JP2001285901A - 画質評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 供試機器に入った妨害の影響を、人がテレビ
画面を見て判定をするがバラツキが多く、客観的な判定
を可能とする装置の開発を目的とする。 【解決手段】 ビデオ信号発生部１０１の映像部ノイズ
を映像部選別手段１０２で選別し、同期検出手段１０７
はビデオ垂直同期信号を検出して周波数分析手段１０３
に加える。妨害有無の二つの画面の水平走査線の時間変
遷データを第一の記録手段１０４や第二の記録手段１０
５に蓄える。比較演算手段１０６は、両者の水平走査線
の相対位置を同期させて特定区間を選び、その区間の平
均された差のスペクトラムから調査全域のスペクトラム
変化を全部加算し、その絶対値を求めてその大きさで画
質評価を行なう。ビデオ信号には一色カラー信号を用
い、ビデオルミナンスノイズの分析で測定の簡素化を図
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、テレビ放送受信機
能や映像再生機能を持った供試機器に妨害が加わった時
の画像障害等の妨害現象を判断する画質評価装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビ受信機などのビデオ信号を扱う機
器のイミュニティ試験の国際規格として国際無線障害特
別委員会が定めたＣＩＳＰＲ２０があり、具体的な規制
例として欧州規格標準化委員会が定めたＥＮ５５０２０
がある。他国でも良く似た規格が制定されている。これ
らの規格は、供試機器の外部より受信放送局以外の放送
電波や妨害電波、強電界、妨害電圧、妨害電流を加わえ
ても供試機器のビデオ信号が妨害を受けにくく、テレビ
画面には正常な画面が映ることを目的にしている。この
評価に影響を与える要因は数多くあり、室内照明やテレ
ビ画面の解像度、大きさ、明るさ等の他に測定距離も規
定され、目視による検査法で定義されている。この目視
による画質評価は、予想もしていないようなさまざまな
画像障害を確認することが出来るという特徴がある。

【０００３】ところで一般的に妨害を加えていない場合
の画質評価の方法がある。供試機器に均一なあるビデオ
信号を入力して、そのテレビ画像になる部分の映像のみ
を取り出してビデオＳ／Ｎを測定し、そのＳ／Ｎ値の大
きさで画質評価を下す方法である。映像部ノイズは最終
的にはビデオルミナンスノイズと、クロミナンスノイズ
のＡＭノイズやＰＭノイズの三つの要素に分解される。
したがって画質評価はその三種類のビデオＳ／Ｎを測定
すれば出来るという考えである。例えば図６に従来のビ
デオＳ／Ｎ測定に用いるビデオ信号図を示す。ビデオル
ミナンスノイズのＳ／Ｎを測定する場合は、供試機器に
図６（ａ）の白信号を入力して映像部の白レベルに乗る
ノイズを分離増幅し、その実効電圧を測定して入力の白
レベルに対するノイズの電圧比という形でＳ／Ｎを求め
る。クロミナンスノイズのＡＭノイズやＰＭノイズのＳ
／Ｎを測定する場合は、供試機器に図６（ｂ）の一色カ
ラー信号を入力し、入力のクロミナンス信号に計測器の
内部発振器を位相ロックさせ、ＡＭノイズの場合は振幅
ノイズ成分、ＰＭノイズの場合は位相変動ノイズ成分を
分離増幅し、その実効電圧を測定して入力のクロミナン
ス信号に対する電圧比という形でＳ／Ｎを求める。この
ように一般に機器を評価する時に、三つの要素のノイズ
分析をして弱いところを調べて画質向上を図る手法があ
る。

【０００４】また近年ビデオ信号がデジタル化され、圧
縮伸張された符号化処理画像の画質評価装置の技術が知
られるようになった。これは圧縮伸張処理前後の同一画
素間の情報の変質比較を行なう。例えば特開平８−１９
５８８８号公報に見られるように、原画像と符号化処理
画像を符号化処理時と同じ複数のブロックに分割して個
々のブロック毎に劣化画質の変化量を算出する方法があ
る。また例えば、特開平２−８９２６０公報に見られる
ように、デジタルビデオ磁気テープ記録再生機で再生さ
れた信号とデジタルビデオ原信号間のエラー検出とその
解析による評価方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のテ
レビ画面の目視による画質評価は、検査する人の主観評
価が入り結果が左右されるという問題点を有していた。
例えばテレビ画面に映し出された鮮やかなカラーバー
が、妨害の影響を受けているかどうかを評価する場合を
あげる。ほとんどの人が画面を見て問題が無いと思って
も、注視を続けると薄墨の透明な膜がカラーバーの表面
に部分的に漂っているのが見えたりする。画面上で幾本
かの縦あるいは斜めの直線が大きな時間周期で平行に左
右に速度を変えて移動し、静止状態に近付いて初めて直
線ノイズの存在に気づいたりする場合がある。カラーバ
ー自体の縦縞画面に妨害ノイズが隠れて見落としが発生
する場合もある。あるいは妨害でない固有のノイズが妨
害ノイズとテレビ画面に並存する場合は、その見える固
有ノイズに邪魔されて妨害の強さを弱めて妨害ノイズが
消える条件を求める際に、誤判断をしてしまうこともあ
る。このような諸問題があるために、誤判断を少なくす
るための方法として、結果的に室内照明を暗くするなど
の環境設定を逸脱する補助手段をとる方法も併用してい
た。この方法でも肉体的疲労を考える必要もあり、測定
精度を上げるには短時間で測定を済ますことは出来な
い。

【０００６】またビデオＳ／Ｎ値の大きさで画質評価を
下す方法は、前述したように基準にするビデオ信号の入
力電圧に対するビデオルミナンスノイズの電圧比や、ク
ロミナンスノイズのＡＭノイズ電圧比やＰＭノイズ電圧
比で表される。これは一般の画質評価をするにはそれで
十分であるが、供試機器に妨害を加えた場合にテレビ画
面によく現れる線状の妨害ノイズが見えても、強く現れ
る周波数を分離して測定することはしない。各ノイズの
時間領域の実効電圧を、その中にどのような周波数成分
が混ざっても一緒に測定をするのみである。したがって
ビデオＳ／Ｎ値の大きさで画質評価を下す方法は、目視
で確認できる線状妨害ノイズとの相関が取り難い。

【０００７】さらに近年のデジタル技術の応用としての
画質評価は、テレビ放送受信機能や映像再生機能を持っ
た供試機器に何らかの原因で妨害が加わり画像障害等を
引き起こすと、同一画素間の情報の変質量が増えると推
定される。しかしこの応用は、目視のような広い画面上
に連続して現れる線状あるいはかすみ状の妨害を見て画
質評価をするものではないので、やはり目視の結果と相
関が取り難い。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、目視と相関性が高く何時でも誰が測定をしても同じ
結果を導く画質評価装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画質評価装置は、ビデオ信号を入力し画質評
価部分に任意の位置と大きさの選別ゲートを設定して任
意の映像部ノイズを出力しさらに選別ゲートから外れる
映像部と同期信号部を零出力とする映像部選別手段と、
映像部選別手段の出力を入力として分析周波数幅とその
解像度に応じて水平走査線を順次に分割して時系列に分
析する周波数分析手段と、ビデオ信号を入力し同期信号
を検出し周波数分析手段に出力する同期検出手段と、周
波数分析手段が複数画面を測定してその内の基準画面の
周波数分析結果を水平走査線分割と同順に記録する周波
数分析手段の出力にある第一の記録手段と、比較したい
毎回の画面の周波数分析結果を水平走査線分割と同順に
記録する周波数分析手段の出力にある第二の記録手段
と、第一の記録手段と第二の記録手段の出力にあり第一
の記録手段の水平走査線と第二の記録手段の水平走査線
の相対位置を同期させて特定区間を選びその特定区間内
において第一の記録手段と第二の記録手段間の同一各周
波数ポイントでの差のスペクトラムの第一演算をしかつ
時間方向平均のスペクトラムの第二演算をし第一演算お
よび第二演算をした結果をさらに一個の相対画質評価値
に第三演算をする比較演算手段とを備えた構成を有して
いる。

【００１０】この構成によって、目視と相関性が高く何
時でも誰が測定をしても同じ結果を導く画質評価装置が
得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ビデオ信号を入力し画質評価部分に任意の位置と大
きさの選別ゲートを設定して任意の映像部ノイズを出力
しさらに選別ゲートから外れる映像部と同期信号部を零
出力とする映像部選別手段と、映像部選別手段の出力を
入力として分析周波数幅とその解像度に応じて水平走査
線を順次に分割して時系列に分析する周波数分析手段
と、ビデオ信号を入力し同期信号を検出し周波数分析手
段に出力する同期検出手段と、周波数分析手段が複数画
面を測定してその内の基準画面の周波数分析結果を水平
走査線分割と同順に記録する周波数分析手段の出力にあ
る第一の記録手段と、比較したい毎回の画面の周波数分
析結果を水平走査線分割と同順に記録する周波数分析手
段の出力にある第二の記録手段と、第一の記録手段と第
二の記録手段の出力にあり第一の記録手段の水平走査線
と第二の記録手段の水平走査線の相対位置を同期させて
特定区間を選びその特定区間内において第一の記録手段
と第二の記録手段間の同一各周波数ポイントでの差のス
ペクトラムの第一演算をしかつ時間方向平均のスペクト
ラムの第二演算をし第一演算および第二演算をした結果
をさらに一個の相対画質評価値に第三演算をする比較演
算手段とを備えたことを特徴としたものであり、テレビ
画面の水平走査線を順次に周波数分析をして、基準画面
と比較したい毎回の画面間の水平走査線のスペクトラム
変化を求めて、それを一個の定量的な数値に変換するこ
とにより、その数値の大きさで比較したい毎回の画面の
相対画質評価をすることができるという作用を有する。

【００１２】請求項２に記載の発明は、周波数分析手段
がフーリエ変換を用いることを特徴とするものであり、
順次画面を構成する水平走査線を周波数分析することに
より、基準画面と比較したい毎回の画面間の水平走査線
のスペクトラム変化を求め、比較したい毎回の画面の相
対画質評価をすることができるという作用を有する。

【００１３】請求項３に記載の発明は、比較演算手段の
第三演算は、調査する周波数全域の各周波数ポイントの
スペクトラム変化レベルを全部加算したのち絶対値を求
めることを特徴としたものであり、基準画面と比較した
い毎回の画面間の水平走査線のスペクトラム変化を加算
して一つの絶対値にすることにより、基準画面に対しこ
の数値が大きい画面は画像障害が大きいという相対画質
評価をすることができるという作用を有する。

【００１４】請求項４に記載の発明は、ビデオ信号が一
色カラー信号で、任意の映像部ノイズがビデオルミナン
スノイズである映像部選別手段を持つことを特徴とした
ものであり、ビデオルミナンスノイズの周波数分析にク
ロミナンスノイズの一部要素を混入させることにより測
定を簡素化させて、ビデオ信号に白信号と一色カラー信
号の二者を使い分ける手間を省くことができるという作
用を有する。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５を用いて説明する。

【００１６】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における画質評価装置の構成を示すブロック図であ
る。図１において、１００は外部より妨害を加えられる
供試機器である。１０１は供試機器１００内臓のビデオ
信号発生部でありビデオ信号を出力する。１０２は映像
部選別手段でありビデオ信号を入力し、映像部ノイズを
出力する。１０３は周波数分析手段で、映像部選別手段
１０２の出力を入力とし、第一の記録手段１０４と第二
の記録手段１０５に出力する。１０７は同期検出手段で
あり、ビデオ信号を入力して周波数分析手段１０３に奇
数あるいは偶数フィールドの垂直同期信号を出力する。
１０６は比較演算手段であり、第一の記録手段１０４と
第二の記録手段１０５の出力を入力とし、相対画質評価
値を出力する。以上のように構成された画質評価装置に
ついて以下に詳細に述べる。

【００１７】映像部選別手段１０２は、テレビ画面の画
質評価部分に任意の位置と大きさの選別ゲートを設定し
て、任意の映像部ノイズを出力し、さらに選別ゲートか
ら外れる映像部と同期信号部を零出力にする。ところで
映像部選別手段１０２の映像部ノイズには、ビデオルミ
ナンスノイズと、クロミナンスノイズのＡＭノイズやＰ
Ｍノイズが選べる。映像部選別手段１０２の入力信号に
は、一般の画質評価において前述したように、ビデオル
ミナンスノイズの場合は図６（ａ）に示す白信号を入力
し、またクロミナンスノイズのＡＭノイズやＰＭノイズ
の場合は、図６（ｂ）に示す一色カラー信号を入力信号
に用いる。三つの要素のノイズを確認するために図６
（ａ）と（ｂ）の二つの入力信号が必要になる。しかし
実際には上記のような３つのノイズ要素を調査すること
は、煩雑でその分時間がかかるので避けたい。したがっ
て個別に分離して確認する必要はないので、可能な限り
クロミナンスノイズだけの測定を避け、ビデオルミナン
スノイズと一緒に測定することで画質評価にかかる時間
を削減し、高速化を図りたい。そこでここに工夫を入れ
る。すなわちビデオ信号の入力に、図６（ｂ）に示す一
色カラー信号を用い、そのビデオルミナンスノイズを確
認するようにする。以下ＰＡＬ方式と略称するが、ＰＡ
Ｌカラーテレビ方式を用いて説明する。例えば映像部選
別手段１０２には４．４３ＭＨｚで０．７Ｖｐ−ｐの電
圧が０．３５Ｖｐ−ｐの電圧の白信号に重畳されて入力
される。この出力をビデオルミナンスノイズ設定にする
と、何も妨害を受けていない場合は４．４３ＭＨｚの周
波数波形を出力するだけであるが、クロミナンスノイズ
があればその一部要素がビデオルミナンスノイズとして
混ざり込む。もちろん本来のビデオルミナンスノイズの
周波数成分も出力される。したがって映像部選別手段１
０２に図６（ｂ）に示す一色カラー信号を入力に用い、
この出力には任意の映像部ノイズを選べるが差し支えな
い限りビデオルミナンスノイズに設定する。また補足的
にクロミナンスノイズを測定する必要を感じれば、その
時は入力に容易に同一の一色カラー信号を用い、出力を
クロミナンスノイズ設定に切換えて個別にクロミナンス
ノイズを測定することが出来る。こうすることで少なく
とも入力信号の切換えの手間が省略でき、また測定の簡
素化も図れる効果をもたらす。

【００１８】図２は本発明の実施の形態１における映像
部選別手段１０２の入出力の関係図である。図２（ａ）
は水平走査線単位の図６（ｂ）と同じ一色カラー信号の
入力信号を表す。水平ブランキング２０１の期間は１
１．８μｓ〜１２．３μｓで、２０２はテレビ画像にな
る部分の映像部であり、この両者を加えたものが周期６
４μｓの水平走査線を構成する。映像部選別手段１０２
は図２（ｂ）に示すように、選別ゲートが設定されたテ
レビ画像になる部分の映像部２０２の一部を切り出して
その部分を増幅して選別映像部ノイズ２０４を出力し、
水平ブランキング２０１の期間を含む選別外の映像部２
０５は零出力にする。この様にして、映像部選別手段１
０２は、テレビ画面に現れるノイズ周波数を検出するの
に邪魔になる水平ブランキング２０１および垂直同期信
号等の高い周波数成分を削除する。次段の周波数分析手
段１０３は、フーリエ変換を用いることを特徴とした計
測器であり、選別映像部ノイズ２０４と零出力の選別外
の映像部２０５との複合選別信号２１０の周波数分析を
する。

【００１９】図３は本発明の実施の形態１における周波
数分析手段１０３の読込タイミングと出力データの関係
図である。周波数分析手段１０３は複合選別信号２１０
を読み込み分析を続けるのであるが、実際にはどのよう
に水平走査線３０２を分割して、どのように時間的にず
らして読み込み分析を繰返すかを、図３（ａ）のテレビ
画面３０１を使ってその横に区切り線を並べて表す。区
切り線で示す３０３が水平走査線３０２の分割本数を表
す。左のテレビ画面３０１上の分割本数３０３の幅の水
平走査線３０２を読込む。３０４が水平走査線３０２の
読込ずれ本数である。左のテレビ画面３０１上の読込ず
れ本数３０４の幅だけずらして、次の連続した分割本数
３０３幅の水平走査線３０２を読込む。先の分割本数３
０３と次の分割本数３０３の重なっている部分は、同じ
水平走査線３０２のデータを多重使用し、オーバーラッ
プさせる。図３（ｂ）は、周波数分析手段１０３が読み
込み分析を繰返した結果のデータシートを重ねて表し
た。最初に測定のデータシートを一番下に敷き、その次
のデータシートをその上に積み上げて、測定回数の増加
に伴い空間的にデータシートをずらして示した。

【００２０】ここで横軸が周波数、縦軸がスペクトラム
レベルの図３（ｂ）のデータシートを透明なものとして
上下、斜めに重ねて時間経過が分かるようにしたものを
一般にウォータ・フォール表示と呼ぶ。このような３次
元表示として他に、横軸が周波数、縦軸が時間経過で、
色あるいは白黒濃淡でスペクトラムレベルの強さを表す
スペクトログラム表示もある。勿論時刻を特定すれば、
ウォータ・フォール表示でもスペクトログラム表示で
も、その時刻の横軸が周波数、縦軸がスペクトラムレベ
ルの周波数分析データが得られる。フーリエ変換アルゴ
リズムを用いて周波数分析をするＦＦＴアナライザで、
上記のウォータ・フォール表示と、スペクトログラム表
示することが出来るようにした計測器がある。例えばソ
ニー・テクトロニクス社の３０５６型リアルタイム・ス
ペクトラム・アナライザがある。このような表示を使う
と、テレビ画面３０１の水平走査線上に現れるノイズの
時々刻々変化する様子の観察が容易になる。複合選別信
号２１０をこの計測器に入力し、その周波数分析データ
の処理方法を考えることで最適な画質評価をすることが
出来る。例えばＰＡＬ方式では６２５本の水平走査線３
０２で１フレームの絵を作る。１秒間に２５フレームの
絵が切り替わるが、１フレームは奇数と偶数の２フィー
ルドで構成されている。すなわち６２５本の半分の水平
走査線３０２で粗く２回テレビ画面３０１を掃引する。
これらのフィールドが交互に切り替わる間に、垂直同期
信号部が水平走査線３０２の約２５本分の長さで存在し
て、走査中の水平走査線３０２がテレビ画面３０１を下
から上に移動する。この間はテレビの通常の映像信号は
無い。したがって図３（ｂ）のデータシートの枚数は、
垂直同期信号部も含めて１フィールドでは次式で表せ
る。

【００２１】６２５／｛２×（水平走査線の読込ずれ本
数３０４の数値）｝すなわち１フィールドでは上記枚数
のデータシートで構成され、周波数分析手段１０３が水
平走査線３０２の読み込み分析を上記と同一の回数分繰
返す。

【００２２】さらに、このＦＦＴアナライザの基本動作
の理解を深めるために使用例を示す。この計測器は、サ
ンプリング周波数が２５．６ＭＨｚで、時間領域を１，
０２４ポイント、１２ビット分解能でデータを読込む。
高速フーリエ変換の演算を毎秒１２，５００回行なっ
て、分析周波数幅が０．２ＭＨｚスパンの場合は６４１
ポイントの周波数分析データ、分析周波数幅が５ＭＨｚ
スパンの場合は８０１ポイントの周波数分析データを得
る。分析周波数幅が０．２ＭＨｚスパンの場合は、ＰＡ
Ｌ方式水平走査線の分割本数３０３は５０本で、水平走
査線の読込ずれ本数３０４を３．１２５本にすると、テ
レビ１フィールド分の長さでは、１００回のデータ読み
込み分析の繰返しとなり、１００回分のデータが得られ
る。この場合先述の分析時の水平走査線３０２のオーバ
ーラップ量は、９３．７５％になる。分析周波数幅が５
ＭＨｚスパンの場合は、水平走査線の分割本数３０３は
２．５本、水平走査線の読込ずれ本数３０４を２．５本
にすると、テレビ１フィールド分の長さでは、１２５回
のデータ読み込み分析の繰返しとなり、１２５回分のデ
ータが得られる。この場合の分析する水平走査線３０２
のオーバーラップ量は、丁度０％になるが、水平走査線
３０２を途中で省かずに全部を連続して周波数分析す
る。このように複合選別信号２１０の周波数スペクトラ
ムの変化の観測を通して、数フィールドに渡り時々刻々
に変化するテレビ画面３０１に現れるノイズ観察が、容
易になる。なお実際に用いる計測器では０周波数のデー
タは、レベルが時間的に変動する問題があるので省く必
要がある。

【００２３】ここで目視でテレビ画面３０１に感じる妨
害ノイズと、周波数分析手段１０３の測定結果との関連
を簡単に述べる。極端な例としてテレビ画面に１本の縦
線妨害ノイズが映る場合を考えると、原理上は水平走査
線３０２と同じ周期あるいは同じ周波数のスペクトラム
が映像信号にノイズとして乗れば見える。２本の縦線妨
害ノイズでは水平走査線３０２の２分の１の周期あるい
は２倍の周波数のスペクトラムが映像信号にノイズとし
て乗れば見える。もし周波数分析結果が水平走査線３０
２の周波数の整数倍でなく端数を示せば、複数の水平走
査線３０２間に妨害ノイズが分布することを意味し、こ
の場合は結果的に常に水平位置が定まらず動き回るの
で、テレビ画面３０１全体で見れば斜め平行線が右に左
に揺れ動くように感じることになる。実際にはテレビ画
面３０１上で妨害ノイズの見える本数は３０本から２０
０本近く様々で、さらに見える線１本１本が細かく震え
るなどの変化を示す。したがって検出された周波数と水
平走査線３０２の周波数の比率が目視でテレビ画面３０
１に感じる妨害ノイズと関係が深いことが理解される。

【００２４】図４は本発明の実施の形態１における応用
データ取得図である。２種類のスペクトログラム表示デ
ータと、それから求められる平均された差のスペクトラ
ムの関係を示す。図４（ａ）は供試機器１００に外部か
ら妨害が加わっていない時の第一の記録手段１０４のス
ペクトログラム表示データで、図４（ｂ）は供試機器１
００に外部から何らかの妨害が加わった時の第二の記録
手段１０５のスペクトログラム表示データで、それぞれ
同じ奇数フィールド垂直同期信号で同期をかけて３フィ
ールド分の長さで求めた。このようにすると、複数のテ
レビ画面３０１の水平走査線の相対位置を合わせて周波
数分析をすることができる。このために後の比較演算手
段１０６においては、二画面の相対位置合わせをした演
算が容易に出来るようになる。４０１は選別ゲート外映
像部と垂直同期信号部のスペクトログラムである。図３
（ａ）で言えば、テレビ画面３０１上で選別ゲート３０
５から上下に外れた水平走査線３０２と垂直同期信号部
が主体の周波数分析手段１０３の出力である。この部分
は零出力にしているために、周波数分析結果のスペクト
ラムレベルは低い。また４０２と４１２は奇数フィール
ド選別ゲート内映像部のスペクトログラムで、４０３と
４１３は偶数フィールド選別ゲート内映像部のスペクト
ログラムで、第一の記録手段１０４も第二の記録手段１
０５も同順に記録される。いずれも図３（ａ）で言え
ば、テレビ画面３０１上の選別ゲート３０５で囲まれた
部分である。ＰＡＬ方式では選別ゲート外映像部と垂直
同期信号部のスペクトログラム４０１を挟み、奇数フィ
ールド選別ゲート内映像部のスペクトログラム４０２あ
るいは４１２と、偶数フィールド選別ゲート内映像部の
スペクトログラム４０３あるいは４１３が交互に現れ
る。垂直同期信号部を含めた各フィールドの幅は、先に
述べた説明から０．２ＭＨｚスパンの分析周波数幅では
１００本のデータ、５ＭＨｚスパンの場合は１２５本の
データからなる。もし図３（ａ）のテレビ画面３０１上
の選別ゲート３０５がその上下幅を狭めるならば、水平
走査線３０２の総本数は変わらないので図４（ａ）、
（ｂ）の図中の１フィールドの幅は変わらないが、奇数
フィールド選別ゲート内映像部のスペクトログラム４０
２あるいは４１２、偶数フィールド選別ゲート内映像部
のスペクトログラム４０３あるいは４１３の各帯の幅は
狭くなり、選別ゲート外映像部と垂直同期信号部のスペ
クトログラム４０１の幅はその分だけ広くなる。図４
（ｂ）は、周波数Ｆｎにおいて時間経過とともに妨害に
より発生するノイズ周波数が、細かく振動するように鋸
歯状にピークが変動する例を示す。また図４（ａ）、図
４（ｂ）では、この供試機器１００に外部より加わる妨
害の有り無しに関わらず、周波数Ｆａにおいて供試機器
固有の単一ピークのノイズがある例を示した。この件は
後述する。選別ゲート外映像部と垂直同期信号部のスペ
クトログラム４０１のレベルは、前述したように零出力
で−９０ｄＢｍ近辺を示し、また奇数フィールド選別ゲ
ート内映像部のスペクトログラム４０２あるいは４１
２、偶数フィールド選別ゲート内映像部のスペクトログ
ラム４０３あるいは４１３の特にノイズの少ない部分は
−８０ｄＢｍ近辺の値を取る。これらのレベルは映像部
選別手段１０２に内蔵のノイズ出力の増幅率や、周波数
分析手段１０３の分析周波数幅とその解像度等の測定す
る条件によって指示値が変わる。

【００２５】スペクトログラム表示の同一の測定条件内
でも、時間方向に隣接して並んだ一刻一刻の周波数分析
データ間で比較すると、同一周波数においてはスペクト
ラムレベルは常に細かく上下している。各フィールドの
選別ゲート内映像部のスペクトログラムのノイズ特性を
つかむためには、同一フィールド内で周波数分析データ
が安定するように時間方向平均することが望ましい。

【００２６】図５に本発明の実施の形態１における１フ
ィールド分のスペクトログラム表示データの時間軸拡大
図を示す。この拡大表示で、毎回測定したデータを１本
１本識別する。例えば１フィールドが１２５本のデータ
で構成された場合を考える。１番目のデータ５０１が選
別ゲート外映像部と垂直同期信号部のスペクトログラム
４０１の始点で、２９番目のデータ５２９が選別ゲート
外映像部と垂直同期信号部のスペクトログラム４０１の
終点、３０番目のデータ５３０が奇数フィールド選別ゲ
ート内映像部のスペクトログラム４０２の始点、１２５
番目のデータ６２５で奇数フィールド選別ゲート内映像
部のスペクトログラム４０２の終点を表す。各データ
と、周波数分析手段１０３の入力タイミングを図３
（ａ）を併用して述べる。最初の１番目のデータ５０１
の読み込みがテレビ画面３０１の選別ゲート３０５を下
に外れた最初の水平走査線３０２から始まったとする。
それから順に、垂直同期信号部の読み込みを経て、テレ
ビ画面３０１の上部の水平走査線３０２の読み込みに移
り、次に選別ゲート３０５内の水平走査線３０２の読み
込みに進む。３０番目のデータ５３０の読み込みの途中
で、選別ゲート３０５の外から内へ水平走査線３０２の
読み込みが切り替わったとする。これまで映像部選別手
段１０２の働きで周波数分析手段１０３には連続した零
入力があったが、突然に選別ゲート３０５で切り取った
図２（ｂ）に示すような選別映像部ノイズ２０４が混じ
り始める。この場合は図２（ｂ）に示したような選別映
像部ノイズ２０４と、零出力の選別外の映像部２０５が
全体に規則正しく交じり合って連続した複合選別信号２
１０とは異なる。選別ゲート３０５の切り替わりによる
選別映像部ノイズ２０４の変動のために周波数分析手段
１０３の出力には過渡的な別の周波数成分が混じる。こ
のように水平走査線の分割本数３０３内に選別ゲート３
０５の切り替わりの不規則が生じると、選別ゲート内映
像部のノイズ周波数を正確に表せなくなる。これが選別
ゲート３０５の上下両端で発生する端効果である。した
がって、その部分を外して全体に規則正しく交じり合っ
て連続した複合選別信号２１０のスペクトログラム部分
の時間方向平均をする必要がある。この場合、３０番目
のデータ５３０と１２５番目のデータ６２５の近辺も端
効果が現れる。また水平走査線３０２のオーバーラップ
量でも変わるので、切り替わりの境界が明確に分けられ
ないこともある。したがって、図５におけるデータが安
定する特定区間を選び、その特定区間内において時間方
向平均区間５５５を、４０番目のデータ５４０から１２
０番目のデータ６２０に選ぶと、奇数フィールド選別ゲ
ート内映像部のスペクトログラム４０２のより正しい時
間方向平均スペクトラムが得られる。このようにして他
のフィールドにおいても時間方向平均スペクトラムを求
めることが出来る。この場合偶数フィールド選別ゲート
内映像部のスペクトログラム４０３の時間方向平均区間
は隣接するフィールドであるので、１２５の数値を加え
て、１６５番目から２４５番目のデータ間を選べば良
い。

【００２７】図４（ｃ）は、図４（ａ）と図４（ｂ）の
水平走査線の位置を同期させて、奇数フィールド選別ゲ
ート内映像部のスペクトログラム４０２と同じ奇数フィ
ールド選別ゲート内映像部のスペクトログラム４１２の
特定区間内における差のスペクトラムの第一演算をし、
かつ時間方向平均のスペクトラムの第二演算をした平均
された差のスペクトラムを表す。これは差のスペクトラ
ムの第一演算と時間方向平均のスペクトラムの第二演算
の、演算する手順を変えても同じ結果が得られる。例え
ば先にスペクトラムを時間方向平均する場合、図４
（ａ）の奇数フィールド選別ゲート内映像部のスペクト
ログラム４０２と、図４（ｂ）の奇数フィールド選別ゲ
ート内映像部のスペクトログラム４１２のそれぞれのス
ペクトログラムで、４０番目のデータ５４０から１２０
番目のデータ６２０までの時間方向平均スペクトラムを
求め、図４（ｂ）の時間方向平均スペクトラムから図４
（ａ）の時間方向平均スペクトラムを引いたものが、図
４（ｃ）で示す演算手順変更前と同一の平均された差の
スペクトラムとなる。縦軸はスペクトラムのレベル差を
表し、供試機器１００に外部妨害が加わった時のスペク
トラム変化が分かる。横軸は周波数であるがすでに述べ
たように、分析周波数幅が０．２ＭＨｚスパンの場合６
４１ポイント、分析周波数幅が５ＭＨｚスパンの場合は
８０１ポイントのデータからなる。周波数Ｆｎでは、妨
害により発生するノイズ周波数が細かく振動するレベル
の高い鋸歯状ノイズから妨害が無いノイズの少ない部分
を引くので、図４（ｃ）に示すように正方向にレベルが
上がる。一方で図４（ａ）、図４（ｂ）のように周波数
Ｆａにおいて供試機器固有の単一ピークのノイズがある
場合において、供試機器１００に外部から妨害を加えて
も妨害の影響が無く、そのレベルが変わらないものとす
ると、図４（ｃ）に示すように周波数Ｆａには何も現れ
ない。他の周波数成分の所は、互いにノイズの非常に少
ない部分同士の差し引きであるので、横軸０ｄＢを中心
にして小さく凹凸を繰返す。なお従来の目視による問題
点として、固有のノイズが妨害ノイズとテレビ画面に並
存する場合は、その見える固有ノイズに邪魔されて供試
機器１００の外部より加える妨害の強さを弱めて妨害ノ
イズが消える条件を求める際に、妨害ノイズがまだ残存
しているかどうかの誤判断をし易いと述べた。しかし今
回の例のように、図４（ｃ）に示す平均された差のスペ
クトラムを求める方法では周波数Ｆａ成分は現れないの
で演算結果に全く影響を与えないことが想定され、これ
がこの画質評価装置の特長である。

【００２８】図４（ｃ）の意味するところは、妨害の影
響が大きければ周波数Ｆｎでの縦軸方向のレベル差は大
きくなり、妨害の影響が小さければ横軸０ｄＢの値に近
付く。したがって、調査する周波数全域においてこの各
周波数ポイントのスペクトラム変化レベルを加算して一
つの値にすれば、その値の絶対値の大小で妨害を加えら
れた後の供試機器１００の画像障害の影響を評価出来
る。したがって比較演算手段１０６は第一演算と第二演
算の他に、図４（ｃ）の平均された差のスペクトラムか
ら、第三の演算すなわち調査する周波数全域の各周波数
ポイントの値を全部加算し、その一つの値の絶対値を求
めて相対画質評価を演算する機能を持つ。

【００２９】なおこの画質評価装置の周波数分析手段１
０３は、複数の画面を分析することになるが、基本的に
はある一つの画面に対する他の比較したい画面の相対画
質比較になるため、スペクトログラム表示データを貯え
る記録手段は多ければ多いほど良いが、最低限度二つ必
要である。第一の記録手段１０４と第二の記録手段１０
５の二つだけの場合は、比較する基準画面の分析データ
を第一の記録手段１０４に記録し続けて第二の記録手段
１０５には比較したい画面の分析データを次々と記録と
消去を繰り返せば、次段の比較演算手段１０６には基準
画面に対する複数の比較したい画面の分析データが出力
されて、画質評価装置の機能を阻害されることはない。

【００３０】なおまた供試機器１００に外部から妨害を
加える前後の画質評価装置として説明を続けてきたが他
の応用例としては、妨害が無い状態のもとで供試機器１
００にテレビチューナー単品を入れ替えて、それぞれの
画像を第一の記録手段１０４、第二の記録手段１０５に
取り込み部品間の違いによる性能の相対画質評価に使え
るなどの応用が考えられる。さらにＰＡＬ方式を例に説
明を加えたが、他のテレビ方式や高精細度テレビ、飛び
越し走査、線順次走査等、すべてのテレビ方式にこの考
えが応用できる。さらにまたテレビ画面において画質評
価を行うと記載したが、テレビ画面は同等のモニター画
面であっても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の画質評価装置によ
れば、複数のテレビ画面の連続した水平走査線の周波数
分析を比較することで、相対的な位置のスペクトラム変
動値から演算により定量的な画質評価数値が得られ、し
かも目視と相関性も良い。計測器の示す数値から判断す
ることで客観的評価が出来て人による要因が絡まないこ
とや、また目視では惑わされるような供試機器の固有の
ノイズも、平均された差のスペクトラムレベルにはそれ
が現れず、判断基準が明確になるという優れた効果が得
られる。

【００３２】また、具体的な演算方法として調査する全
域の各周波数ポイントの平均された差のスペクトラムレ
ベルを全部加算し、絶対値を求めてその値の大きさで相
対画質評価することが出来るという優れた効果が得られ
る。

【００３３】さらに、本発明に用いるビデオ信号は、一
色カラー信号だけで良く、そのビデオルミナンスノイズ
出力を分析するだけでほとんどの画質評価することが出
来る。なお必要ならば同じビデオ信号を用いてクロミナ
ンスノイズ出力の分析も補完できるので、白信号等の複
数のビデオ信号を選ばないで済むという優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１における画質評価装置の構
成を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態１における映像部選別手段
の入出力の関係図

【図３】本発明の実施の形態１における周波数分析手段
の読込タイミングと出力データの関係図

【図４】本発明の実施の形態１における応用データ取得
図

【図５】本発明の実施の形態１における１フィールド分
のスペクトログラム表示データの時間軸拡大図

【図６】従来のビデオＳ／Ｎ測定に用いるビデオ信号図

【符号の説明】 １００ 供試機器 １０１ ビデオ信号発生部 １０２ 映像部選別手段 １０３ 周波数分析手段 １０４ 第一の記録手段 １０５ 第二の記録手段 １０６ 比較演算手段 １０７ 同期検出手段 ２０１ 水平ブランキング ２０２ テレビ画像になる部分の映像部 ２０４ 選別映像部ノイズ ２０５ 選別外の映像部 ２１０ 複合選別信号 ３０１ テレビ画面 ３０２ 水平走査線 ３０３ 水平走査線の分割本数 ３０４ 水平走査線の読込ずれ本数 ３０５ 選別ゲート ４０１ 選別ゲート外映像部と垂直同期信号部のスペク
トログラム ４０２ 奇数フィールド選別ゲート内映像部のスペクト
ログラム ４０３ 偶数フィールド選別ゲート内映像部のスペクト
ログラム ５０１ １番目のデータ ５３０ ３０番目のデータ ５５５ 時間方向平均区間 ６２５ １２５番目のデータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビ画面で画質評価を行なう装置であ
   って、ビデオ信号を入力し画質評価部分に任意の位置と
   大きさの選別ゲートを設定して任意の映像部ノイズを出
   力しさらに前記選別ゲートから外れる映像部と同期信号
   部を零出力とする映像部選別手段と、前記映像部選別手
   段の出力を入力として分析周波数幅とその解像度に応じ
   て水平走査線を順次に分割して時系列に分析する周波数
   分析手段と、前記ビデオ信号を入力し同期信号を検出し
   前記周波数分析手段に出力する同期検出手段と、前記周
   波数分析手段が複数画面を測定してその内の基準画面の
   周波数分析結果を前記水平走査線分割と同順に記録する
   前記周波数分析手段の出力にある第一の記録手段と、比
   較したい毎回の画面の周波数分析結果を前記水平走査線
   分割と同順に記録する前記周波数分析手段の出力にある
   第二の記録手段と、前記第一の記録手段と前記第二の記
   録手段の出力にあり前記第一の記録手段の水平走査線と
   前記第二の記録手段の水平走査線の相対位置を同期させ
   て特定区間を選びその特定区間内において前記第一の記
   録手段と前記第二の記録手段間の同一各周波数ポイント
   での差のスペクトラムの第一演算をしかつ時間方向平均
   のスペクトラムの第二演算をし前記第一演算および前記
   第二演算をした結果をさらに一個の相対画質評価値に第
   三演算をする比較演算手段を備えたことを特徴とする画
   質評価装置。
2. 【請求項２】 周波数分析手段は、フーリエ変換を用い
   ることを特徴とする請求項１記載の画質評価装置
3. 【請求項３】 比較演算手段の第三演算は、調査する周
   波数全域の各周波数ポイントのスペクトラム変化レベル
   を全部加算したのち絶対値を求めることを特徴とする請
   求項１記載の画質評価装置。
4. 【請求項４】 ビデオ信号が一色カラー信号で、任意の
   映像部ノイズがビデオルミナンスノイズである映像部選
   別手段を持つことを特徴とする請求項１記載の画質評価
   装置。