隨著科技一日千里的進步以及電腦數位化時代的來臨，數位化的多媒體資料 格式及應用也愈來愈廣泛，多媒體的格式也越來越多，如 MPEG-1，MPEG-2 及 MPEG-4 等視訊格式，而這些影片都是由大量的資料組成，而要處理這些大量的 視訊資料的第一步就是要將影片依鏡頭(Shot)做視訊資料分割，將連續的鏡頭與 有鏡頭轉換(Shot change)做出區隔，而以鏡頭做為視訊資料索引查詢的單位，這 樣可以減少在處理視訊影片的分析與索引時的資料量及所需要的時間，而這個將 影片做視訊資料分割的動作就需要先將影片做鏡頭變換的偵測(Shot change detection)。
在一段影片中，若拍攝的鏡頭及內容具有連續性及相關性，我們認為這一段 影片是屬於同一個鏡頭。同一鏡頭影片的資料具有高度的相關性，因此，要對視 訊資料進行分析及檢索時，只要針對每一個鏡頭中具代表性的畫面，進行資料的 儲存，搜尋，瀏覽和擷取的處理。屬於同一個鏡頭的一段影片，可以代表記錄同 一個事件或同一個主題，而鏡頭轉換，換鏡前的影片內容和換鏡後的影片內容沒 有相關性。
鏡頭轉換主要可分為瞬間式轉換(Abrupt Transition)和漸進式轉換(Gradual Transition)二種，瞬間式轉換是指在影片中的鏡頭轉換是立即性的轉換，兩個鏡 頭的分界很清楚，如圖 1.1 所示，圖中每一格代表一個畫面(frame) ，其中在 frame
i 與 frame i+1 之間存在一個瞬間式換鏡。而漸進式轉換則是在二個鏡頭的轉換間 加入了一些特效功能，將換鏡的過程延長並使得換鏡的過程變得更加平滑，如圖 1.2 所示，在鏡頭轉換過程中，是第一個鏡頭逐漸消失，而第二個鏡頭逐漸現並 取代原先的鏡頭，漸進式換鏡的型態可依換鏡轉換過程的特效來分類，常見的漸 進式換鏡方式有溶解(Dissolve)，淡入(Fade-in)，淡出(Fade-out)和抹去(Wipe)這四種 型態，如圖 1.2 所示的漸進式換鏡的型態就屬於溶解型的漸近式換鏡。
圖 1.1 瞬間式換鏡示意圖 瞬間式換鏡
frame i frame i+1
Shot 1
Shot 1 ... Shot 2 ... Shot 2
frame 1 … i i+1 … n
frame i …… frame i+5
圖 1.2 漸進式換鏡示意圖
有許多學者致力於視訊影片鏡頭變換偵測的研究，也提供了很多的偵測特微 及應用方法，早期鏡頭變換的研究大多針對未壓縮的視訊影片(uncompressed video) 來進行偵測[1-2] 。使用未壓縮的視訊資料進行換鏡偵測，在處理的資料量十分 龐大，且將視訊影片完全解碼再來偵測換鏡所需的計算時間也比較長，且目前普 遍使用的 MPEG-1，MPEG-2 視訊影片皆屬於壓縮格式，故近年來研究的重點逐 漸專注於如何直接使用已壓縮的視訊影片(compressed video)來進行偵測[3-4]。本 篇論文提出的方法就是利用已壓縮的 MPEG-2 視訊影片來進行鏡頭變換的偵測。
不同類型的影片其畫面間變化的程度並不相同，如在運動型態的影片中，運 動員的移動速度可能很快，故當相鄰兩畫面的差異很大時，可能只是連續運動的 畫面，而非有鏡頭轉換的情況發生；而在偏靜態的影片如新聞播報，每一個畫面 的差異都不大，就算是有鏡頭轉換的情況發生，畫面的差異也有可能遠比連續運 動的畫面差異小。因此，使用同一個門檻值(Threshold)來偵測所有類型的視訊影
Shot Shot Shot Shot
Shot 1 Shot 2
frame i i+1 i+2 i+3 i+4 i+5 漸進式換鏡
片，並不能得到最佳之結果。我們藉由統計影片的差異性，自動為各種不同型態 的影片算出壓縮資訊的參考值並選擇適當之門檻值，以增加換鏡偵測的正確率。
並將影片分為數個內容相似的片段，以方便後續的影片檢索，影片搜尋及關鍵畫 面選取的功能，並且開發一個方便使用的應用系統。
本篇論文共分為六章，首先第一章說明本論文之研究動機及研究目的，第二 章將介紹 MPEG-2 視訊壓縮的標準及壓縮原理，第三章則介紹前人所提出的有關 影片鏡頭變換偵測的方法。我們提出之偵測方法及相關流程則於第四章介紹，第 五章為我們的實驗結果與分析，最後則於第六章提出本篇論文的結論，未來的展 望及努力的方向。