下在實施方式中敘述本發明之詳細特徵，其內容 足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且依據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下實施例係進一步說明本發明之諸面向，但非以任何面向限制本發明之範疇。
請參見第1圖，其係本發明一實施例中視訊播放的處理系統的方塊圖。如第1圖所示，處理系統1包含視訊取得裝置12與處理裝置10。裝置10與12相耦接，處理裝置10又耦接播放裝置14。在另一實施例中，播放裝置14可被視為處理系統1的一部分。在其他實施例中，裝置10、12以及播放裝置14可被整合為一個或多個裝置，並不限於本揭露書。
顧名思義，視訊取得裝置12用以取得視訊。所謂取得可以是對真實世界拍攝或擷取(capture)連續影像，則裝置12包含攝影鏡頭以及相關模組。取得亦可以是自外部下載或接收，則裝置12可為任意計算機。某視訊取得後，裝置12用以產生關聯於該視訊的一份元資料。具體而言，裝置12具視訊內容分析(video content analysis)能力，而可辨識在視訊中出現的至少一物體，並在元資料中記錄該物體於該視訊中的至少一軌跡。視訊內容分析能力可藉由開放網路視訊介面論壇(Open Network Video Interface Forum，簡稱ONVIF)所規範的視訊分析(video analytics)引擎或其他類型之視訊分析(video analytics)引擎所提供。所謂軌跡一般但並非絕對以清單(list)的方式記錄；清單 的每一筆資料包含一個時點以及在該時點物體於視訊的某一畫面中的位置。時點可以是時間戳(timestamp)、視訊的幀(frame)的編號或其他帶有順序性的辨識符。舉例來說，視訊的每一幀或畫面可能長800畫素、寬600畫素，而清單記錄著在視訊的第161幀時物體出現在位置(x 161,y 161)，其中1 x 161 800，1 y 161 600。在其他實施例中，元資料尚可包含被辨識物體的類別、顏色、大小等等。
處理裝置10用以執行視訊播放的處理方法，以對實際進行播放的裝置14作出指示。其中，處理裝置10可藉由目前或未來的各種處理器、中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、控制元件(Control Unit)、微控制器、微處理器、特定應用積體電路(application-specific integrated circuit)、現場可編程邏輯閘陣列(field-programmable gate array)、複雜可編程邏輯裝置(complex programmable logic device)、系統單晶片(system-on-chip)、系統級封裝(system-in-package)或所屬技術領域中具有通常知識者所能輕易思及具有計算能力之硬體元件，執行視訊播放的處理方法相應之指令。視訊播放的處理方法可實作為一電腦程式，並儲存於一電腦可讀取記錄媒體中，而使電腦讀取此記錄媒體後執行視訊播放的處理方法。電腦可讀取記錄媒體可為唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能之電腦可讀取記錄媒體。
請配合第1圖參見第2圖，其係本發明一實施例中處理方法的流程圖。如第2圖所示，於步驟(a)，處理裝置10取得前述元資料。於步驟(b)，處理裝置10依據元資料中物體的軌跡資訊，在前述物體的軌跡上定義一個區段，該區段關於處理裝置10於步驟(c)與(d)對播放裝置14的指示。於步驟(c)，處理裝置10指示當物體沿其軌跡出現在該區段上時，視訊以第一速率播放。第一速率係相對一第二者言，亦即大多數情況下，裝置14依據指示會以兩種速率播放視訊的不同部分。在一實施例中，第一速率慢於第二速率。換句話說，在視訊以第二速率相對快播的過程中，處理裝置10定義一個以第一速率相對慢播的時段，讓使用者在該時段清楚觀察其感興趣的該物體。物體在該時段恰出現於軌跡的該區段。
於步驟(c)，處理裝置10可以僅指示區段，或指示區段之餘告訴播放裝置14該區段「有特別用途」或原則上對應慢播時段(若第一速率慢於第二)，而不指定第一或第二速率。裝置14得到指示時可自然理解區段的意義，而對物體在區段上之幀以及不在區段上之幀採取不一樣的方式播放視訊(如由使用者所設定之第一或第二速率)。於步驟(d)，處理裝置10明文指示當前述物體沿其軌跡出現在非該區段之處時，視訊以第二速率播放。其中，步驟(d)可被選擇性的執行。舉例來說，可使步驟(c)指示的優先(priority)屬性高於步驟(d)指示的優先屬性。於是，在又有另一物體出現時，處理裝置10對後來出現的 第二物體於步驟(b)定義了第二物體的軌跡上的某區段(前述物體暫稱第一物體)。在此實施例中，當視訊播放至第一物體已離開其軌跡上所定義的區段時，適用對第一物體的來自步驟(d)的指示，而應該以第二速率播放；但若同一時段的視訊上第二物體開始出現在其軌跡上所定義的區段，則應適用對第二物體的來自步驟(c)的指示，而應該以第一速率播放。兩指示矛盾，應選擇以來自步驟(c)的指示為主。換句話說，視訊中只要有任一物體出現在其軌跡上所定義的區段即以第一速率播放；唯視訊中所有物體皆適用步驟(d)的狀況時，才選擇指示以第二速率播放。
處理裝置10可能特別對播放裝置14下達指示，如透過兩者的耦接傳送。另由於處理系統1可能不包含播放裝置14，處理裝置10不一定知道裝置14的存在(也就沒有如第1圖所示的耦接)，因此也可在元資料裡或以其他文件標記所定義的區段，任何取得指示的裝置皆可據以播放相關的視訊。步驟(c)與(d)可遵循業界標準，或裝置10與潛在的裝置14事先協議有溝通方式，如某種資料格式、通訊協定等。
播放裝置14透過處理裝置10或自視訊取得裝置(若與之耦接)12接收用以播放的視訊，並可連帶自裝置10或透過裝置12取得元資料或裝置10不特定對象的指示。播放裝置14可以是任意計算機，並包含用以顯示或輸出畫面的模組；顯示或輸出的畫面中可包含提供播放介面，或者裝置14包含實體的介 面模組。此外，播放裝置14可依據上述所產生的指示進行播放或倒播。
執行步驟(b)依據的是前述物體的軌跡資訊。所謂資訊指可衍生自元資料對該軌跡的記錄者。以下配合前揭圖式以多個實施例闡明如何定義軌跡上對應視訊以第一速率播放的區段。
請參見第3A圖，其所示係實施例A中一物體在視訊中的軌跡3a。物體在畫面位置P0進入或出現於視訊，在畫面位置P9離開或消失。在實施例A中，軌跡資訊即物體如前述在多個時點的空間或畫面位置，處理裝置10據以定義至少一區段，如指示當物體進入與離開時(分別對應區段S1與S9)視訊以第一速率播放。事實上當物體出現在區段S1與S9上時裝置14不一定以相同的第一速率播放視訊，在同一區段S1或S9內第一速率也不必然為定值。舉例來說，若第二速率用以快播，則物體在畫面位置P0與P1間視訊的瞬時第一速率可以由某最慢值漸漸逼近第二速率。處理裝置10可能僅標記區段，播放的細節則由裝置14補足或使用者提供。本發明對區段S1或S9的長度不加以限制。
請參見第3B圖，其所示係實施例B中一物體在視訊中的軌跡3b。同樣地，物體在畫面位置P0出現，在P9離開。在實施例B中，處理裝置10依據物體的多個畫面位置計算軌跡3b在長度上的中點M50，並由中點M50擴展出所定義的區段。 所定義的區段包含中點M50，如以中點M50為中心的區段，或自中點M50向畫面位置P9延伸的任意長度的部份軌跡3b而產生的區段SM50，或自中點M50向畫面位置P1延伸的任意長度的部份軌跡3b而產生的區段，或上述實施例的組合。中點M50係軌跡3b上至少一中途點的特例。中途點可以是軌跡3b在長度上的某個等分點，例如三等分點M66，當然也可以是軌跡3b上的任意點。依據中途點，處理裝置10定義視訊以第一速率播放的區段。
為簡化中途點的選擇，畫面亦可被分作多個區域，而軌跡上的位置依據所從屬的區域形成步驟(b)中所定義的區段。請參見第3C圖，其所示係實施例C中一物體在視訊中的軌跡3c。如第3C圖所示，視訊的範圍至少被切割成三區域A10、A20與A30。元資料中對應區段S10之資訊可被紀錄為對應區域A10；同理，元資料中對應區段S30之資訊可被紀錄為對應區域A30。如此一來，可簡化所紀錄之軌跡之資訊。
實施例B亦有依據前述時點的對應。請參見第3D圖，其所示係實施例D中一物體在視訊中的軌跡3d。物體在時點0.0進入或出現於視訊，在時點9.0離開或自畫面消失。在實施例D中，處理裝置10依據軌跡3d包含的多個時點計算其時間上的中點4.5所對應的畫面位置T50，並再依據諸時點對應的畫面位置定義以任意方式包含T50的區段ST50。中點4.5係軌跡3d時間上的至少一中途點的特例。中途點可以是軌跡3d的某個 等分點，例如三等分點3.0或6.0，當然也可以是軌跡3d上的任意時點，如8.0。承實施例A或C，處理裝置10可選擇對應物體剛進入或將離開畫面的中途點，從而定義區段，如ST85代表物體在視訊中的最後9.0-8.0=1.0單位時間。
請參見第3E圖，其所示係實施例E中一物體在視訊中的軌跡3e。實施例E係實施例B與D的一種結合，亦即處理裝置10以時點對畫面位置加權而計算中途點。如第3E圖所示，假設空間上總長9單位距離的軌跡3e上位置P0與P1間、P1與P2間乃至P8與P9間皆為1單位距離，但物體沿軌跡3e係依據所標示的時點0.0至9.0等非等速率地移動，則加權後軌跡3e的一個中途點是自P0算起[0.5×(3.0-0.0)+1.5×(4.0-3.0)+2.5×(5.0-4.0)+3.5×(6.0-5.0)+4.5×(6.5-6.0)+5.5×(7.5-6.5)+6.5×(8.0-7.5)+7.5×(8.5-8.0)+8.5×(9.0-8.5)]÷9.03.1單位距離處，也就是畫面位置P3與P4間的P31。以中途點P31為軌跡3e之資訊，處理裝置10可定義一區段，此區段關聯於物體於畫面中平均徘徊最久之處。當然就各位置P0至P9來看，物體在視訊中移動最緩慢時的亦可作為所定義區段的部份軌跡3e應在P0和P1之間(3.0-0.0=3.0單位時間)。此外，在其他實施例，亦可藉由其他權重配置方式(如提高重要位置的權重、重要時間點的權重等...)，進行中途點的加權運算。
請參見第3F圖，其所示係實施例F中一物體在視訊中的軌跡3f。在實施例F中，裝置10在處理流程中偵測到軌跡 3f與畫面上如A28的至少一區域至少部份重疊時執行步驟(b)。區域A28可有多種解讀。在一衍生實施例中，A28是使用者感興趣的區域(region of interest)，因此處理裝置10定義的是軌跡3f與A28重疊的部分，也就是區段S28。在一衍生實施例中，較小但和軌跡3f僅些微或完全沒有重疊的A25才是使用者感興趣的區域，但處理裝置10定義軌跡3f上接近A25的區段S28，其中「接近」意味著一緩衝距離d 3的建立。在一衍生實施例中，P22是使用者感興趣的畫面位置，而處理裝置10定義軌跡3f上接近P22的區段S28，此處「接近」意味著另一緩衝距離d 6的建立。在一衍生實施例中，A28是使用者不感興趣的區域，因此處理裝置10定義軌跡3f上非區段S28之處，亦即區段S72。
小結前述，則處理裝置10實係依據一軌跡的諸般面向之至少一執行步驟(b)。在一度空間裡軌跡可由點或畫面位置代表，因此有實施例B、C、D以及E。此外，軌跡之資訊亦可包含軌跡之方向、長度、形狀或其他軌跡相關資訊。以軌跡3a為例，處理裝置10定義的區段可以具有方向性(如朝第3A圖上方的區段S6)。在一些實施例中，長度或形狀符合特定條件的軌跡，才會被定義區段；定義區段的意義在於當物體在其中時指示視訊以第一速率播放，區段可以但不一定對應整個物體出現於視訊的時段。請參見第3G圖，其所示係實施例G中一物體在視訊中的軌跡3g。物體於時點0.0由畫面位置P0進入或出現於視訊，於時點9.0在畫面位置P9消失或離開。在實施例G中，在畫面上 設有預設的區域A15與A35。於是，裝置10在處理流程中偵測到軌跡3g與區域A15與A35分別至少部分重疊，並且該物體先出現於區域A15(約時點3.0)才進入A35(約時點8.5)時，觸發執行步驟(b)之執行。換句話說，軌跡3g被偵測到穿過區域A15與A35且軌跡3g之軌跡形狀大體符合帶方向的形狀D時，觸發步驟(b)。實務上，視訊取得裝置12可能是某企業的監視攝影機，設置於公共區域A15以及私有區域A35、A45之間。一般而言，在私有區域A35與A45間移動的人形物體是可信賴的員工。但若訪客由公共區域A15逕闖私有區域A35則有安全疑慮，值得以第一速率播放錄製的視訊進一步檢視其軌跡(如3g，尤其是訪客通過門禁的區段)。然而，在本發明之其他實施例中，可在畫面上設定更多預設區域，並設定各種區域的造訪順序，作為觸發步驟(b)之條件。
在一實施例中，屬特定類別或具特定顏色或某大小的物體的軌跡才會被定義區段。例如，處理裝置10可針對人相應的特徵(如人的膚色或大小)所產生的軌跡進行視訊處理，而不會對人以外的物體(如車輛)之軌跡進行視訊處理。在一實施例中，物體在軌跡上某區段符合特定條件則該區段被定義。舉例來說，若視訊取得裝置12具臉部辨識功能而元資料有相關資訊，則處理裝置10可指定任一物體被辨識出臉部時視訊以第一速率播放。
請配合第1與2圖參見第4圖，其所示係本發明一 實施例中一視訊的時間軸t。本例中有第一物體出現在時點t 10與t 19之間，第二物體出現在時點t 20與t 29之間，第三物體出現在時點t 30與t 39之間。處理裝置10或依據第一物體軌跡上的一中途(時)點t 16定義自t 14迄t 18的區段，其中t 14與t 16重合，亦即t 18是t 16加上某定值而得；或依據第三物體軌跡在時間上的中點t 36定義自t 34迄t 38的區段，其中t 34與t 38的分別是t 36減去和加上某定值而得；或依據任意時點t 26或不依據任何中途點定義自t 24迄t 28的區段，以相應於第二物體軌跡。在一衍生實施例中，可將t 18-t 14、t 28-t 24以及t 38-t 34皆設定為不大於一時限，從而視訊以第一速率播放的時段有所節制。對於第一物體，該時限可以就是所述定值。對於第三物體，所述定值可以是該時限的一半。如前述，步驟(c)的指示可能較步驟(d)者優先，因此時間軸t上視訊實際以第一速率播放的時段是t 16至t 28以及t 34至t 38。其中，t 16至t 28之時間長度略大於依據第一物體軌跡定義之自t 14迄t 18的區段以及依據第二物體軌跡定義之自t 24迄t 28的區段，因此可讓使用者有足夠時間看清楚多個物體(第一以及第二物體)。
雖然本發明以諸實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明的精神和範圍內所為之更動與潤飾均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定的保護範圍請參考所附申請專利範圍。

Claims (15)

  1. 一種視訊播放的處理方法，包含：(a)取得關聯於一視訊的一元資料，該元資料記錄出現在該視訊中的至少一物體的至少一軌跡；(b)依據該軌跡之資訊，在該軌跡上定義一區段；(c)指示當該物體出現在該區段上時，以一第一速率播放該視訊；以及(d)選擇性地指示當該物體出現在該軌跡上該區段以外之處時，以一第二速率播放該視訊；其中該軌跡之資訊包含該軌跡於該視訊上的多個畫面位置以及每一該畫面位置對應之一時間戳，該區段包含該軌跡的至少一中途點，該中途點用以作為執行步驟(b)之依據，且該處理方法更包含：依據該些時間戳，定義該中途點。
  2. 如請求項1所述的處理方法，其中該軌跡之資訊包含該軌跡的一方向、一長度或一形狀作為執行步驟(b)之依據。
  3. 如請求項1所述的處理方法，其中步驟(b)執行在偵測到該軌跡與該視訊的一畫面上的至少一區域至少部分重疊時。
  4. 如請求項1所述的處理方法，其中該視訊的一畫面上包含至少一第一區域以及至少一第二區域，而步驟(b)執行在偵測到該軌跡分別與該第一區域以及該第二區域至少部分重疊且該物體於出現在該第一區域中之後出現在該第二區域中時。
  5. 一種視訊播放的處理系統，包含：一視訊取得裝置，用以取得一視訊，並用以產生關聯於該視訊的一元資料，該元資料記錄出現在該視訊中的至少一物體的至少一軌跡；以及一處理裝置，用以執行如請求項1至4其中任一所述的處理方法。
  6. 一種視訊播放的處理方法，包含：(a)取得關聯於一視訊的一元資料，該元資料記錄出現在該視訊中的至少一物體的至少一軌跡；(b)依據該軌跡之資訊，在該軌跡上定義一區段；(c)指示當該物體出現在該區段上時，以一第一速率播放該視訊；以及(d)選擇性地指示當該物體出現在該軌跡上該區段以外之處時，以一第二速率播放該視訊；其中該軌跡之資訊包含該軌跡於該視訊上的多個畫面位置以及每一該畫面位置對應之一時間戳，該區段包含該軌跡的至少一中途點，該中途點用以作為執行步驟(b)之依據，且該處理方法更包含：依據該些畫面位置，定義該中途點。
  7. 如請求項6所述的處理方法，其中該軌跡之資訊包含該軌跡的一方向、一長度或一形狀作為執行步驟(b)之依據。
  8. 如請求項6所述的處理方法，其中步驟(b)執行在偵測到該 軌跡與該視訊的一畫面上的至少一區域至少部分重疊時。
  9. 如請求項6所述的處理方法，其中該視訊的一畫面上包含至少一第一區域以及至少一第二區域，而步驟(b)執行在偵測到該軌跡分別與該第一區域以及該第二區域至少部分重疊且該物體於出現在該第一區域中之後出現在該第二區域中時。
  10. 一種視訊播放的處理系統，包含：一視訊取得裝置，用以取得一視訊，並用以產生關聯於該視訊的一元資料，該元資料記錄出現在該視訊中的至少一物體的至少一軌跡；以及一處理裝置，用以執行如請求項6至9其中任一所述的處理方法。
  11. 一種視訊播放的處理方法，包含：(a)取得關聯於一視訊的一元資料，該元資料記錄出現在該視訊中的至少一物體的至少一軌跡；(b)依據該軌跡之資訊，在該軌跡上定義一區段；(c)指示當該物體出現在該區段上時，以一第一速率播放該視訊；以及(d)選擇性地指示當該物體出現在該軌跡上該區段以外之處時，以一第二速率播放該視訊；其中該區段包含該軌跡的至少一中途點，且執行步驟(b)更依據關聯於該物體出現在該中途點的一時限。
  12. 如請求項11所述的處理方法，其中該軌跡之資訊包含該軌跡 的一方向、一長度或一形狀作為執行步驟(b)之依據。
  13. 如請求項11所述的處理方法，其中步驟(b)執行在偵測到該軌跡與該視訊的一畫面上的至少一區域至少部分重疊時。
  14. 如請求項11所述的處理方法，其中該視訊的一畫面上包含至少一第一區域以及至少一第二區域，而步驟(b)執行在偵測到該軌跡分別與該第一區域以及該第二區域至少部分重疊且該物體於出現在該第一區域中之後出現在該第二區域中時。
  15. 一種視訊播放的處理系統，包含：一視訊取得裝置，用以取得一視訊，並用以產生關聯於該視訊的一元資料，該元資料記錄出現在該視訊中的至少一物體的至少一軌跡；以及一處理裝置，用以執行如請求項11至14其中任一所述的處理方法。
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