1.1 研究動機
在節奏快速的生活中，科技產業的發展也相當緊密，而人們經常接觸的多媒 體，就屬影片這個媒介最為活躍，舉凡新聞、娛樂、運動賽事…等，都以影片的 方式來呈現；如今透過網路，可更迅速地取得這些資訊，但受限於使用者的頻寬，
對於高畫質影片，其單位時間的影片大小較大，於線上瀏覽或下載時，易致傳輸 時間的延長，會降低使用者觀看的欲望，若能妥善對影片進行壓縮及內容分段索 引，不僅易於傳輸，在後續的管理與分析也有所助益。
而現今的教學平台，幾乎都有課程影片可線上瀏覽，提供學生課後複習之 用，故若能主題性的提供使用者，點選感興趣片段的功能，將有助於提高使用意 願，進而正向地幫助使用者培養主動學習的習慣。
另外，若能更進一步地找出影片中的重要事件，如：教師將手指向投影片內 容的地方、教師講解時間停留較久處以及講解時語氣加強的地方等，更能輔助使 用者，迅速地掌握教師所要表達的主旨與意念，以提高學習成效。
1.2 研究目的
影片結構化前須進行視訊切割(Segmentation)，區分出有意義的片段，以方 便後續之影片分析。伴隨而來的問題，如光線的影響(室內的光源變化、室外的 光源變化)、遮蔽物(教師、學生、其他物品)出現…等，也都是亟需處理的議題。
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因 此 本 研 究 著 重 於 教 學 影 片 的 切 割 ， 使 用 片 段 變 化 偵 測(Shot change detection) 的 方 法 ， 正 確 地 找 出 每 個 片 段 (Shot) 中 ， 不 含 遮 蔽 物 的 關 鍵 影 像 (Keyframe)，再輔以手勢、音量...等資訊，找出教材中較為重要的部分給予標記。
1.3 研究範圍
本研究所針對的教學影片格式採 AVI 格式，使用片段變化偵測的技術來定 位不同片段的位置。以下分別簡述教學影片、階層式影片與換頁片段影像於本研 究之定義：
1.3.1 教學影片
於一般搜尋引擎上，輸入教學影片的關鍵字，會得到各種技巧的教學影片，
如：烹飪、樂器或軟體操作…等，而本研究所針對的教學影片，意指在室內環境，
教師利用投影機將事先製作好的投影片按順序投影在布幕上所進行的教學，而教 學影片與一般影片不同之處有：
(1) 背景多為靜態背景：
教學授課所錄製的教學影片多為室內的、單純的、靜態的背景，有別於室外 的、複雜的、動態的背景，只有少數情況如教師或學生經過影像時背景才有短時 間的變化。
(2) 攝影機及影像固定：
投影布幕位置固定，故教學前將攝影機架設完畢後不需要攝影師操作，攝影 期間不再移動或拉近( Zoom in)、拉遠(Zoom out)，有別於一般影片中有攝影師掌 鏡，影片影像因為情境需要會有所變化。
(3)投影片佔影像大部分：
相較於一般影片中的主體是人，教學影片中的主角則是投影片，整個教學過 程中投影片的位置不會變動；相反地，人在影片中出現及移動時則必須將其忽略。
1.3.2 階層式影片
場景在定義上是有相似的場合及事件的集合，不同場景之間則有相當大的變 異；而片段則是在同一場景中，有多個相似事件可分割而成單一片段。舉例來說，
在軍訓課之中，於室內上台報告及室外打靶射擊各為一個場景，其中每一位同學 上場的內容則為一個片段，而此堂軍訓課則是由上台報告和打靶射擊所組成的一 個完整影片。本研究由於實際上課教學影片多為固定背景，因此可視為整段影片
只有單一場景，但每一頁投影片則視為不同的片段。如圖 1.1，一個影片可由許
多場景組成，場景則可由許多影片片段組成，每個影片片段則可再由許多影像 (Frame)組成。
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影像(Frame) 片段改變(Shot change)
片段(Shot)
片段(Shot) 片段(Shot) 片段(Shot)
場景(Scene) 場景(Scene)
影片(Video)
影像(Frame) 片段改變(Shot change)
片段(Shot)
片段(Shot) 片段(Shot) 片段(Shot)
場景(Scene) 場景(Scene)
影片(Video)
圖1.1 階層式影片
1.3.3 換頁片段影像
由於教學影片只有單一場景，主要的分別則在於各張投影片的不同，因此可 將每張投影片的授課內容視為一個片段影片。其中，每個片段中的靜態影像差異 不大。故在相鄰片段影片之間的切換，可分為直接切換(Abrupt change)和逐漸切 換(Gradual transition)。在教學影片中，大部分教師在製作教材時，鮮少使用特效 效果，因此在投影片切換，都是屬於直接切換，故本研究只著重此部份的探討。
1.3.4 研究限制
在類似的研究中，處理的議題仍有出入，本研究將問題限制明確地條列如下：
(1) 教學影片是在普通教室中，教師使用單槍投影機投影教學投影片於布幕上錄
製而成，影像中投影片佔超過80% (圖 1.2(a))。
(2) 投影片中不含任何動態特效(如換頁使用溶解特效…等) (圖 1.2(b))。
(3) 光源不加以限制。
(4) 允許教學者進入影像中進行講解( 圖 1.2(c) )。
(a) (b) (c)
圖1.2 研究限制 (a)投影片佔超過 80% (b)溶解換頁特效 (c)講者進入影像中
1.4 論文架構
本論文共分五章，第二章為文獻探討，第三章為流程圖及主要的方法，第四 章顯示實驗結果，第五章為結論與未來研究。
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