2007 年度 浅山ゼミ 大容量観察映像の最適読み込みに関する研究

2007 年度
浅山ゼミ
撮影，使用許諾：日本野鳥の会
岡山県支部
大容量観察映像の最適読み込みに関する研究
I01I020 占部 真也
I01I024 岡村 勇人
I04I007 井上 真久主
I04I041 武元 智樹
大容量観察映像の最適読み込みに関する研究
浅山研究室
I01I020 占部 真也
I04I007 井上 真久主
1．はじめに
近年，森林伐採による木々の減少．それにとも
ない地球温暖化の促進により，環境の変化が生物
圏内の生態系などに大きな影響を及ぼしている．
特に生態系において絶滅の可能性のある種が出
てきており，これらを防ぐための取り組みが行わ
れている．日本野鳥の会の岡山県支部では，野生
鳥類の絶滅を防ぐための情報収集の一環として
鳥類の映像を撮影している．
当研究室では，日本野鳥の会岡山県支部とブッ
ポウソウ繁殖映像のディジタル化，解析支援シス
テムなどで，共同研究を行っている．
本研究は，上記映像が膨大な量のＶＨＳテープ，
つまりはアナログデータとして保管されている
ものを，コンピュータに取り込み，デジタルデー
タとして保管することが目的である．その際，デ
ータの量や，情報の欠如を考慮し，最適なデジタ
ルデータのパラメータを求めることを目指した．
2．ブッポウソウ
ブッポウソウ(仏法僧)は体長約 30cm で，体は
光沢のある青色をした鳥である．頭部や顔は褐色
であり，嘴(クチバシ)と足は赤褐色である[1]．環
境省のレッドデータブックで絶滅危惧種Ⅱ類に
分類されており，生存が危惧されている[2]．
日本野鳥の会岡山県支部では，この鳥の生態を
調べており，アナログデータ(VHS テープ)で巣
箱の内部を１０年間以上撮影している．だが一年
間だけでも膨大なデータ量になり，保管するのが
精一杯で，解析を行うことはほとんどできていな
い．
3．最適読み込み
アナログデータ（VHS テープ）の取り込みを
行ったが一般的なパラメータ（解像度 720x480，
30fps( flame per second ：１秒間に表示する画
像の枚数のこと)：いわゆるＤＶフォーマット）
では，１本あたり約 200GB のデータ量となる．
総量では，１年分で約 16TB になり，保管すると
しても，非現実的である．そのため，パラメータ
として解像度や fps を調節し，データ量を抑える
必要がある．
そこで，本研究では，データ量を少なくし，必
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I01I024 岡村 勇人
I04I041 武元 智樹
要な特徴を失わずに目視できる最適な変換パラ
メータを検討した．
4．動画フォーマット
フォーマットとは，コンピュータで扱う文書，
音声，画像，動画などのファイルを特定の利用方
法やアプリケーションソフトで共通に扱うため
の形式や規格のことである．動画フォーマットは，
非常に多数のものが提案，規格化されている．動
画取り込みのプラットフォームや，将来の解析の
ことなどを考慮し，本研究で扱う動画フォーマッ
トとしては，AVI と MPEG の二つを検討した．
以下，簡単に説明する．
（１）MPEG
MPEG とは Moving Picture Experts Group
の略で，コーデックという圧縮伸張プログラムを
使い，データサイズを小さくする動画フォーマッ
トの１つである．コーデックとは，データの符号
化(エンコード)と複合(デコード)を双方向にでき
る装置やソフトウェアのことである．MPEG に
は様々な企画があり，MPEG-1 から MPEG-4 ま
での各規定が定められている[3]．
（２）AVI
AVI とは Audio Video Interleave の略で，
Windows 標準の動画用ファイルフォーマットで
ある．Windows 上でマルチメディアデータを格
納する際に用いられる RIFF というフォーマッ
トを応用し，画像データと音声データを交互に織
り交ぜた構造になっている．AVI 自体は単なる入
れ物(コンテナ)でしかなく，任意のコーデックで
エンコードされた動画や音声を格納できるため，
再生するには適切なコーデックを用意する必要
がある[4]．
MPEG は画質が高く容量も小さく抑えられる
が，MPEG で圧縮するとデータが失われてしま
い，解析に支障をきたした．本研究の目的でもあ
る最適読み込みとはいえないので，不採用とした．
AVI は比較的古いフォーマットで，新しい機能
には対応していないものが多いなどの問題点も
あるが，非圧縮フォーマットもあり，解析に使い
やすいため，AVI 非圧縮フォーマットを本研究で
の画像フォーマットとして採用した．
5．変換
5．1 開発環境
面だが，0.5fps では『親鳥が巣箱に入っている』
という特徴が失われているのがわかる．これより，
0.5fps は最適読み込みではない．
OS：Windows XP Professional SP2
アプリケーション：Adobe Premiere Pro 1.5
キャプチャボード：Canopus ACEDV ボード
5．2 実験内容
Adobe Premiere で取り込んだ元のデータ（解
像度 720x480，30fps：いわゆるＤＶフォーマッ
ト）を，表１のように再変換を行う．データ量と
目視解析可能性に注目し，パラメータを検討した．
代表的なパラメータでのデータ量を，図１に示す．
図２ 320x240 1fps 餌付けの様子
表 1 変換前後のデータ
解像度，fps
元のデータ
大，滑
変換後のデータ
小，粗
200
200
150
（ＧＢ）
図３ 320x240 0.5fps 餌付けの様子
６． まとめ
100
解像度を縮小しても，視覚的にもそれほど問題
がなく，また，解析の面でも十分に利用できるこ
とがわかった．しかし fps を小さくしすぎると，
解析で支障がおき，最適読み込みには時間当たり
の表示枚数は 1fps 以上必要とわかった．
本研究は，解像度 320x240 1fps を最適読み込
みとした．結果として元のデータ量より約 1/17
に抑えられた．
48
50
12
0
データサイズ
720 x 480 30fps
320 x 240 4fps
320 x 240 1fps
参考文献
図 1 データ量の比較
5．3 考察
解像度は，後の処理を考え 720x480 のＴＶサ
イズから，携帯機器などで一般的に利用されてい
る 320x240 のサイズに縮小した．
次に fps については，4fps，1fps，0.5fps の三
種類で変換を行い，目視で比較した．その際 1fps
までは現れていた特徴が，0.5fps では確認できな
い場合があった．
次の図は fps の異なる動画の一部である(図２，
図３)．ブッポウソウが雛鳥に餌を与えている場
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[1] 小宮輝之 著， 野鳥図鑑：日本で見られる
身近な野鳥から絶滅危惧種まで，日東書院本社
(2005 年 11 月 1 日)
[2] 環境省，RDB 図鑑
http://www.sizenken.biodic.go.jp/rdb/
[3] 加古考 鈴木雅也 著， MPEG 理論と実践，
NTT 出版(2003 年 11 月 21 日)
[4] IT 用語辞典 e-Words
http://e-words.jp/