JP2003189337A - 画質評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 妨害を供試機器に加えて画質評価を行う装置
において、目視で認識できる全ての画像障害を検出する
信頼性ある客観的判定手法の開発を目的とする。 【解決手段】 ビデオ信号を映像部選別手段１０２で選
別し、周波数分析手段１０３で妨害有無両画面を同期分
析し、比較演算手段１０６で平均された差のスペクトラ
ムを求め、ノイズ検出演算手段１１０でノイズ量及び特
定周波数のスペクトラム変動値を求める。この夫々に判
定値設定手段１１１は判定値を定める。妨害有無間のノ
イズ検出演算手段１１０の出力は画質判定手段１１２で
判定をする。その結果に応じ妨害設定手段１１３で妨害
の強さを変化させ、ノイズ量及び特定周波数の妨害耐性
値を求め、低い値を結果選別手段１１５が選ぶ。基準画
面を記録した第一の記録手段１０４は随時再記録が可能
で、タイマー表示手段１１６は再記録時からの時間経過
を表し、信頼性を加味した長時間測定を可能とした。

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ちあるいは映像分配伝送系の供試
機器に外部より妨害が加わった時の画像障害等を判断す
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できるという特徴がある。

【０００３】ところで一般的に数値的な画質評価の方法
がある。供試機器からビデオ信号を出力して、そのテレ
ビ画像になる部分の映像のみを取り出す。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
イズ合計三種類の映像部ノイズのビデオＳ／Ｎを測定す
れば、画質評価ができるという考えである。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変質比較を行う。

【０００４】

【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できな
い。

【０００５】またビデオＳ／Ｎ値の大きさで画質評価を
下す方法は、一般の画質評価で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。映像部ノイズの時間領域の
実効電圧を測定するのみである。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。デジタル圧縮伸
張処理前後の同一画素間の変質比較を供試機器に妨害を
加えた場合の画像障害等の検出に応用すると、同一画素
間の変質量が増えると推定される。しかし目視のような
広い画面上に連続して現れる線状あるいはかすみ状の画
像障害の画質評価をするものではないので、いずれの場
合も目視の結果と相関が取り難い。

【０００６】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。

【０００７】

【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、外部より妨害を加えること
ができるビデオ信号を出力する供試機器と、供試機器の
出力の映像部に任意の位置と大きさの選別ゲートを設定
し選別ゲートの部分のみ入力したビデオ信号を通過させ
他の部分を零出力とする映像部選別手段と、供試機器の
出力から同期信号を検出する同期検出手段と、映像部選
別手段の出力及び同期検出手段の出力を入力し分析周波
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、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第二の記録手段と、第一の記録手段
の出力の水平走査線と第二の記録手段の出力の水平走査
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する比較演
算手段と、比較演算手段の出力を入力として調査する周
波数全域のノイズ量あるいは特定周波数のスペクトラム
値を求めるノイズ検出演算手段と、ノイズ検出演算手段
の出力を入力として複数画面を測定するときに全て基準
画面と同一の測定条件で所定回数繰り返したノイズ検出
演算手段の出力の取り得る分布上限値を定めるかあるい
は外部より分布上限値に代わるノイズ量あるいはスペク
トラム値に設定可能な機能を持つ判定値設定手段と、基
準画面を供試機器の外部より妨害が加えられない画面と
し比較する画面を供試機器の外部より妨害を加えられた
画面としノイズ検出演算手段の出力と判定値設定手段の
出力とを入力して調査する周波数全域のノイズ量あるい
は特定周波数のスペクトラム値のどちらを判定するのか
それぞれの条件を合わせて毎回の妨害の影響を判定する
画質判定手段と、画質判定手段の出力を入力してノイズ
検出演算手段の出力が判定値設定手段の出力と同等もし
くはそれより大きいならばその差の量に応じて供試機器
の外部から加える妨害の強さを弱めてノイズ検出演算手
段の出力が判定値設定手段の出力以下になったと判定さ
れるときには供試機器の外部から加える次の新しい妨害
周波数と妨害レベルを含む妨害条件に切り替え測定を継
続するプログラム機能を併せ持つ妨害設定手段と、ノイ
ズ検出演算手段の出力が判定値設定手段の出力以下にな
ったと判定されるときには判定された妨害設定手段の出
力である妨害の強さを調査する周波数全域のノイズ量に
よる第一の妨害耐性値あるいは特定周波数のスペクトラ
ム値による第二の妨害耐性値として複数の妨害耐性値を
記録することができる妨害耐性値記録手段と、第一の妨
害耐性値及び第二の妨害耐性値の中の低い値を結果とし
て選別し表示する結果選別手段を備えた構成を有してい
る。

【０００８】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。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、外部より妨害を加えることができるビデオ信号を出
力する供試機器と、供試機器の出力の映像部に任意の位
置と大きさの選別ゲートを設定し選別ゲートの部分のみ
入力したビデオ信号を通過させ他の部分を零出力とする
映像部選別手段と、供試機器の出力から同期信号を検出
する同期検出手段と、映像部選別手段の出力及び同期検
出手段の出力を入力し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、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第二
の記録手段と、第一の記録手段の出力の水平走査線と第
二の記録手段の出力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する比較演算手段と、比較演算手段
の出力を入力として調査する周波数全域のノイズ量ある
いは特定周波数のスペクトラム値を求めるノイズ検出演
算手段と、ノイズ検出演算手段の出力を入力として複数
画面を測定するときに全て基準画面と同一の測定条件で
所定回数繰り返したノイズ検出演算手段の出力の取り得
る分布上限値を定めるかあるいは外部より分布上限値に
代わるノイズ量あるいはスペクトラム値に設定可能な機
能を持つ判定値設定手段と、基準画面を供試機器の外部
より妨害が加えられない画面とし比較する画面を供試機
器の外部より妨害を加えられた画面としノイズ検出演算
手段の出力と判定値設定手段の出力とを入力して調査す
る周波数全域のノイズ量あるいは特定周波数のスペクト
ラム値のどちらを判定するのかそれぞれの条件を合わせ
て毎回の妨害の影響を判定する画質判定手段と、画質判
定手段の出力を入力してノイズ検出演算手段の出力が判
定値設定手段の出力と同等もしくはそれより大きいなら
ばその差の量に応じて供試機器の外部から加える妨害の
強さを弱めてノイズ検出演算手段の出力が判定値設定手
段の出力以下になったと判定されるときには供試機器の
外部から加える次の新しい妨害周波数と妨害レベルを含
む妨害条件に切り替え測定を継続するプログラム機能を
併せ持つ妨害設定手段と、ノイズ検出演算手段の出力が
判定値設定手段の出力以下になったと判定されるときに
は判定された妨害設定手段の出力である妨害の強さを調
査する周波数全域のノイズ量による第一の妨害耐性値あ
るいは特定周波数のスペクトラム値による第二の妨害耐
性値として複数の妨害耐性値を記録することができる妨
害耐性値記録手段と、第一の妨害耐性値及び第二の妨害
耐性値の中の低い値を結果として選別し表示する結果選
別手段を備えたことを特徴としたものであり、供試機器
の外部より妨害が加えられていない基準画面と妨害が加
えられた画面間のスペクトラム変化を求め、調査する周
波数全域のノイズ量に影響が出なくなる第一の妨害耐性
値、あるいは特定周波数スペクトラム値の変化に影響が
出なくなる第二の妨害耐性値を求めてそれらの数値の小
さな方を結果の妨害耐性値として選び、相対画質評価を
行なうことができるという作用を有する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、ノイズ検出演算
手段は、調査する周波数全域のノイズ量を求める場合は
比較演算手段の出力の調査する周波数全域の平均値を求
めてこれを基準に比較演算手段の出力の各周波数ポイン
トにおける偏り値の絶対値を求めてその和を計算するこ
とを特徴としたものであり、比較演算手段の出力の零か
らの絶対値の和を求めるのではなく、平均値から測った
各周波数ポイントでのスペクトラムの絶対値を加算する
ことで、平均値を中心にしたスペクトラムの起伏の大小
をより正しく反映し、また測定毎のデータのバラツキも
平均値がそれに応じて移動する為にバラツキの影響を軽
減する効果も発生する。従ってより正しい相対画質評価
が行なえるという作用を有する。

【００１１】請求項３に記載の発明は、ノイズ検出演算
手段は、特定周波数のスペクトラム値を求める場合は特
定周波数がテレビ画面の水平走査線周波数から妨害振幅
変調周波数の整数倍を引いた値あるいは妨害振幅変調周
波数の整数倍の値であることを特徴としたものであり、
調査する周波数全域のノイズ量を求めても妨害の影響を
検出できない場合にこの特定周波数のスペクトラム値の
変動を調べることで、妨害による画像障害の検出漏れを
防ぐことができるという作用を有する。

【００１２】請求項４に記載の発明は、第一の記録手段
は、記録あるいは再記録が行われた時を起点に経過時間
を表示するタイマー表示手段を接続することを特徴とし
たもので、周波数分析手段が時間と共に特性が変動する
可能性のある場合に、基準画面を記録したデータの信頼
性がそのタイマー表示時間を参考にして確認できるとい
う作用を有する。

【００１３】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。

【００１４】（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、１０１はビデオ信号を出力する供試機器１００
内蔵のビデオ信号発生部、１０２はビデオ信号発生部１
０１の出力を入力し分析しようとする映像部ノイズを出
力する映像部選別手段、１０７はビデオ信号発生部１０
１の出力を入力して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同期検出手段、１０３は映像部選別
手段１０２の出力及び同期検出手段１０７の出力を入力
とする周波数分析手段、１０４は周波数分析手段１０３
の出力を入力とする第一の記録手段、１０５は周波数分
析手段１０３の出力を入力とする第二の記録手段、１０
６は第一の記録手段１０４の出力と第二の記録手段１０
５の出力を入力とする比較演算手段、１１０は比較演算
手段１０６の出力を入力とするノイズ検出演算手段であ
る。ノイズ検出演算手段１１０は切り替え二出力を持
つ。供試機器１００に外部から妨害が加えられていない
状態で複数画面のノイズ検出演算値の分布上限値を測定
する場合は、判定値設定手段１１１に出力する。供試機
器１００に外部から妨害が加えられていない場合と加え
られた場合の相対画質評価数値を測定する場合は、画質
判定手段１１２に出力する。判定値設定手段１１１は前
述の分布上限値あるいは外部よりその分布上限値に代わ
る任意値を設定して画質判定手段１１２に出力する。画
質判定手段１１２は判定値設定手段１１１からの値を判
定レベルとしてノイズ検出演算手段１１０からの入力を
判定する。画質判定手段１１２の出力に妨害設定手段１
１３の入力が接続され、その値に応じて妨害設定手段１
１３の出力は供試機器１００の外部から加える妨害条件
の設定をする。妨害設定手段１１３の出力には妨害耐性
値記録手段１１４が接続され、さらに結果選別手段１１
５が妨害耐性値記録手段１１４の出力に接続される。ま
た第一の記録手段１０４の出力にはタイマー表示手段１
１６が接続される。

【００１５】以上のように構成された画質評価装置につ
いて、ＰＡＬカラーテレビ方式を用いて詳細に述べる。
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、ビデオル
ミナンスノイズを代表とする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。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１１．８μｓ〜
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６４μｓの水平
走査線を構成する。映像部選別手段１０２はテレビ画像
になる部分の映像部２０２の一部を切り出してその部分
を増幅して図２（ｂ）に見られるように選別映像部ノイ
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２０５は零出力にする。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。

【００１６】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。実際にはどのように水平走査線３０２を分割
し、どのように時間的にずらして周波数分析手段１０３
に読み込み分析を繰り返すかを、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。テレ
ビ画面３０１上の分割本数３０３の幅の水平走査線３０
２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３０３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３
０２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
り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た。

【００１７】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がある。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が可
能な計測器として例えばソニー・テクトロニクス社の３
０５６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、その周波数分析で最適な画質評価をすることができ
る。例えば６２５本の水平走査線３０２で１フレームの
絵がある。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６２５／｛２×（水平走査線の読
込ずれ本数３０４の数値）｝で表せる。すなわち周波数
分析手段１０３が、水平走査線３０２の読み込み分析を
１フィールドの間で上記回数分繰り返す。分析周波数幅
が５ＭＨｚスパンの場合を考える。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回分の周波数分析データ（周波数軸８０１ポ
イント）が得られる。この場合の分析する水平走査線３
０２のオーバーラップ量は丁度０％になる。また映像部
選別手段１０２は、図３（ａ）のテレビ画面３０１上に
一点鎖線で示したような選別ゲート３０５を設定する。
選別ゲート３０５内の水平走査線３０２による周波数分
析手段１０３の入力は、すでに述べた図２（ｂ）の規則
正しく変化する複合選別信号２１０である。選別ゲート
３０５外に外れた水平走査線３０２においては、映像部
選別手段１０２は零出力しか出さない。その間は図２
（ｂ）の選別映像部ノイズ２０４の無い、長い選別外の
映像部２０５のみとなる。この切換り点である選別ゲー
ト３０５の境界では従って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３０５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。従ってテレビ画面に映った部分の画質評価を行うに
はこの部分を避けて、規則正しく連続した複合選別信号
２１０のスペクトログラムの安定した部分の時間方向平
均をする必要がある。

【００１８】図４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。１番目のデータ４０１から２９番目のデータ
４２９まで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５０１にあり、３０番目のデータ４３０
から１２５番目のデータ６２５まで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５０２にある。デ
ータが安定する特定区間を４０番目のデータ４４０から
１２０番目のデータ６２０に選び、時間方向平均区間６
５５とすると、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５０２のより正しい時間方向平均スペク
トラムが得られる。

【００１９】図５は本発明の実施の形態１における１フ
ィールドが１２５本のデータで構成された応用データ取
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５（ａ）は供試機器１００に外部から妨害が
加わっていない第一の記録手段１０４のスペクトログラ
ム表示データである。図５（ｂ）は供試機器１００に外
部から何らかの妨害が加わった第二の記録手段１０５の
スペクトログラム表示データである。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、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
が容易にできる。５０１の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例えば−９
０ｄＢｍ近辺を示す。また５０２と５１２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、５０３
と５１３は偶数フィールド選別ゲート内映像部のスペク
トログラムであり、いずれもテレビ画面３０１上の選別
ゲート３０５で囲まれた部分の周波数分析データであ
る。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。

【００２０】比較演算手段１０６は異なる記録手段のス
ペクトログラムを構成するスペクトラム間の差を求める
第一演算と、同一スペクトログラム内で時系列に並んだ
スペクトラムの時間方向平均の第二演算をする。図５
（ｂ）の時間方向平均スペクトラムから図５（ａ）の時
間方向平均スペクトラムを引いたものが、図５（ｃ）で
示す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、分析周波数幅が５ＭＨｚスパンの場合は８０
１ポイントのデータからなる。図５（ｂ）の周波数Ｆｎ
では、時間の経過と共に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ピークがあり、
それから図５（ａ）の妨害が無い部分を引くので、図５
（ｃ）に示すように正方向にレベルが上がる。一方で図
５（ａ）、図５（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り供試機器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５（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り返す。図
６は、周波数分析手段１０３が無入力状態での５ＭＨｚ
スパンでのノイズ特性である。電源が投入されてから、
計測器が無入力状態での表示ノイズレベルの時間経過変
動をグラフ化したものである。実際の計測器の特性とし
て、０周波数ノイズのレベルが時間経過と共に測定レベ
ルを大きく超えた変動を生ずる。先に述べた平均された
差のスペクトラムには、その不安定部分を外して調査す
る周波数域を設定する必要がある。さらに周波数分析手
段１０３のエージングを十分して使用したとしても、周
波数分析手段１０３の内部で発生する５ＭＨｚノイズや
２．５ＭＨｚノイズの時間経過による変動は、平均され
た差のスペクトラムを扱うにはそのレベルが低くても互
いに違う時点のスペクトラムの差を求めるので影響を無
視できない。従ってこの画質評価装置においては、第一
の記録手段１０４に記録されたデータが相対画質評価の
基準になるので、第一の記録手段１０４に記録された直
後からの経過時間の参考表示が必要である。また長時間
の経過で第一の記録手段１０４に記録されたデータに疑
問を感じる時には、第一の記録手段１０４のデータを再
測定して入れ替えて経過時間もその時にリセットして再
表示できることが望ましい。タイマー表示手段１１６は
以上の機能を持たせて、第一の記録手段１０４の出力に
設置される。

【００２１】テープ等の記録媒体を使ったビデオ磁気テ
ープ記録再生機の応用を考える。妨害を加えていなくて
も記録されたテープの巻き始めや、巻き中、巻き終わり
等違う場所を再生するだけで、互いに二信号のノイズの
非常に少ない部分同士の差し引きで、図５（ｃ）で示す
平均された差のスペクトラムは横軸０ｄＢからある値の
片方に浮かび上がる場合がある。つまり供試機器１００
の映像ノイズのスペクトラムを求めた場合に、特にノイ
ズを検出しない低レベルは再生するテープの位置では常
に一定値ではない。その外に、計測機器類の温度ドリフ
ト等で同様の問題を発生する可能性も考える必要があ
る。ある時点の一点のデータを基準にして、他の測定デ
ータを比較演算する時に基準データからの測定時間間隔
や、再生場所が離れ過ぎるとこの問題を引き起こし易
い。すなわち画像障害の影響を正しく評価できなくな
る。従ってノイズ検出演算手段１１０は、図５（Ｃ）で
示す平均された差のスペクトラムの単なる絶対値和を求
めることよりも、平均された差のスペクトラムの調査す
る周波数全域において先ず平均値を求め、それを基準に
して平均された差のスペクトラム間とのレベル偏り値を
演算してその絶対値の和を求めることにより、時間的ド
リフト成分を排除できノイズ量が正確に求められる。ノ
イズ検出演算手段１１０はこの理由により後者の方法を
採用する。

【００２２】ところで供試機器１００に外部から妨害が
加わる時で、テレビ画面の画像障害が検出できない特殊
な場合が発生する。即ちビデオ信号に一色カラー信号を
使用して、映像部選別手段１０２はテレビ画面最大に近
く選別ゲートを設定し、ビデオルミナンスノイズを出力
する。妨害波は１ｋＨｚ８０％の振幅変調波である。周
波数分析手段１０３は５ＭＨｚスパンで測定をするが、
０周波数近辺のデータは計測器自身の問題で時間、温度
による変動が発生する為にその区間を外し５０ｋＨｚ以
上からの測定になる。従って画像障害が発生した時に妨
害有無の条件で、５０ｋＨｚ以下の周波数で変動するス
ペクトラムがあれば検出ができない。例えば、テレビ画
面に水平に２０本近く透明で薄く墨を刷いたような横引
きのノイズが見える場合がある。テレビ画面の上からゆ
っくりと水平に連続して下りて来る画像障害である。図
７は横引きノイズが発生時の５０ｋＨｚスパンのデータ
であるが、０周波数ノイズの影響を避ける為に６４９Ｈ
ｚ以上５０ｋＨｚ以下の平均された差のスペクトラムを
示した。この区間の平均値は０ではなく、図７からも明
らかの様にプラス方向に浮き上がる。演算をする前の妨
害有り無しの両データには、ＰＡＬ方式水平走査線基本
周波数１５．６２５ｋＨｚのＦｈ１はより強く、２倍波
のＦｈ２、３倍波のＦｈ３もピークスペクトラムを持つ
が、平均された差のスペクトラムでは図７の様に目立た
ない。しかし平均された差のスペクトラムでは（１５．
６２５ｋＨｚ−１ｋＨｚ）のＦ０、１ｋＨｚのＦ１、２
ｋＨｚのＦ２、（１５．６２５ｋＨｚ−２ｋＨｚ）のＦ
３が順に目立つ存在として発生する。妨害の変化に対し
てこれらのうちどれかの特定周波数のスペクトラム値変
動を確認すれば、横引きのノイズを検出することができ
る。従ってノイズ検出演算手段１１０は、第一の方法と
して調査する周波数全域のノイズ量を求める方法と、特
定周波数のスペクトラム値を求める方法の二通りの併用
が欠かせない。

【００２３】ところで供試機器１００に妨害を加えない
で、ノイズ検出演算手段１１０の値を何度も求めるとバ
ラツキ幅を持つ。そこで前もってノイズ検出演算手段１
１０の値の分布を調べ、その分布上限値を定めるかある
いは外部よりその分布上限値に代わる値を設定して比較
基準を作るのが判定値設定手段１１１である。ノイズ検
出演算手段１１０の演算機能に倣って、判定値設定手段
１１１にも調査する周波数全域のノイズ量判定値と、特
定周波数のスペクトラム判定値の複数の判定値が必要に
なる。１１２は画質判定手段であり、妨害を加えられな
い画面と妨害を加えられた画面間の平均された差のスペ
クトラムのノイズ検出演算手段１１０の出力と判定値設
定手段１１１の出力とを差し引き入力して妨害が加えら
れた画面の画像障害の大きさを判定する。判定値設定手
段１１１の出力に比べノイズ検出演算手段１１０の出力
が小さければその妨害による画像障害は無いと判定され
る。したがってこの構成により、妨害の加えられた画面
の相対画質評価を容易にすることができる。

【００２４】以上に述べたノイズ検出演算手段１１０の
検出演算結果の数値自体は、相対画質評価を表す普遍的
な数値ではない。したがって妨害を供試機器１００の外
部より加えても、画像障害を引き起こさない最大許容妨
害レベルという普遍的な妨害耐性値に置き換える。妨害
設定手段１１３は画質判定手段１１２の出力の大きさに
応じて、供試機器１００に外から加える妨害の強さの条
件設定をする。以下にそのメカニズムを説明する。ここ
でノイズ検出演算手段１１０の先に説明をした平均値か
らの絶対値和による画質判定手段１１２の出力を絶対値
和の差と略称し、ノイズ検出演算手段１１０の特定周波
数のスペクトラム値による画質判定手段１１２の出力を
スペクトラム差と略称する。最初強い妨害を供試機器１
００の外部より加え、次に画質判定手段１１２の出力の
大きさに応じて再測定する為の条件は以下に示す様に二
通りに分かれる。即ち、絶対値和の差の場合には、
（１）５０≦絶対値和の差の時、妨害を１０ｄＢ下げて
再測定する。（２）２０≦絶対値和の差＜５０の時、妨
害を（絶対値和の差／５）ｄＢ下げて再測定する。
（３）５≦絶対値和の差＜２０の時、妨害を（絶対値和
の差／４）ｄＢ下げて再測定する。（４）０≦自乗和の
差＜５の時、妨害を１ｄＢ下げて再測定する。（５）最
初が４ｄＢ以上下げて、再測定１回目に自乗和の差＜０
になると直前の下げた値の半値を逆に大きくして再々測
定をし、以降妨害を下げる測定を繰り返す。（６）再測
定２回目以降、絶対値和の差＜０になると、再測定を終
える。一方、スペクトラム差の場合には、（１）１６≦
スペクトラム差の時、妨害を８ｄＢ下げて再測定する。
（２）８≦スペクトラム差＜１６の時、妨害を４ｄＢ下
げて再測定する。（３）４≦スペクトラム差＜８の時、
妨害を２ｄＢ下げて再測定する。（４）０≦スペクトラ
ム差＜４の時、妨害を１ｄＢ下げて再測定する。（５）
最初が４ｄＢ以上下げて、再測定１回目に自乗和の差＜
０になると直前の下げた値の半値を逆に大きくして再々
測定をし、以降妨害を下げる測定を繰り返す。（６）再
測定２回目以降、スペクトラム差＜０になると、再測定
を終える。

【００２５】以上のように妨害設定手段１１３は、絶対
値和の差あるいはスペクトラム差のどちらかを判断して
上述のような妨害波を低減させる方法を選ぶ。再測定を
終えた段階で、供試機器１００の外部より加える妨害の
強さは、画像障害を引き起こさない最大許容妨害レベル
として供試機器１００の妨害耐性値を示す。

【００２６】妨害耐性値記録手段１１４には、再測定を
終えた画像障害を引き起こさない最大許容妨害レベルの
絶対値和による妨害耐性値とスペクトラム差による妨害
耐性値の複数の値が記録される。供試機器１００に外部
より強い妨害を加えても絶対値和では画像障害を検出で
きなかったものが、特定周波数のスペクトラム差による
と画像障害が検出されて、妨害耐性値が小さな値になる
場合がある。結果選別手段１１５はそれらの記録された
複数の値のうち、小さい妨害耐性値を選別して結果とし
て表示する機能を持つ。

【００２７】なおノイズ検出演算手段１１０の調査する
周波数全域のノイズ量を求める方法として、平均された
差のスペクトラムの調査する周波数全域において先ず平
均値を求めて、それを基準にして平均された差のスペク
トラム間とのレベル偏り値を演算してその絶対値の和を
求める方法を述べたが、その代わりに平均された差のス
ペクトラムの調査する周波数全域において先ず平均値を
求めて、それを基準にして平均された差のスペクトラム
間とのレベルの偏り値を演算してその絶対値和の代わり
にその自乗和を求める方法に代えても、得られる数値レ
ベルは異なるが同等の機能を持つ。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の画質評価装置は、
外部より供試機器に妨害を加えた場合と加えない場合の
比較をして、調査する周波数全域におけるスペクトラム
変化からノイズ量を求める方法と特定周波数のスペクト
ラム変化値を求める方法の二通りの確認方法で、複数の
妨害耐性値を得て低い値を採用することにより、評価の
確認漏れを防ぐことができるという優れた効果が得られ
る。

【００２９】また基準画面の周波数分析結果を記録する
第一の記録手段は、記録あるいは再記録が行われた時を
起点に経過時間を表示するタイマー表示手段を接続する
ことにより、周波数分析手段が時間経過で特性が変動す
る可能性のある場合に、その基準画面として記録したデ
ータの信頼性がタイマー表示時間を参考に確認でき、ま
た再記録により基準画面のデータを随時新しいデータに
入れ替えることができることにより、再記録後の経過時
間表示を始めることができ長期に継続した使用が可能に
なる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

【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５】本発明の実施の形態１における応用データ取得
図

【図６】周波数分析手段が無入力状態での５ＭＨｚスパ
ンでのノイズ特性を示す図

【図７】横引きノイズが発生時の５０ｋＨｚスパンのデ
ータを示す図

【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 １１０ ノイズ検出演算手段 １１１ 判定値設定手段 １１２ 画質判定手段 １１３ 妨害設定手段 １１４ 妨害耐性値記録手段 １１５ 結果選別手段 １１６ タイマー表示手段 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 １番目のデータ ４３０ ３０番目のデータ ５０１ 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 ５０２ 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 ５０３ 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 ６２０ １２０番目のデータ ６５５ 時間方向平均区間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より妨害を加えることができるビデ
   オ信号を出力する供試機器と、前記供試機器の出力の映
   像部に任意の位置と大きさの選別ゲートを設定し選別ゲ
   ートの部分のみ入力したビデオ信号を通過させ他の部分
   を零出力とする映像部選別手段と、前記供試機器の出力
   から同期信号を検出する同期検出手段と、前記映像部選
   別手段の出力及び前記同期検出手段の出力を入力し分析
   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第二の記録手段
   と、前記第一の記録手段の出力の水平走査線と前記第二
   の記録手段の出力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する比較演算手段と、前記比
   較演算手段の出力を入力として調査する周波数全域のノ
   イズ量あるいは特定周波数のスペクトラム値を求めるノ
   イズ検出演算手段と、前記ノイズ検出演算手段の出力を
   入力として複数画面を測定するときに全て基準画面と同
   一の測定条件で所定回数繰り返した前記ノイズ検出演算
   手段の出力の取り得る分布上限値を定めるかあるいは外
   部より前記分布上限値に代わるノイズ量あるいはスペク
   トラム値に設定可能な機能を持つ判定値設定手段と、前
   記基準画面を前記供試機器の外部より妨害が加えられな
   い画面とし比較する画面を前記供試機器の外部より妨害
   を加えられた画面とし前記ノイズ検出演算手段の出力と
   前記判定値設定手段の出力とを入力して前記調査する周
   波数全域のノイズ量あるいは前記特定周波数のスペクト
   ラム値のどちらを判定するのかそれぞれの条件を合わせ
   て毎回の妨害の影響を判定する画質判定手段と、前記画
   質判定手段の出力を入力して前記ノイズ検出演算手段の
   出力が前記判定値設定手段の出力と同等もしくはそれよ
   り大きいならばその差の量に応じて前記供試機器の外部
   から加える妨害の強さを弱めて前記ノイズ検出演算手段
   の出力が前記判定値設定手段の出力以下になったと判定
   されるときには前記供試機器の外部から加える次の新し
   い妨害周波数と妨害レベルを含む妨害条件に切り替え測
   定を継続するプログラム機能を併せ持つ妨害設定手段
   と、前記ノイズ検出演算手段の出力が前記判定値設定手
   段の出力以下になったと判定されるときには判定された
   前記妨害設定手段の出力である妨害の強さを前記調査す
   る周波数全域のノイズ量による第一の妨害耐性値あるい
   は前記特定周波数のスペクトラム値による第二の妨害耐
   性値として複数の妨害耐性値を記録することができる妨
   害耐性値記録手段と、前記第一の妨害耐性値及び前記第
   二の妨害耐性値の中の低い値を結果として選別し表示す
   る結果選別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】 ノイズ検出演算手段は、調査する周波数
   全域のノイズ量を求める場合は比較演算手段の出力の調
   査する周波数全域の平均値を求めてこれを基準に前記比
   較演算手段の出力の各周波数ポイントにおける偏り値の
   絶対値を求めてその和を計算す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】 ノイズ検出演算手段は、特定周波数のス
   ペクトラム値を求める場合は特定周波数がテレビ画面の
   水平走査線周波数から妨害振幅変調周波数の整数倍を引
   いた値あるいは妨害振幅変調周波数の整数倍の値である
   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】 第一の記録手段は、記録あるいは再記録
   が行われた時を起点に経過時間を表示するタイマー表示
   手段を接続することを特徴とする請求項１記載の画質評
   価装置。