JP2000059823A

JP2000059823A - 画像品質モニタ装置

Info

Publication number: JP2000059823A
Application number: JP11209481A
Authority: JP
Inventors: John W Edwards; ジョン・ダブリュ・エドワーズ
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1998-07-25
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: EP0977447A2; US6055015A; EP0977447A3; DE69937522D1; EP0977447B1; DE69937522T2; JP3520225B2

Abstract

(57)【要約】【課題】テレビジョン・チェーンのコード化レーヤや
変調レーヤなどの各レーヤに対して、差分テストを行な
って画像品質をモニタする。【解決手段】画像品質測定回路３６／４６に測定し
ようとする当該レーヤの前段のレーヤからの信号をロー
カル基準信号として蓄積し、このローカル基準信号を当
該レーヤからの出力信号と比較して、当該のレーヤに対
する画像劣化の増分測定値を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、デジタル
・ビデオ装置における画像品質の測定に関し、特に、テ
レビジョン・チェーン（テレビジョン装置の処理系が連
携したシステム）における総てのレーヤ（処理系）にお
ける画像品質を測定する画像品質モニタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ・シーケンスの画像品質を評価す
る従来の方法は、リニア（線形）システムを想定してい
るので、これら方法は、圧縮ノンリニア（非線形）シス
テムをテストするには効果的ではない。よって、別の方
法が求められている。かかる方法の１つは、ボジダー・
ジャンコ及びデビッド・フィブシュのアメリカ合衆国特
許第５８１８５２０号の「圧縮ビデオ品質の自動測定用
プログラム可能な機器」（特公平９−２３３５０２号に
対応）などに記載された画像差分法である。ここでは、
テスト・ビデオ・シーケンスに被試験システムを通過さ
せ、その後、ＳａｒｎｏｆｆＪＮＤＭｅｔｒｉｘ技法
を用いて、テスト・ビデオ・シーケンスを、その元（オ
リジナル）のシーケンスと比較した。しかし、かかる画
像差分法（差分テスト）では、システム全体の総合測定
値を得られるが、システム全体の内、劣化が最悪の部分
を識別できなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】テレビジョン・チェー
ン（テレビジョン装置の処理系が連携したシステム）に
おける総てのレーヤ（階層になった処理系）、即ち、ビ
デオ・レーヤ（圧縮や変調などの処理が行われる前のビ
デオ処理系）、圧縮レーヤ（圧縮処理系）及び高周波レ
ーヤ（高周波の処理系）の各レーヤに対して、差分テス
ト（各レーヤの入力及び出力の差から画像品質をテスト
する方法）を行える画像品質モニタ装置が望まれてい
る。なお、これら各レーヤは、ビデオ処理レーヤであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
テレビジョン・チェーンの各点において、ローカル（局
部的な）基準ビデオ・シーケンスを用いて、このテレビ
ジョン・チェーン内の総てのレーヤに、画像差分法（ア
ルゴリズム）を適用する画像品質モニタ装置を提供す
る。送信側（送信サイト）において、ビデオ信号源から
供給された番組信号（以下、プログラム・フィードとい
う）は、ビデオ・レーヤからの最初のローカル基準であ
り、その後段の各レーヤからの出力信号と比較される。
デコードされた圧縮出力は、圧縮レーヤからのローカル
基準信号として蓄積され、その次段のレーヤの出力と比
較される。また、変調レーヤからの出力は、受信側（受
信サイト）の最初のローカル基準信号であり、その次段
のレーヤの出力と比較される。同様に、受信側の各レー
ヤは、次段のレーヤのローカル基準を提供する。各比較
により、劣化のスコア（評価値）が増分する（悪くな
る）。各レーヤにおける比較結果は、そのレーヤにおけ
る劣化の測定値であり、前段のレーヤまでの測定値に追
加される、即ち、増分される値であるので、本明細書で
は、増分測定値と呼ぶ。また、この増分測定値、即ち、
増分劣化スコア（劣化が悪くなる評価値）の組み合わせ
（累積値）により、このシステム（テレビジョン・チェ
ーン）の総合劣化測定値が得られる。

【０００５】本発明の目的、利点及びその他の新規な特
徴は、添付図を参照した以下の詳細説明から明らかにな
ろう。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による画像品質モ
ニタ装置を用いたテレビジョン・チェーンのブロック図
である。テレビジョン・チェーン（システム）１０の信
号経路は、太線で示す。送信器側（寄与要素）１１にお
いて、ビデオ・ソース（信号源）１２が発生したビデオ
・シーケンスは、圧縮コード化回路（エンコーダ）１４
に入力する。圧縮コード化回路１４からの圧縮されたビ
デオ・シーケンス（圧縮ビデオ・シーケンス）は、次
に、変調器１６に入力して、ＲＦ（無線周波数）変調さ
れた（ＲＦ変調）ビデオ・シーケンスを発生する。この
ＲＦ変調ビデオ・シーケンスは、アンテナ１８及び人工
衛星２０のリンクなどの適切な手段により、放送（送
信）される。受信側（分配要素）２１において、アンテ
ナ２２などの適切な手段により、ＲＦ変調ビデオ・シー
ケンスが受信される。受信されたビデオ・シーケンス
は、復調器２４に入力され、この復調されたビデオ・シ
ーケンスを圧縮用デコーダ２６に入力されて、逆圧縮さ
れる（圧縮状態を非圧縮状態に戻す）。次に、逆圧縮さ
れたビデオ・シーケンスは、ＡＤ（追加）挿入装置２８
に供給されて、ローカルな内容が挿入され、他の圧縮コ
ード化装置３０に入力される。代わりに、ＭＰＥＧＡ
Ｄ挿入装置３２を用いて、ローカルな内容を直接的に復
調ビデオ・シーケンスに挿入して、圧縮の１世代をセー
ブする。いずれの場合も、ローカルな内容を有する圧縮
ビデオ・シーケンスを再び変調器３４に入力して、ケー
ブルＴＶシステムの如きローカル分配チャンネルによる
分配を再度行う。これら各処理を行うブロックが、各レ
ーヤとなる。

【０００７】図１に示すビデオ・システムは、寄与要
素、即ち、送信側１１と、分配要素、即ち、受信側２１
とを具えているとみなせる。寄与要素は、いくつかの信
号源からのプログラム（番組）素材を組み合わせて、ビ
デオ・ソース１２からの単一のプログラム・フィードで
あるビデオ・シーケンスにする。このプログラム・フィ
ードを圧縮し、この圧縮プログラム・フィードを変調し
て、伝送路に供給する。分配要素は、この伝送路からの
信号を受けて、しばしば、このプログラムに更に内容を
追加して、圧縮し、分配する。よって、この実施例のシ
ステムには、少なくとも３つのレーヤであるプログラム
・ビデオ・レーヤと、圧縮ビデオ・レーヤと、変調ビデ
オ・レーヤとがある。なお、本発明は、寄与要素及び分
配要素の各々が少なくとも２つの処理レーヤを有するこ
とを前提としている。元（オリジナル）のプログラム・
フィードと比較したり、又は、処理の任意の他の前段の
レーヤと比較して、このシステムの寄与要素側の任意の
点をテストしてもよい。これにより、各レーヤの劣化、
即ち、増分劣化（増分測定値）を評価できる。

【０００８】ビデオ・ソース１２からのプログラム・フ
ィードは、基準ビデオ・シーケンスとして、画像品質測
定（ＰＱＭ）回路３６に供給される。典型的には劣化が
生じている圧縮コード化回路１４からの出力は、基準品
質デコーダ３８によりデコードされ、ＰＱＭ回路３６の
他の入力端に供給されて、ビデオ・ソース１２からの元
のプログラム・フィードと比較される。この比較結果
（増分測定値）を、圧縮レーヤの性能の指標とする。基
準品質デコーダ３８の出力は、ＰＱＭ回路３６内に蓄積
され、変調レーヤをテストする際の基準として用いられ
る。

【０００９】変調レーヤをテストするために、変調器１
６からのＲＦ変調ビデオ・シーケンスは、上述の如く、
復調器４０に入力されて、基準品質デコーダ３８でデコ
ードされる。ＰＱＭ回路３６にて、復調されデコードさ
れた出力が、前段の比較レーヤ・テストでＰＱＭ回路３
６に既に蓄積されたコード化回路のデコード出力と比較
されて、変調器の差分スコア（増分測定値）を求める。
圧縮コード化回路１４の増分スコアは、ビデオ・ソース
１２の出力を用いて得られ、圧縮レーヤ・テスト期間中
に、基準としてＰＱＭ回路３６に蓄積される。ＰＱＭ回
路３６で得られた結果の品質スコアは、圧縮レーヤ及び
変調レーヤの両方による総合画像劣化を含んでいる。こ
の復調されデコードされた出力は、アップリンク・テス
ト用の基準として、ＰＱＭ回路３６に蓄積される。この
アップリンク出力をテストするには、テスト・アンテナ
４２を介してアンテナ１８の出力を受けて、上述と同様
な方法で処理及び比較を行う。

【００１０】全体的な伝送レーヤ、即ち、変調レーヤ、
アップリンク・レーヤ、ダウンリンク・レベル及び復調
レーヤは、圧縮エラーを受けない。その代わりに、伝送
路内のノイズ・バーストの如き事象により生じるビット
の完全性エラーによる影響を受けやすい。この部分のテ
ストするために、圧縮伝送ストリームのエラー・レート
・テスト及びプロトコル・テストを用いてもよい。

【００１１】分配要素、即ち、受信側２１において、復
調器２４及び基準デコーダ４４は、寄与要素の復調器４
０及び基準デコーダ３８と機能的には同じである。した
がって、信号の伝送がエラーを受けなければ、ＰＱＭ回
路４６の受信ビデオ・シーケンス入力の劣化は、寄与信
号（寄与要素の出力信号）と同じである。受信デコーダ
２６及び基準デコーダ４４は、同じであるが、同じであ
る必要はない。この受信信号は、受信側２１用のローカ
ル基準信号である。寄与要素のテストに関して上述した
のと同じ方法によって、受信側２１における各レーヤの
各ブロックは、受信器ＰＱＭ回路４６において、前段の
レーヤと比較することにより差動的にテストできるし、
又は、受信ビデオ・シーケンスと比較することにより増
分的にテストできる。別の復調器４８及びデコーダ５０
を用いて、分配ネットワーク出力における最終変調レー
ヤをテストできる。

【００１２】ビデオ・ソース１２から劣化していないビ
デオを送信ＰＱＭ回路３６及び受信ＰＱＭ回路４６の両
方に送り、遠隔側への伝送に変復調器（モデム）５２及
び通常の電話のいずれかを用い、又は、プログラム・フ
ィード又はその一部を圧縮ビデオ伝送路に挿入すること
により、ローカルでない基準によるテストを行うことが
できる。かかる技術は、例えば、１９９８年２月２０日
に出願されたボジダー・ジャンコのアメリカ合衆国特許
出願第０９/０２６７５８号「ビデオ基準イメージの低
デューティ・サイクル伝送」に記載されている。

【００１３】

【発明の効果】よって、本発明の画像品質モニタ装置に
よれば、テレビジョン・チェーンに対して、前段のレー
ヤからのビデオ・シーケンスをローカル基準として用い
ることにより、チェーンの各レーヤの増分劣化スコア
（増分測定値）や、全体的な総合スコアを求めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像品質モニタ装置を用いたテレ
ビジョン・チェーンのブロック図である。

【符号の説明】

１０テレビジョン・チェーン１１送信側（寄与要素）１２ビデオ・ソース１４、３０コード化回路１６、３４変調器１８、２２、４２アンテナ２０人工衛星２１受信側（分配要素）２４、４０、４８復調器２６、５０デコーダ３２挿入装置３６、４６画像品質測定回路３８、４４基準デコーダ５２モデム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つのビデオ処理レーヤを夫
々有する寄与要素及び分配要素を具えたテレビジョン・
チェーン用の画像品質モニタ装置であって、測定しようとする当該レーヤの前段のレーヤからのロー
カル基準信号を蓄積する手段と、上記ローカル基準信号を、上記当該レーヤからの出力信
号と比較して、上記当該のレーヤに対する画像劣化の増
分測定値を求める手段とを具えた画像品質モニタ装置。
【請求項２】複数の上記レーヤの測定値を組み合わせ
て、上記テレビジョン・チェーンの全体的な測定値を求
める手段を更に具えた請求項１の画像品質モニタ装置。