Time Synchronization Software for Video Processing using Multiple Video Cameras

複数のビデオカメラを用いた 映像処理のための時刻同期ソフトウェア「Intelligent Time Synchronization」

 映像の時刻同期ソフトウェア「Intelligent Time Synchronization」を使えば、パノラマ映像スイッチング映像を制作する時など、複数ビデオカメラの映像間の時刻同期が可能です。


本製品の特長

 ICTによるスポーツ分析では、GNSS(Global NavigationSatellite System)などの様々なIoT(Internetof Things)機器とビデオカメラの計測データを組み合わせ、プレー解析に用いる技術も研究されています。
 ビデオカメラを活用したスポーツ分析技術は、(A)複数のビデオカメラで撮影した映像を解析する技術と、(B)ビデオカメラ、GNSS とIoT 機器を組み合わせた解析技術に大別できます。(A)では、複数のビデオカメラで撮影した映像を用いて人物を識別し、追跡しています。(B)では、GNSS 機器の計測データの他に、選手の周辺状況を把握するためのカメラ映像も用いて解析しています。これらの既存技術では、計測に用いる機器を有線で接続する方法や、GNSS時刻を参照するなどの方法で、計測したデータを同期しています。しかし、これらの機器がスタンドアロンで動作している場合、時刻同期は手作業で行うこととなり、膨大な時間と人的コストが必要となります。
 そこで、フィールドスポーツへの適用を想定した上で、複数のビデオカメラデータを自動的かつ高精度に時刻同期する技術を開発しました。提案手法により、プロチームや学校での部活指導など多様なシーンにおいて、市販の機器を用いて誰でも容易に時刻同期できます。


本製品の特長

 本製品はカラー映像の変化のシーンを含む複数のビデオカメラで撮影した映像を入力し、同期された映像を出力します。
 撮影開始と終了時に複数のカメラを1箇所に集め、同一のカラー映像を撮影することで手作業による同期作業を必要とせず、精緻な時刻同期が実現しました。時刻同期時にその映像を参照する事で「同期機能がないビデオカメラでは容易に時刻同期することが難しい課題」を解決できました。


同期のためのカラースクリーンの撮影


 本機能では、カラー映像を撮影した複数の映像において、色が変化した瞬間を検出することで時刻を同期します。
 本機能は、下記●カラー映像区間抽出処理 ●時刻同期時点検出処理 ●同期区間映像抽出処理により構成されます。


●カラー映像区間抽出処理
 映像全体からカラー映像が表示されている区間を探索した場合、多くの処理時間を要します。そのため本処理では、撮影開始時と終了時にカラー映像が撮影されていることを前提にカラー映像の表示区間を自動で抽出します。


●時刻同期時点検出処理
 本処理では、カラー映像の表示区間において、画面中央部に映っているRGB値の平均値を算出する。その前後フレームの変化量によりカラーが変化した瞬間のフレームを抽出します。

Step.1 前処理にて探索されたカラー映像の区間より、時系列順にRGB 値の平均の微分値を算出。

Step.2 Step.1にて算出された値を基に微分値が高いフレームをカラー変化の瞬間として抽出。

Step.3 Step.2にて抽出されたフレームのうち、最初のフレームを時刻同期の開始時点、最後のフレームを時刻同期の終了時点として検出。


●同期区間映像抽出処理
 上記2つの処理を入力された全てのカメラ映像に実行します。本処理では、全てのカメラ映像において、前処理にて検出された時刻同期の開始時点と終了時点のフレームの区間を抽出することで、複数のビデオカメラ間の映像を高精度に時刻同期します。

Step.1 前処理にて検出された時刻同期の開始時点と終了時点のフレーム区間を抽出。

Step.2 Step.1にて抽出されたフレーム区間を時刻同期されたカメラ映像として出力。



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