JP2001326869A - 映像信号・映像信号解析結果同時表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信した映像信号の品質や特徴の解析結果を
画面上に同時表示して、視聴者に映像信号の品質や特徴
を教えることができるようにすること、 【解決手段】 受信された映像信号は分岐され、一方は
表示制御部２に送られ、他方は信号解析部１０に送られ
る。該信号解析部１０に入力した映像信号は輝度信号Ｙ
と色差信号Ｃに分けられ、それぞれＹ、Ｃフレームメモ
リ１２、１３に記憶される。第１、第２の画像品質評価
部１４、１５は、それぞれＹ信号、Ｃ信号を用いて、画
像のシャープネスＳ，ブロッキネスＢおよび品質Ｑ等を
求めて出力する。また、品質異常検出部１６は画像の品
質異常を検出して出力する。切り替え部１７は外部から
の切り替え信号により、画像品質または品質異常検出デ
ータを選択して、表示制御部２に出力する。表示部３
は、ＣＲＴなどの映像面に、画像とその片隅に前記切り
替え部１７によって選択された画像品質または品質異常
検出データを、例えば横向きの棒グラフ等で表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は映像信号・映像信
号解析結果同時表示装置に関し、特に、受信された映像
信号を、画面表示と同時に、その映像信号の品質や特徴
を解析し、その結果を画面内にメータ等として同時表示
するようにした映像信号・映像信号解析結果同時表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、放送局でテロップや字幕等を
予め映像信号に挿入し、映像信号と該テロップや字幕等
を家庭等のテレビ装置の画面上に同時表示されることが
行われている。また、家庭等において、操作者がリモコ
ン等でテレビ装置に対して操作することにより、テレビ
装置のフォーカスやブライトネス等の機器設定のデータ
を、画面上に、映像と同時表示することが行われている
（例えば、特開平８−２５１４９８号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、画面上
に、テロップや字幕等、または機器設定のデータ等を映
像と同時表示することは公知であるが、受信した映像信
号の品質や特徴の解析結果を同時表示することには何ら
の配慮もされていなかった。

【０００４】また、近来、ディジタル圧縮の実用化に伴
い、ディジタル高品位映像等が楽しめるようになってき
ている。しかし、アナログ映像の場合とは異なり、画像
の品質がコンテンツにより変動する。例えば、スポーツ
番組中の動きの早い場面では、圧縮するのが難しく、画
質の低下が起きやすい。一方、劇映画などの静止場面の
多い画像では、圧縮しても、画質の劣化は少ない。ま
た、多種類の映像フォーマット（４８０ｉ（ＳＤＴ
Ｖ），４８０ｐ，７２０ｐ，１０８０ｉ，１０８０ｐ
（ＨＤＴＶ）等。なお、ｉはインタレース（飛び越し走
査）、ｐはプログレッシブ（順次走査）を表す）が混在
すると、異なった品質の映像が混在することになり、視
聴者に安定した品質の映像を供給する点で問題が生ず
る。そこで、映像の品質を視聴者に知らせることが、今
後要望されることになると考えられる。

【０００５】本発明は、前記した従来技術に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は受信した映像信号の品質や
特徴の解析結果を画面上に同時表示して、視聴者に映像
信号の品質や特徴を教えることができる映像信号・映像
信号解析結果同時表示装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、受信された映像信号を分岐する手段
と、該分岐された一方の映像信号を解析して該映像信号
の画像品質を評価する手段と、該分岐された他方の映像
信号と、前記画像品質の評価結果を同時に表示する表示
手段とを具備した点に特徴がある。この特徴によれば、
視聴者は、映像信号の再生画像を見ながら、受信画像の
品質や特徴を知ることができるようになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明の概略の構成を示す
ブロック図である。

【０００８】受信端末で受信された映像信号１は分岐さ
れ、分岐された一方の映像信号１ａは受信端末の表示制
御部２に送られ、他方の映像信号１ｂは信号解析部１０
に送られる。信号解析部１０は、信号入力部１１を通じ
て映像信号を取込み、取込んだ信号をＹ（輝度）フレー
ムメモリ１２とＣ（色差）フレームメモリ１３に格納す
る。

【０００９】第１の画像品質評価部１４はＹフレームメ
モリ１２に格納されたＹ信号に対して画像品質評価を行
い、映像信号のＹ信号の品質に関するパラメータである
品質Ｑ(Y) 、シャープネスＳ(Y) 、ブロッキネスＢ(Y)
を出力する。また、第２の画像品質評価部１５はＣフレ
ームメモリ１３に格納されたＣ信号に対して画像品質評
価を行い、映像信号のＣ信号の品質に関するパラメータ
である品質Ｑ(C) 、シャープネスＳ(C) 、ブロッキネス
Ｂ(C) を出力する。該シャープネスは、画像の尖鋭度を
表し、ブロッキネスは画像のブロック、例えば８画素×
８ラインのブロックの境界に現れるモザイク模様の程度
を表す。なお、該第１、第２の画像品質評価部１４、１
５として、受信画像の品質を原画像を用いずに評価す
る、例えば本出願人による出願である特願平１１−３２
５００１号「一重刺激画像品質評価装置」を用いること
ができる。その詳細は後述する。

【００１０】また、品質異常検出部１６は、前記Ｙ、Ｃ
フレームメモリ１２、１３に格納されたＹ信号およびＣ
信号を基に、受信映像信号の異常を表すパラメータＮto
talを求め、出力する。なお、該品質異常検出部１６と
しては、例えば特開平１１−２８９５６０号公報に記さ
れている「画像の品質異常検出方法および装置」を用い
ることができる。

【００１１】前記のようにして得られたＹ信号およびＣ
信号の各画像品質評価結果、および画像品質異常検出結
果は、切り替え部１７に入力し、外部例えばリモコンか
らの切り替え信号により、切り替えて出力される。

【００１２】表示制御部２は、入力してきた映像信号１
ａと、信号解析部１０からの画像品質評価結果および画
像品質異常検出結果のデータを合成し、表示部３に表示
する。 図２は、該表示部３の表示例を示す図であり、
ＣＲＴ、液晶、プラズマディスプレイ等の映像面には、
映像が表示され、その一部例えば右下部に、品質表示メ
ータ３ａ（ブロッキネスＢ、シャープネスＳ、および品
質Ｑ）が横方向の棒グラフで表される。ブロッキネスは
少〜多で表され、シャープネスは低〜高で表され、品質
は１〜５の５段階で表示される。該ブロッキネスＢ、シ
ャープネスＳ、および品質Ｑは、前記切り替え信号によ
り、輝度（Ｙ）と色差（Ｃ）のいずれかのそれらを選択
することができる。

【００１３】図３は、他の表示例を示す図であり、ＣＲ
Ｔ等の映像面には、映像が表示され、その右下部に品質
異常表示メータ３ｂが表示される。該品質異常表示メー
タ３ｂは、例えば５段階表示され、５は異常なし、４は
異常があるが気にならない、３は少し気になる、２は気
になる、１は非常に気になることを示す。

【００１４】図４は、さらに他の表示例を示す図であ
り、同一装置に映像と解析データとを表示するようにし
たものである。この表示例は、前記映像信号１ａはＣＲ
Ｔ等の表示部２１に映出し、前記信号解析部１０からの
画像品質評価結果および画像品質異常検出結果のデータ
は、前記表示部２１に近接して配置された他の表示部２
２に表示するようにしたものである。表示部２２には、
前記画像品質評価部１４または１５で得られた品質デー
タＱを横方向の棒グラフで表示し、前記品質異常検出部
１６で得られた品質異常データを「正常」「異常」のパ
イロットランプで表示するようにしたものである。

【００１５】次に、前記第１の画像品質評価部１４の一
具体例を説明する。なお、第２の画像品質評価部１５も
同等の構成で実施できるので、第１の画像品質評価部１
４を代表として説明する。

【００１６】図５は、第１の画像品質評価部１４の概略
の構成を示すブロック図である。基本演算部２５は、Ｙ
フレームメモリ１２から読み出された画像データを演算
処理して、水平解像度Ｈr 、垂直解像度Ｖr 、水平クラ
ンク度Ｈc 、および垂直クランク度Ｖc を求め、画像の
特徴量として出力する。これらの画像の特徴量は、関数
変換部２６に送られる。関数変換部２６では、前記した
４種類の特徴量である水平解像度Ｈr 、垂直解像度Ｖr
、水平クランク度Ｈc 、および垂直クランク度Ｖc を
用いて、６種類の品質評価量、すなわち水平シャープネ
スＨs 、垂直シャープネスＶs 、水平ブロッキネスＨB
、垂直ブロッキネスＶB 、雑音量Ｎ、および品質Ｑを
計算し、これらをフレーム単位で出力する。前記水平シ
ャープネスＨs および垂直シャープネスＶs は、それぞ
れ画像の水平および垂直方向の尖鋭度を表し、前記水平
ブロッキネスＨB および垂直ブロッキネスＶB は、画像
のブロック、例えば８画素×８ラインのブロックの境界
に現れる水平および垂直方向のモザイク模様の程度を表
す。

【００１７】図６は、図５の基本演算部２５の具体的な
構成例を示すブロック図である。該基本演算部２５は図
示されているように、水平解像度演算部３１、垂直解像
度演算部３２、水平クランク量演算部３３、および垂直
クランク量演算部３４から構成されている。

【００１８】次に、前記水平解像度演算部３１および垂
直解像度演算部３２の機能について、図７、図８および
図９を参照して説明する。図７は１フレームの画像の説
明図、図８は画像の水平方向および垂直方向の“坂(Til
t)”の概念図である。

【００１９】図７の２７は１フレームの画像を示し、こ
の画像は画素ｘ（ｍ，ｎ）から構成されている。ここ
に、１≦ｍ≦Ｍ，１≦ｎ≦Ｎである。次に、１フレーム
の画像２７から水平方向に１ラインずつ読出し、各ライ
ンについて、図８に示されているように、横軸に時間ｔ
をとって各画素値（画素の輝度値）をプロットする。

【００２０】そして、該画素値を結ぶ曲線の極小値から
極大値、または極大値から極小値までを、“１つの坂”
と定義する。すなわち、図８(a) に示されているよう
に、極小値から極大値、または極大値から極小値まで
を、１つの坂とする。また、同図(b) に示されているよ
うに、極小値から極大値、または極大値から極小値まで
の間に画素値の変化しない棚があっても、これを無視し
て、極小値から極大値、または極大値から極小値まで
を、１つの坂とする。さらに、同図(c) に示されている
ように、極大値と極大値の間、または極小値と極小値の
間に画素値の変化しない区間があった場合、この区間
を、大きさ０の坂と定義する。

【００２１】次に、“坂の大きさ（Ｌt ）”を、１つの
坂における、（極大値−極小値）または（極小値−極大
値）と定義する。因みに、前記画素ｘ（ｍ，ｎ）の値が
８ビットで表現されているとすると、該Ｌt は−２５５
〜＋２５５までの値を取ることができる。

【００２２】次に、“坂の数（Ｎt ）”を、１フレーム
の画像１１に含まれる坂の数と定義する。ただし、坂の
数は、１ライン毎に計数される。

【００２３】いま、前記“坂の数（Ｎt ）”を縦軸に取
り、“坂の大きさ（Ｌt ）”を横軸に取ると、両者の関
係として、図９に示されているような曲線を得ることが
できる。なお、図の例では、坂の大きさ（Ｌt ）＝０の
坂の数（Ｎt ）が一番多く、坂の大きさ（Ｌt ）が＋ま
たは−方向に大きくなるに従い少なくなることを示して
いる。

【００２４】次に、図９の関係を基にして、小さい坂の
個数ＳＨ(s) と０の坂の個数Ｓ0 を、それぞれ、図１０
の(1) 、(2) 式のように定義する。ここに、小さい坂の
個数ＳＨ(s) は、Ｌt ＝１〜Ｓ，Ｌt ＝−１〜−Ｓの坂
の数（Ｎt ）の和、０の坂の個数Ｓ0 は、Ｌt ＝０の坂
の数を表している。

【００２５】次に、前記小さい坂の個数ＳＨ(s) と０の
坂の個数ＳH0を用いて、前記水平解像度Ｈr を次の(3)
式のように定義する。 Ｈr ＝ＳＨ(s) I ・ＳH0J …(3)

【００２６】前記の説明では、１フレームの画像１１か
ら水平方向に１ラインずつ読出し、各ラインについて、
図８に示されているように、横軸に時間ｔをとって各画
素の値をプロットしたが、１フレームの画像１１から垂
直方向に１ラインずつ読出し、前記と同様の処理をす
る。この処理により、前記(1) 、(2) 式と同様の、垂直
方向の小さい坂の個数ＳＶ(s) と０の坂の個数ＳV0が得
られたとすると、該ＳＶ(s) とＳV0を用いて、前記垂直
解像度Ｖr を次の(4) 式のように定義する。 Ｖr ＝ＳＶ(s) I ・ＳV0J …(4)

【００２７】なお、前記(1) 式の右辺のＳはＳ＝３、前
記(3) 、(4) 式のＩ，ＪはＩ＝１、Ｊ＝−０．５とする
のが好適であるが、本発明はこれに限定されず、Ｓ，Ｉ
はそれぞれＳ＝２〜５、Ｉ＝０．５〜２の正の値、Ｊは
Ｊ＝−０．２〜−１の負の値であっても良い。

【００２８】図１５に前記した処理のフローチャートを
示す。ステップＳ１では、水平走査ライン、垂直方向の
ラインを表す符号Ｈk 、Ｖk を０と置く。ステップＳ２
では、１水平走査ラインの画素値の変化（坂の数と大き
さ）を求める。ステップＳ３ではＨk に１を加算する。
ステップＳ４では、Ｈk が１フレームの水平走査ライン
数に等しくなったか否かの判断をする。この判断が否定
の時には、ステップＳ２に戻って次の水平走査ラインの
画素値の変化を求める。

【００２９】以上の処理を繰返し行い、その後ステップ
Ｓ４の判断が肯定になると、ステップＳ５に進んで１フ
レーム中の予め定められた範囲の大きさの坂の個数ＳＨ
(s)と０の坂の個数ＳH0を前記(1) 、(2) 式により求め
る。次に、ステップＳ６に進んで、該ＳＨ(s) とＳH0か
ら、前記(3) 式により、水平解像度Ｈr を求める。

【００３０】次にステップＳ７に進んで、１垂直ライン
の画素値の変化（坂の数と大きさ）を求める。ステップ
Ｓ８では、Ｖk に１を加算する。ステップＳ９では、Ｖ
k が１フレームの垂直方向のライン数に等しくなったか
否かの判断を行い、この判断が否定の時には、ステップ
Ｓ７に進む。

【００３１】以上の処理を繰返し行い、その後ステップ
Ｓ９の判断が肯定になると、ステップＳ１０に進んで、
１フレーム中の垂直方向の予め定められた範囲の大きさ
の坂の個数ＳＶ(s) と０の坂の個数ＳV0が前記ステップ
Ｓ５と同様に求められる。ステップＳ１１では、該ＳＶ
(s) とＳV0から、前記(4) 式を用いて垂直解像度Ｖrが
求められる。

【００３２】上記のようにして求めた水平解像度Ｈr と
垂直解像度Ｖr が大きい程、画像品質が良好であること
は勿論である。なお、前記の説明では、１フレームの水
平走査ライン、および１フレームの垂直ラインを用いた
が、本発明はこれに限定されず、任意の画像エリアの水
平走査ライン、および垂直ラインを用いて、水平解像度
Ｈr と垂直解像度Ｖr を求めるようにしても良い。

【００３３】次に、図６の水平クランク量演算部３３お
よび垂直クランク量演算部３４の機能について、図１
１、図１２を参照して説明する。図１１はクランクの定
義の説明図、図１２はクランク数ＮCLK (r) とクランク
パワーＰCLK (r) の概念図を示す。

【００３４】クランクの有無は、次のように定義する。
すなわち、１フレームの画像１１から水平方向に１ライ
ンずつ読出し、各ラインについて、図１１のように、時
間ｔを横軸にして、画素値ｘを縦軸にプロットする。図
１１には、隣接する４個の画素値ｘ(m-1) 、ｘ(m) 、ｘ
(m+1) 、ｘ(m+2) （ただし、ｍは画素位置）が示されて
いる。そして、次の条件(5) 〜(7) を満足する場合にク
ランクが存在し、満足しない場合にクランクが存在しな
いと定義する。 ｜ｘ(m-1) −ｘ(m) ｜≦Ｔh1 …(5) ｜ｘ(m+1) −ｘ(m+2) ｜≦Ｔh2 …(6) ｜ｘ(m) −ｘ(m+1) ｜≧Ｔh3 …(7) ここに、Ｔh1、Ｔh2、Ｔh3は、予め定められた閾値であ
る。

【００３５】前記(5) 〜(7) の条件が満足される時、Ｃ
ＬＫHC（ｍ）＝１、満足されない時、ＣＬＫHC（ｍ）＝
０と定義する。

【００３６】次に、画素位置ｍを、ｍ＝Ｌｑ＋ｒ（ただ
し、ｑ＝０，１，…，Ｑ；ｒ＝０，１，…，Ｌ−１）と
定義し、画素位置ｍをＬの倍数でｒによりクラス分けす
る。通常、１ブロックは８画素×８ラインであるのでＬ
＝８とし、ｒ毎にクランク数ＮCLK (r) とそのクランク
パワーＰCLK (r) を、図１０の(8) 式、(9) 式により計
算する。

【００３７】図１３は画像の水平方向１ラインの、Ｌ＝
８、ｒ＝３とした時の、ブロック境界のクランクの有無
の検査を示す図である。この場合には、クラス３の画素
位置（ｍ＝３，１１，１９，２７，…）のクランク有無
の検査が行われることが分かる。

【００３８】図１２(a) 、(b) は、ｒ＝０，１，…，７
の各クラスにおいて求めた１フレームの画像の水平方向
のクランク数ＮCLK (r) とクランクパワーＰCLK (r) の
一例を示す図である。

【００３９】以上のようにして、画像の水平方向のクラ
ンク数ＮCLK (r) とクランクパワーＰCLK (r) が求めら
れると、図１０の(10)式または(11)式により、水平クラ
ンク度Ｈc を定義する。なお、(10)式および(11)式にお
いて、ｒmax は、前記クランク数ＮCLK (r) またはクラ
ンクパワーＰCLK (r) の最大値を与えるｒであり、ｒma
x-1 、ｒmax+1 はその前後のｒである。また、ｒmax ＝
０の時にはｒmax-1 ＝Ｌ−１、ｒmax ＝Ｌ−１の時には
ｒmax+1 ＝０となる。なお、本発明では、(10)式および
(11)式のｒmax-1 、ｒmax+1 はこれに限定されず、ｒma
x 以外の他の値に置換してもよい。

【００４０】前記の説明は、水平クランク度Ｈc の定義
に関する説明であったが、垂直クランク度Ｖc について
も、画像の垂直方向のクランク数ＮCLK (r) とクランク
パワーＰCLK (r) を求めることにより、前記(10)式およ
び(11)式と同様の式により定義できるので、垂直クラン
ク度Ｖc の定義に関する説明は省略する。

【００４１】図１６に前記した処理のフローチャートを
示す。ステップＳ２１では、前記クラス分けのｒが０と
置かれ、ステップＳ２２では水平走査ラインの画素数Ｌ
ごとに、クランクが存在するか否かの判断がなされる。
この判断が肯定の時にはステップＳ２３に進んで、クラ
ンク数ＮCLK (r) に１が加算され、ステップＳ２４に進
む。一方、前記ステップＳ２２の判断が否定の時にはス
テップＳ２３をジャンプしてステップＳ２４に進む。ス
テップＳ２４では、ｒに１が加算され、ステップＳ２５
の判断、すなわち１水平走査ラインの全部について、ク
ランクの有り無しの検査をしたか否かの判断がなされ
る。この判断が否定の時には、ステップＳ２２に戻っ
て、ステップＳ２２〜Ｓ２５の処理が繰返し行われる。
１水平走査ラインのクランク有り無しの検査が終了する
と、ステップＳ２６に進んで、１フレームの水平走査ラ
イン全部について処理をしたか否かの判断がなされる。

【００４２】この判断が否定の時にはステップＳ２７に
進んで、次の水平走査ラインに処理を移す。以上の処理
が繰返し行われ、１フレームの全水平走査ラインについ
て処理が終わると、すなわち、ステップＳ２６の判断が
肯定になると、図１２で示したような、クラスｒ別のク
ランク数が求められることになる。次に、ステップＳ２
８では、最大クランク数ＮCLK (rmax ) と、他のクラン
ク数ＮCLK (rmax -1)とＮCLK (rmax +1) から、(10)式
を用いて、水平クランク度Ｈc を求める。

【００４３】図１７はクランクパワーを用いて、水平ク
ランク度Ｈc を求める処理を示すフローチャートであ
る。このフローチャートはステップＳ３１とＳ３２を除
いて、図１６と同じであるので、説明を省略する。な
お、ステップＳ３１では、ステップＳ２２で検出された
クランクに対して、クランクパワーガ前記し(9) 式を用
いて演算される。

【００４４】また、画像の垂直クランク度Ｖc も、前記
図１６、図１７と同様にして求めることができるので、
説明を省略する。

【００４５】以上のようにして求めた水平クランク度Ｈ
c と垂直クランク度Ｖc は、それらの値が大きい程、画
像の品質が良好であることは勿論である。

【００４６】次に、前記図５の関数変換部２６の具体的
な構成例を、図１４を参照して説明する。関数変換部２
６は、前記したように、画像の４種類の特徴量である前
記水平解像度Ｈr 、垂直解像度Ｖr 、水平クランク度Ｈ
c 、および垂直クランク度Ｖc を用いて、６種類の品質
評価量、すなわち水平シャープネスＨs 、垂直シャープ
ネスＶs 、水平ブロッキネスＨB 、垂直ブロッキネスＶ
B 、雑音量Ｎ、および品質Ｑを計算し、これらをフレー
ム単位で出力する。

【００４７】図１４に示されているように、水平シャー
プネスＨs は関数ＦHSに水平解像度Ｈr を適用すること
により求められる。関数ＦHSの一例として、下記の(12)
式を用いることができる。 ＨS ＝９×１０-3Ｈr ＋０．５ …(12)

【００４８】また、垂直シャープネスＶs は関数ＦVSに
垂直解像度Ｖr を適用して演算することにより求められ
る。関数ＦVSの一例として、下記の(13)式を用いること
ができる。 ＶS ＝９×１０-3Ｖr ＋０．５ …(13)

【００４９】次に、水平ブロッキネスＨB は関数ＦHBに
水平クランク度Ｈc を適用して演算することにより求め
られる。関数ＦHBの一例として、下記の(14)式を用いる
ことができる。 ＨB ＝４．０４Ｈc ＋０．９６ …(14)

【００５０】また、垂直ブロッキネスＶB は関数ＦVBに
垂直クランク度Ｖc を適用して演算することにより求め
られる。関数ＦVBの一例として、下記の(15)式を用いる
ことができる。 ＶB ＝４．０４Ｖc ＋０．９６ …(15)

【００５１】また、雑音量Ｎは、前記前記水平解像度Ｈ
r 、垂直解像度Ｖr 、水平クランク度Ｈc 、および垂直
クランク度Ｖc に、それぞれ、関数ｆNHr 、ｆNVr 、ｆ
NHc、およびｆNVc を適用して演算し、演算結果を加算
し、次いで加算値を関数ＦNに適用して演算することに
より求められる。前記関数ｆNHr 、ｆNVr 、ｆNHc 、お
よびｆNVc の一例として、次の(16)〜(19)式を用いるこ
とができる。 Ｈr1＝１２．２０３ｌｏｇe Ｈr −３２．５７３ …(16) Ｖr1＝１２．２０３ｌｏｇe Ｖr −３２．５７３ …(17) Ｈc1＝１２．２０３ｌｏｇe Ｈc −３２．５７３ …(18) Ｖc1＝１２．２０３ｌｏｇe Ｖc −３２．５７３ …(19)

【００５２】また、関数ＦN の一例としては、次の(20)
式を用いることができる。 Ｎ＝１／４×（Ｈr1＋Ｖr1＋Ｈc1＋Ｖc1） …(20)

【００５３】次に、品質Ｑは、前記前記水平解像度Ｈr
、垂直解像度Ｖr 、水平クランク度Ｈc 、および垂直
クランク度Ｖc に、それぞれ、関数ｆQHr 、ｆQVr 、ｆ
QHc 、およびｆQVc を適用して演算し、演算結果を加算
し、次いで加算値を関数ＦQ に適用して演算することに
より求められる。前記関数ｆQHr 、ｆQVr 、ｆQHc 、お
よびｆQVc の一例として、次の(21)〜(24)式を用いるこ
とができる。 Ｈr2＝９×１０-3Ｈr ＋０．５ …(21) Ｖr2＝９×１０-3Ｖr ＋０．５ …(22) Ｈc2＝４．０４Ｈc ＋０．９６ …(23) Ｖc2＝４．０４Ｖc ＋０．９６ …(24) また、関数ＦQ の一例としては、次の(25)式を用いるこ
とができる。 Ｑ＝１／４×（Ｈr2＋Ｖr2＋Ｈc2＋Ｖc2） …(25)

【００５４】前記(12)〜(15)式の演算を行うと、水平シ
ャープネスＨs 、垂直シャープネスＶs 、水平ブロッキ
ネスＨB 、および垂直ブロッキネスＶB のそれぞれを数
値で得ることができる。この数値による画質の評価に
は、次の尺度を用いることができる。数値が５の場合は
「劣化が判らない」、４の場合は「劣化が判るが、気に
ならない」、３の場合は「劣化が少し気になる」、２の
場合は「劣化が気になる」、１の場合は「劣化が非常に
気になる」とすることができる。したがって、前記演算
結果の数値が例えば４．８３であれば５に近いので、画
質評価は「劣化が判らない」とすることができ、例えば
４．２１であれば４に近いので「劣化が判るが、気にな
らない」と判定することができる。また、この数値を基
に、図２に示したように、横方向に延びる品質表示メー
タ３ａで表すことができる。

【００５５】また、前記(20)式の演算を行うと雑音量Ｎ
を数値で得ることができる。該雑音量Ｎの尺度として
は、雑音量Ｎが５の場合は「ＳＮＲが高い」、４の場合
は「ＳＮＲがやや高い」、３の場合は「ＳＮＲがやや低
下している」、２の場合は「ＳＮＲがかなり低下してい
る」、１の場合は「ＳＮＲが非常に低下している」とす
ることができる。

【００５６】さらに、前記(25)式の演算を行うと品質Ｑ
を得ることができる。該品質Ｑの尺度としては、品質Ｑ
が５の場合は「非常に良い」、４の場合は「良い」、３
の場合は「普通」、２の場合は「少し悪い」、１の場合
は「悪い」とすることができる。

【００５７】次に、図１の前記品質異常検出部１６の一
具体例を、以下に説明する。

【００５８】図１８は、本具体例の構成を示すブロック
図である。図示されているように、Ｙフレームメモリ１
２、Ｃフレームメモリ１３に記憶された画像データは波
形解析部４０に送られる。該波形解析部４０はブロック
分割部５１、５４、ブロック特性計算部５２、５５、平
均値分離・正規化部５３、５６から構成されている。前
記ブロック分割部５１、５４は、それぞれ、輝度信号、
色差信号を、図１９に示されているように、ｋ画素×ｎ
ライン、例えば８画素×８ライン、１６画素×８ライン
等のブロックに分割する。ブロック特性計算部５２、５
５は、該ブロックの特性である平均値ｍと分散σ2 を、
図１０の(26) 、(27) 式により計算する。ここに、ｘ
（ｋ，ｎ）は画素の信号値の振幅を示す。

【００５９】輝度信号の平均値分離・正規化部５３に
は、前記Ｙメモリ１２に蓄積されている輝度信号データ
と、前記ブロック特性計算部５２で求められたブロック
の平均値ｍy と分散σ2 y が送られる。一方、色差信号
の平均値分離・正規化部５６には、前記Ｃメモリ１３に
蓄積されている色差信号データと、前記ブロック特性計
算部５５で求められたブロックの平均値ｍc と分散σ2
c が送られる。

【００６０】前記平均値分離・正規化部５３では、Ｙメ
モリ１２から入力される画素ｘ（ｋ，ｎ）を図１０の(2
8) 式により、平均値分離・正規化する。ここに、σo
は、予め定められた標準偏差であり、本装置の外部から
与えることができる。

【００６１】この平均値分離・正規化部５３の働きを、
図２０、図２１を参照して、具体例で説明する。いま、
Ｙメモリ１２から入力される画像が例えば青空のように
平坦な画面であったとすると、画像信号ｘの時間変化は
図２０(a) のように小さな変化となっている。また、例
えば青空を背景として木が立っている画像のように、画
像ｘの輝度が急激に変化するエッジ部では、画像信号ｘ
の時間変化は同図(b)のようになっている。さらに、例
えば森や髪の毛の画像のように、画像ｘが詳細画像の場
合には、画像信号ｘの時間変化は同図(c) のように鋭く
かつ大きな変化となっている。ここに、図２０(a) 、
(b) 、(c) 中のσF 、σE 、およびσD は、それぞれの
画像の標準偏差を表し、一般的には等しくない値であ
る。

【００６２】これらの画像信号ｘに対して前記(28) 式
の処理を施すと、図２０(a) 、(b)、(c) の各画像信号
から交流電力を取り除いた画像信号とすることができ、
それぞれ、図２１(a) 、(b) 、(c) の各画像信号とする
ことができる。ここに、図２１(a) 、(b) 、(c) の各画
像信号ｘの標準偏差は全て同じ値のσo （σo ＝σF＝
σE ＝σD ）となる。この結果、以降の処理では、波形
パターンだけによる解析が可能になる。なお、前記平均
値分離・正規化部５６の働きも、平均値分離・正規化部
５３と同じであるので、説明を省略する。

【００６３】前記平均値分離・正規化部５３、５６で交
流電力を取除かれた画像信号は、１／ｆ揺らぎ計測部４
１に入力する。該１／ｆ揺らぎ計測部４１は、自己相関
関数計算部６０、６５、補正処理部６１、６６、フーリ
エ変換実行部６２、６７、１／ｆパラメータ決定部６
３、６８、および揺らぎ量測定部６４、６９から構成さ
れている。

【００６４】前記自己相関関数計算部６０は、平均値分
離・正規化された図２２に示されているようなブロック
１００からライン１０１を１本ずつ抜き出し、図１０の
(29)

【００６５】式から自己相関係数Ｒ（τ）を求める。こ
こに、τは画素のずれ量である。

【００６６】次に、前記(29) 式により、ブロック１０
０内の全部のラインに対して自己相関係数Ｒ（τ）を求
め、ブロック１００内の全ラインで自己相関係数Ｒ
（τ）の平均値を取る。該自己相関係数Ｒ（τ）の平均
値は、概ね図２３に示すような形をしている。図２３の
横軸は前記画素のずれ量τ、縦軸は自己相関係数Ｒ
（τ）がとられている。

【００６７】次に、前記補正処理部６１の処理を説明す
る。まず、図２３に示されているように、装置の外部か
ら与えることのできるパラメータτo 〜Ｔの範囲の自己
相関係数Ｒ（τ）の平均値γを、図１０の(30) 式から
求める。

【００６８】次いで、図２３の自己相関係数Ｒ（τ）
を、τ≦０側に折返す。そうすると、図２４のようにな
る。続いて、Ｒ（τ）→Ｒ（τ）−γの処理をする。そ
うすると、図２５の波形になる。この処理により、τo
≦｜τ｜≦Ｔの範囲で、平均値が０となる。なお、図２
４のように、図２３の自己相関係数Ｒ（τ）を、τ≦０
側に折返すのは、画像のラインの左端および右端では、
両方向の自己相関係数Ｒ（τ）が求められないためであ
る。

【００６９】次に、フーリエ変換実行部６２では、図２
６に示すように、自己相関係数Ｒ（τ）をτo ≦｜τ｜
≦Ｔの範囲でフーリエ変換し、関数ｘ(t) の電力（パワ
ー）スペクトルを求める。図２６のフーリエ変換後のグ
ラフの横軸は周波数ｆ、縦軸は電力密度Ｐ(f) を表して
いる。

【００７０】次に、１／ｆパラメータ決定部６３は、図
２７に記されているように、周波数ｆと電力密度Ｐ(f)
との関係を、log Ｐ(f) （縦軸）とlog ｆ（横軸）の関
係へと変換する。そうすると、図２７の右側のグラフに
記されているように、下記の(31) 式の一次関数に近似
できる。 log Ｐ(f) ＝ａlog ｆ＋ｂ …(31) ここに、ａとｂは係数であり、最小二乗近似で求められ
る。

【００７１】次に、前記揺らぎ量測定部６４の動作を図
２８を参照して説明する。該揺らぎ量測定部６４では、
実際の画像信号のlog Ｐ(f) とlog ｆの関係の、前記(3
1)式で与えられる一次関数に対する周波数ｆ1 〜ｆ2 の
範囲内のずれ量、すなわち揺らぎ量Ｂを、図１０の(32)
式から求める。なお、(32) 式の揺らぎ量Ｂは、周波
数揺らぎをフィルタＨ(f) で重み付けし、周波数ｆ1 〜
ｆ2 の範囲で加え合わせたものである。

【００７２】以上のようにして求められた、前記(27)
式の分散σ2 、前記(31) 式のａ、ｂ、および前記(32)
式の揺らぎ量Ｂは、図１８に示されているように、異
常判定部４２に入力する。該異常判定部４２は、前記係
数ａ、ｂおよび揺らぎ量Ｂを、下記の式により正規化す
る。 ａ´＝（ａ＋３．３４）／１．４９ Ｂ´＝（Ｂ−４０．１６）／２８．５１ ｂ´＝（ｂ−１．９３）／２．２１ そして、該異常判定部４２は、ic Noiseの判定楕円関数
により、下記の条件(a)または(b) が成立する時には、
画像の品質が異常（Ｎ(d) ）であると判定し、成立しな
い時には正常であると判定する。 (a) ９．０≦σの時、 ｛（ａ´−４．１）／５｝2 ＋｛（Ｂ´−４．３）／
５．９｝2 ＋｛（ｂ´−０．５１ａ´−０．２）｝2 ≦
１ (b) σ＜９．０の時、 ｛（ａ´＋２．６）／６．６｝2 ＋｛（Ｂ´＋０．１）
／５．９｝2 ＋｛（ｂ´−１．４３ａ´＋４．５）｝2
≦１ なお、前記条件(a) および(b) による画像の品質の判定
の仕方は一例に過ぎず、他の方法であっても良いことは
明らかである。

【００７３】以上では、１／ｆ揺らぎ計測部４１の動作
を、自己相関関数計算部６０、補正処理部６１、フーリ
エ変換実行部６２、１／ｆパラメータ決定部６３、およ
び揺らぎ量測定部６４で説明したが、色差信号を処理す
る自己相関関数計算部６５、補正処理部６６、フーリエ
変換実行部６７、１／ｆパラメータ決定部６８、および
揺らぎ量測定部６９も同等の動作をする。したがって、
異常判定部４２からは、画像の輝度、および二つの色差
信号のそれぞれについての異常判定をすることができ
る。

【００７４】以上のようにして、例えば、図２９の１つ
のブロックｄの輝度、および二つの色差信号に対する異
常Ｎ(d) の判定がなされると、これらの異常判定Ｎ(d)
は統計処理部６に送られる。該統計処理部６は、該異常
判定Ｎ(d) をフィールド単位で処理するために、図１０
の(33) 式でＮtotal を求める。

【００７５】次に、統計処理部６は、下記の〜の判
断により、輝度および二つの色差信号のそれぞれに対し
てフィールドの正常または異常を判定する。 Ｎtotal ＝０ →完全な正常フィールド ０＜Ｎtotal ＜Ｔh1 →フィールド内に孤立状の異
常あり Ｔh1＜Ｎtotal ≦Ｔh2 →フィールド内で、部分的
に異常あり Ｔh2＜Ｎtotal →フィールドのほぼ全域に渡って
異常あり

【００７６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、受信映像と同時に該受信映像の画質が表示さ
れるので、視聴者は放送の良し悪しを判定することがで
きる。また、映像の提供者は、提供している映像の良し
悪しを視聴者に判定されるので、良質の映像を提供する
ように努力するようになることが期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の要部の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 映像と同時に表示される品質表示メータの一
例を示す図である。

【図３】 映像と同時に表示される品質異常表示メータ
の一例を示す図である。

【図４】 本発明の他の実施形態の表示部の説明図であ
る。

【図５】 図１の画像品質評価部の一具体例の概略の構
成を示すブロック図である。

【図６】 図５の基本演算部の構成例を示すブロック図
である。

【図７】 １フレームの画像の概念図である。

【図８】 画素値の“坂”の定義の説明図である。

【図９】 坂の大きさＬt と坂の数Ｎt の関係の一例を
示す図である。

【図１０】 数式を示す図である。

【図１１】 “クランク”の定義の説明図である。

【図１２】 クランク数とクランクパワーの説明図であ
る。

【図１３】 画像の水平方向１ラインの、Ｌ＝８、ｒ＝
３とした時の、ブロック境界のクランクの有無の検査の
説明図である。

【図１４】 図５の関数変換部の構成例を示すブロック
図である。

【図１５】 水平解像度Ｈr 、垂直解像度Ｖr を求める
処理を示すフローチャートである。

【図１６】 水平クランク度Ｈc を求める処理を示すフ
ローチャートである。

【図１７】 水平クランク度Ｈc を求める他の処理を示
すフローチャートである。

【図１８】 図１の品質異常検出部の一具体例の概略の
構成を示すブロック図である。

【図１９】 図１８のブロック分割部の動作の説明図で
ある。

【図２０】 図１８の平均値分離・正規化部の動作の説
明図である。

【図２１】 平均値分離・正規化部の動作の説明図であ
る。

【図２２】 図１８の自己相関関数計算部の動作の説明
図である。

【図２３】 図１８の補正処理部の動作の説明図であ
る。

【図２４】 補正処理部の動作の説明図である。

【図２５】 補正処理部の動作の説明図である。

【図２６】 図１８のフーリエ変換実行部の動作の説明
図である。

【図２７】 図１８の１／ｆパラメータ決定部の動作の
説明図である。

【図２８】 図１８の揺らぎ量測定部の動作の説明図で
ある。

【図２９】 フィールドとブロックを示す図である。

【符号の説明】

２…表示制御部、３…表示部、１０…信号解析部、１１
…信号入力部、１２…Ｙ（輝度）フレームメモリ、１３
…Ｃ（色差）フレームメモリ、１４…第１の画像品質評
価部、１５…第２の画像品質評価部、１６…品質異常検
出部、１７…切り替え部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月１７日（２０００．５．１
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】次に、前記小さい坂の個数ＳＨ(s) と０の
坂の個数ＳH0を用いて、前記水平解像度Ｈr を次の(3)
式のように定義する。Ｈr ＝ＳＨ(s) ^I ・ＳH0 ^J …
(3)

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】前記の説明では、１フレームの画像１１か
ら水平方向に１ラインずつ読出し、各ラインについて、
図８に示されているように、横軸に時間ｔをとって各画
素の値をプロットしたが、１フレームの画像１１から垂
直方向に１ラインずつ読出し、前記と同様の処理をす
る。この処理により、前記(1) 、(2) 式と同様の、垂直
方向の小さい坂の個数ＳＶ(s) と０の坂の個数ＳV0が得
られたとすると、該ＳＶ(s) とＳV0を用いて、前記垂直
解像度Ｖr を次の(4) 式のように定義する。 Ｖr ＝ＳＶ(s) ^I ・ＳV0 ^J …(4)

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】図１４に示されているように、水平シャー
プネスＨs は関数ＦHSに水平解像度Ｈr を適用すること
により求められる。関数ＦHSの一例として、下記の(12)
式を用いることができる。 ＨS ＝９×１０ ^-3 Ｈr ＋０．５ …(12)

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】また、垂直シャープネスＶs は関数ＦVSに
垂直解像度Ｖr を適用して演算することにより求められ
る。関数ＦVSの一例として、下記の(13)式を用いること
ができる。 ＶS ＝９×１０ ^-3 Ｖr ＋０．５ …(13)

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】また、雑音量Ｎは、前記前記水平解像度Ｈ
r 、垂直解像度Ｖr 、水平クランク度Ｈc 、および垂直
クランク度Ｖc に、それぞれ、関数ｆNHr 、ｆNVr 、ｆ
NHc、およびｆNVc を適用して演算し、演算結果を加算
し、次いで加算値を関数ＦNに適用して演算することに
より求められる。前記関数ｆNHr 、ｆNVr 、ｆNHc 、お
よびｆNVc の一例として、次の(16)〜(19)式を用いるこ
とができる。 Ｈr1＝１２．２０３ｌｏｇ _e Ｈr −３２．５７３ …(16) Ｖr1＝１２．２０３ｌｏｇ _e Ｖr −３２．５７３ …(17) Ｈc1＝１２．２０３ｌｏｇ _e Ｈc −３２．５７３ …(18) Ｖc1＝１２．２０３ｌｏｇ _e Ｖc −３２．５７３ …(19)

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】次に、品質Ｑは、前記前記水平解像度Ｈr
、垂直解像度Ｖr 、水平クランク度Ｈc 、および垂直
クランク度Ｖc に、それぞれ、関数ｆQHr 、ｆQVr 、ｆ
QHc 、およびｆQVc を適用して演算し、演算結果を加算
し、次いで加算値を関数ＦQ に適用して演算することに
より求められる。前記関数ｆQHr 、ｆQVr 、ｆQHc 、お
よびｆQVc の一例として、次の(21)〜(24)式を用いるこ
とができる。 Ｈr2＝９×１０ ^-3 Ｈr ＋０．５ …(21) Ｖr2＝９×１０ ^-3 Ｖr ＋０．５ …(22) Ｈc2＝４．０４Ｈc ＋０．９６ …(23) Ｖc2＝４．０４Ｖc ＋０．９６ …(24) また、関数ＦQ の一例としては、次の(25)式を用いるこ
とができる。 Ｑ＝１／４×（Ｈr2＋Ｖr2＋Ｈc2＋Ｖc2） …(25)

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】図１８は、本具体例の構成を示すブロック
図である。図示されているように、Ｙフレームメモリ１
２、Ｃフレームメモリ１３に記憶された画像データは波
形解析部４０に送られる。該波形解析部４０はブロック
分割部５１、５４、ブロック特性計算部５２、５５、平
均値分離・正規化部５３、５６から構成されている。前
記ブロック分割部５１、５４は、それぞれ、輝度信号、
色差信号を、図１９に示されているように、ｋ画素×ｎ
ライン、例えば８画素×８ライン、１６画素×８ライン
等のブロックに分割する。ブロック特性計算部５２、５
５は、該ブロックの特性である平均値ｍと分散σ ² を、
図１０の(26) 、(27) 式により計算する。ここに、ｘ
（ｋ，ｎ）は画素の信号値の振幅を示す。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５９】輝度信号の平均値分離・正規化部５３に
は、前記Ｙメモリ１２に蓄積されている輝度信号データ
と、前記ブロック特性計算部５２で求められたブロック
の平均値ｍy と分散σ ² y が送られる。一方、色差信号
の平均値分離・正規化部５６には、前記Ｃメモリ１３に
蓄積されている色差信号データと、前記ブロック特性計
算部５５で求められたブロックの平均値ｍc と分散σ ²
c が送られる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７２】以上のようにして求められた、前記(27)
式の分散σ ² 、前記(31) 式のａ、ｂ、および前記(32)
式の揺らぎ量Ｂは、図１８に示されているように、異
常判定部４２に入力する。該異常判定部４２は、前記係
数ａ、ｂおよび揺らぎ量Ｂを、下記の式により正規化す
る。 ａ´＝（ａ＋３．３４）／１．４９ Ｂ´＝（Ｂ−４０．１６）／２８．５１ ｂ´＝（ｂ−１．９３）／２．２１ そして、該異常判定部４２は、ic Noiseの判定楕円関数
により、下記の条件(a)または(b) が成立する時には、
画像の品質が異常（Ｎ(d) ）であると判定し、成立しな
い時には正常であると判定する。 (a) ９．０≦σの時、 ｛（ａ´−４．１）／５｝ ² ＋｛（Ｂ´−４．３）／
５．９｝ ² ＋｛（ｂ´−０．５１ａ´−０．２）｝ ² ≦
１ (b) σ＜９．０の時、 ｛（ａ´＋２．６）／６．６｝ ² ＋｛（Ｂ´＋０．１）
／５．９｝ ² ＋｛（ｂ´−１．４３ａ´＋４．５）｝ ²
≦１ なお、前記条件(a) および(b) による画像の品質の判定
の仕方は一例に過ぎず、他の方法であっても良いことは
明らかである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信された映像信号を分岐する手段と、 該分岐された一方の映像信号を解析して該映像信号の画
   像品質を評価する手段と、 該分岐された他方の映像信号と、前記画像品質の評価結
   果を同時に表示する表示手段とを具備したことを特徴と
   する映像信号・映像信号解析結果同時表示装置。
2. 【請求項２】 前記表示手段が第１の表示手段と第２の
   表示手段とからなり、第１の表示手段に映像信号を、第
   ２の表示手段に前記画像品質の評価結果を同時に表示
   し、該第１、第２の表示手段が近接して配置されること
   を特徴とする請求項１に記載の映像信号・映像信号解析
   結果同時表示装置。
3. 【請求項３】 前記画像品質の評価結果は複数の種類か
   らなり、該複数の種類の評価結果を外部からの切り替え
   制御信号により、選択的に表示できるようにしたことを
   特徴とする請求項１または２に記載の映像信号・映像信
   号解析結果同時表示装置。
4. 【請求項４】 前記表示手段に表示される画像品質の評
   価結果は、一重刺激画像品質評価によって求められた、
   シャープネス、ブロッキネス、雑音量、および品質の程
   度の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれかに記載の映像信号・映像信号解析結果
   同時表示装置。
5. 【請求項５】 前記表示手段に表示される画像品質の評
   価結果は、表示中の映像が正常であるか異常であるかの
   判定結果を含むことを特徴とする請求項１または２に記
   載の映像信号・映像信号解析結果同時表示装置。