JP2004153734A

JP2004153734A - 信号評価装置

Info

Publication number: JP2004153734A
Application number: JP2002319213A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Yamauchi; 達郎山内
Original assignee: Shibasoku Co Ltd
Current assignee: Shibasoku Co Ltd
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】本発明は、信号評価装置に関し、例えばビデオ信号、オーディオ信号の評価に適用して、遠隔地等から伝送されるビデオ信号等を客観的に評価することができるようにする。
【解決手段】本発明は、評価基準信号発生部２で評価基準信号Ｓ２を発生させて外部入力信号Ｓ１とタイミングを一致させ、この評価基準信号Ｓ２を基準にして外部入力信号Ｓ１を評価する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号評価装置に関し、例えばビデオ信号、オーディオ信号の評価に適用することができる。本発明は、評価基準信号発生部で評価基準信号を発生させて外部入力信号とタイミングを一致させ、この評価基準信号を基準にして外部入力信号を評価することにより、遠隔地等から伝送されるビデオ信号等を客観的に評価することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビジョン中継等においては、信号発生装置で発生したビデオ信号、オーディオ信号等を伝送して基地局側で評価することにより、伝送の際のデータ圧縮率等を判断するようになされており、このような遠隔地における評価においては、専ら人間の視覚、聴覚に頼った主観的な評価により実行されるようになされている。
【０００３】
これに対して例えば特開平５−２１９３８５号公報等においては、ビデオ信号を符号化処理して伝送する際に、伝送に供するビデオ信号をデコードして元のビデオ信号と比較することにより、伝送に供するビデオ信号の画質を送信側で客観的に評価する方法が提案されるようになされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２１９３８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのように遠隔地から伝送されるビデオ信号についても、客観的に評価することができれば、便利であると考えられる。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、遠隔地等から伝送されるビデオ信号等を客観的に評価することができる信号評価装置を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、評価基準信号を出力する評価基準信号発生部と、前記評価基準信号を遅延させて遅延基準信号を出力する遅延部と、前記遅延基準信号を基準にして外部入力信号を評価し、前記外部入力信号の評価結果を出力する評価部とを備えるようにする。
【０００８】
また請求項２の発明においては、請求項１の構成において、前記評価基準信号及び外部入力信号が、ビデオ信号及び又はオーディオ信号であるようにする。
【０００９】
また請求項３の発明においては、請求項１の構成において、前記評価基準信号発生部は、記憶装置に記録した動画像による前記評価基準信号を出力する。
【００１０】
また請求項４の発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３の構成において、前記評価基準信号発生部は、一定の時間間隔で、順次、前記評価基準信号を切り換えて出力し、前記評価部は、該切り換えられた前記評価基準信号毎に、前記遅延基準信号を基準にして外部入力信号を評価して評価基準信号毎の評価結果を得、前記評価基準信号毎の評価結果を集計して前記外部入力信号の評価結果を出力する。
【００１１】
また請求項５の発明においては、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の構成において、前記外部入力信号に対する前記評価基準信号又は前記遅延基準信号の時間軸方向のずれ量を検出する検出部を有する。
【００１２】
また請求項６の発明においては、請求項５の構成において、前記遅延部は、前記検出部で検出されるずれ量に基づいて、前記遅延部における遅延時間を制御する制御部を有する。
【００１３】
また請求項７の発明においては、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の構成において、前記外部入力信号から動きベクトルを検出し、前記動きベクトルにより前記評価基準信号における動きを前記外部入力信号に一致させると共に、前記遅延部における遅延時間を１画素単位で可変して、前記外部入力信号と前記遅延基準信号との比較により、前記遅延基準信号の位相を前記外部入力信号に一致させる制御部を有する。
【００１４】
請求項１の構成によれば、評価基準信号を出力する評価基準信号発生部と、前記評価基準信号を遅延させて遅延基準信号を出力する遅延部と、前記遅延基準信号を基準にして外部入力信号を評価し、前記外部入力信号の評価結果を出力する評価部とを備えることにより、遅延部における遅延量を可変して外部入力信号に遅延基準信号のタイミングを一致させ、遅延基準信号を基準にして外部入力信号における歪み、画質劣化等を客観的に評価することができ、これにより遠隔地等から伝送されるビデオ信号等を客観的に評価することができる。
【００１５】
また請求項２の構成によれば、請求項１の構成において、前記評価基準信号及び外部入力信号が、ビデオ信号及び又はオーディオ信号であることにより、遠隔地等から伝送されるビデオ信号及び又はオーディオ信号を客観的に評価することができる。
【００１６】
また請求項３の構成によれば、請求項１の構成において、前記評価基準信号発生部は、記憶装置に記録した動画像による前記評価基準信号を出力することにより、各種の動画によるビデオ信号等を評価基準信号に適用して、符号化処理して伝送する際等における劣化を客観的に評価することができる。
【００１７】
また請求項４の構成によれば、請求項１、請求項２又は請求項３の構成において、前記評価基準信号発生部は、一定の時間間隔で、順次、前記評価基準信号を切り換えて出力し、前記評価部は、該切り換えられた前記評価基準信号毎に、前記遅延基準信号を基準にして外部入力信号を評価して評価基準信号毎の評価結果を得、前記評価基準信号毎の評価結果を集計して前記外部入力信号の評価結果を出力することにより、各種の評価基準信号による評価を総合的に判定して、外部入力信号を評価することができる。
【００１８】
また請求項５の構成によれば、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の構成において、前記外部入力信号に対する前記評価基準信号又は前記遅延基準信号の時間軸方向のずれ量を検出する検出部を有することにより、この検出された時間軸方向のずれ量を用いて、例えば手動により、又は自動的に遅延部における遅延時間を制御して、外部入力信号に遅延基準信号のタイミングを一致させることができる。
【００１９】
また請求項６の構成によれば、請求項５の構成において、前記遅延部は、前記検出部で検出されるずれ量に基づいて、前記遅延部における遅延時間を制御する制御部を有することにより、検出部で検出された時間軸方向のずれ量を用いて、自動的に遅延部における遅延時間を制御して、外部入力信号に遅延基準信号のタイミングを一致させることができる。
【００２０】
また請求項７の構成によれば、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の構成において、前記外部入力信号から動きベクトルを検出し、前記動きベクトルにより前記評価基準信号における動きを前記外部入力信号に一致させると共に、前記遅延部における遅延時間を１画素単位で可変して、前記外部入力信号と前記遅延基準信号との比較により、前記遅延基準信号の位相を前記外部入力信号に一致させる制御部を有することにより、自動的に、外部入力信号に遅延基準信号のタイミングを一致させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２２】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係る画像評価装置を示すブロック図である。この画像評価装置１においては、遠隔地等から伝送される評価対象のビデオ信号Ｓ１を評価する。
【００２３】
ここでこの評価対象のビデオ信号Ｓ１は、画質の評価に適用される通常の静止画像パターンによるビデオ信号、静止画をスクロールさせたビデオ信号、画質の評価に適用される動画像のビデオ信号等を、一定の時間間隔で順次循環的に切り換えたものである。この実施の形態では、この伝送元の遠隔地にも、同一の画像評価装置１が設置され、この画像評価装置１を信号発生装置としての動作モードに設定して、この画像評価装置１から評価対象のビデオ信号Ｓ１が提供されるようになされている。
【００２４】
この画像評価装置１は、このビデオ信号Ｓ１の水平同期信号、垂直同期信号に同期を確立して、ビデオ信号Ｓ２等を生成する。すなわちこの画像評価装置１において、評価基準信号発生部２は、この評価対象のビデオ信号Ｓ１と同一の評価基準信号であるビデオ信号Ｓ２を生成して出力する。すなわちこの評価基準信号発生部２において、信号発生部３は、ハードディスク装置等の記憶装置を有し、この記憶装置に記録したビデオデータを順次読み出して出力することにより、これら複数系統のビデオ信号を出力する。
【００２５】
信号発生部３においては、このようにして出力するビデオ信号のうち、動画像のビデオ信号については、遅延制御部４から出力される動きベクトルＶによる動き量に応じて、時間軸方向に連続するフィールドについて、間欠的に、又は同一フィールドを繰り返すようにビデオデータを読み出し、またこのようにして読み出したビデオデータを動き補正して出力する。これにより信号発生部３は、動画によるビデオ信号については、送信元より伝送されるビデオ信号Ｓ１と動きの速度が一致するように動き補正して出力するようになされている。
【００２６】
信号切り替え部５は、これら複数のビデオ信号を一定の時間間隔で、順次循環的に切り換えて出力する。これによりこの画像評価装置１では、遠隔地等から伝送される評価用のビデオ信号Ｓ１と同一のビデオ信号Ｓ２を生成するようになされている。なお信号切り替え部５は、ビデオ信号Ｓ１における平均輝度レベル、シーンチェンジ等の監視により、このビデオ信号の切り替えをほぼビデオ信号Ｓ１に同期させて実行するようになされている。
【００２７】
出力インターフェース部（出力Ｉ／Ｆ部）６は、この信号切り替え部５から出力されるビデオ信号Ｓ２を各種映像機器に出力するインターフェースであり、種々のフォーマットによる複数のインタフェースを備えるようになされている。かくするにつき遠隔地に設置された画像評価装置においては、信号発生部３において、遅延制御部４から出力される動きベクトルＶに代えて、オペレータの設定した動き量を基準にして動画によるビデオ信号を生成すると共に、この出力インターフェース部６から出力されるビデオ信号Ｓ３をエンコーダ等を介して伝送することにより、この画像評価装置１にビデオ信号Ｓ１を供給するようになされている。
【００２８】
遅延部７は、例えば高速のＲＡＭにより構成された約１０フレーム程度の容量を有するメモリであり、遅延制御部４の制御により遅延時間を可変し、この遅延時間により信号切り替え部５から出力されるビデオ信号Ｓ２を遅延させて出力する。
【００２９】
画像評価部８は、この遅延部７から出力されるビデオ信号Ｓ４を基準にして、遠隔地等から伝送されるビデオ信号Ｓ１を評価し、その評価結果ＳＪを出力する。なおこの評価方法にあっては、例えば対応する画素間でレベル差を検出し、このレベル差を集計して集計値を判定する方法等を適用することができる。なお画像評価部８は、これらビデオ信号Ｓ１及びＳ４を適宜帯域制限して評価するようになされている。
【００３０】
この処理において画像評価部８は、信号切り替え部５における信号の切り替えに連動して評価値を検出することにより、信号発生部３から出力される複数種類のビデオ信号毎に、評価値を検出する。またこのようにして検出した評価値を集計して、総合の評価値による評価結果ＳＪを出力する。また画像評価部８は、遅延制御部４により指示されるタイミングで、これら各ビデオ信号の評価値を検出し、これにより入力ビデオ信号Ｓ１に対してビデオ信号Ｓ４の位相ずれが補正されたタイミングで評価値を検出するようになされている。
【００３１】
遅延制御部４は、遠隔地等から伝送されるビデオ信号Ｓ１に遅延部７から出力されるビデオ信号Ｓ４のタイミングが一致するように、全体の動作を制御する。すなわち遅延制御部４において、動きベクトル検出回路９は、入力ビデオ信号Ｓ１より動きベクトルＶを検出し、この検出した動きベクトルＶを信号発生部３に出力する。これにより遅延制御部４は、ビデオ信号Ｓ１に対して評価基準信号であるビデオ信号Ｓ２の動きの速度を一致させる。
【００３２】
なおこの動きベクトルの検出においては、パターンマッチング法、勾配法、位相相関法等、種々の手法を適用することができる。また全画面を対象として動きベクトルを検出してもよく、事前に設定した特定領域だけで動きベクトルを検出してもよい。
【００３３】
また遅延制御部４は、比較部１０において、遅延部７から出力されるビデオ信号Ｓ４とビデオ信号Ｓ１との間で順次レベル差を検出し、このレベル差の絶対値和をビデオ信号Ｓ１のフィールド単位で計算する。遅延制御部４は、この絶対値和が最小値となるように、遅延部７の遅延時間を１画素単位で順次可変する。具体的に、遅延制御部４は、例えばビデオ信号Ｓ１に時間遅れが無いとした場合のタイミングより、遅延部７における遅延時間を１フィールド毎に１画素分づつ遅延させ、各フィールドで絶対値和を計算することにより、絶対値和が最小値となる遅延量を検出し、遅延部７の遅延時間をこの遅延量に設定する。なおこの処理においては、絶対値和の変化の傾向に応じて、１画素分づつの遅延量の可変を処理の途中で省略し、ほぼ１フレーム分、遅延量を変化させて１画素分づつの遅延量の可変を再開する等により、処理を簡略化することが考えられる。遅延制御部４は、このようにして遅延部７の遅延時間を設定すると、評価部８に評価値の測定を指示する。
【００３４】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、この画像評価装置１では、伝送元に設置された同一構成の画像評価装置より、静止画によるビデオ信号、所定の動き速度による動画のビデオ信号が順次循環的に切り換えられて、符号化処理等されて伝送される。画像評価装置１側では、このビデオ信号が復号化等され、画像評価装置１に入力される。これによりこの画像評価装置１に入力されるビデオ信号Ｓ１においては、符号化処理、復号化処理等により画質が劣化して入力されることになる。
【００３５】
画像評価装置１では、このビデオ信号Ｓ１に対応する評価基準のビデオ信号Ｓ２が評価基準信号発生部２で生成され、ビデオ信号Ｓ１の伝送に要した遅延時間の分、このビデオ信号Ｓ２が遅延部７で遅延された後、画像評価部８でこれらビデオ信号Ｓ１及びＳ４が比較され、これにより評価基準のビデオ信号Ｓ２を基準にしてビデオ信号Ｓ１が評価される。
【００３６】
これによりこの画像評価装置１によれば、遠隔地等から伝送されるビデオ信号を客観的に評価することができ、その分、中継現場等において、機器の調整等に有効に利用することができる。
【００３７】
このようにしてビデオ信号Ｓ１を評価するにつき、この画像評価装置１では、複数のビデオ信号が切り替えられて評価対象のビデオ信号Ｓ１が生成され、このビデオ信号Ｓ１に対応して複数のビデオ信号を切り換えて評価基準のビデオ信号Ｓ２が生成され、さらにこれら各ビデオ信号毎に、ビデオ信号Ｓ１を評価してその集計による評価結果ＳＪが出力される。これによりこの画像評価装置１では、各種の評価基準信号による評価を総合的に判定して、外部入力信号であるビデオ信号Ｓ１を評価することができるようになされている。
【００３８】
またこの画像評価装置１では、遅延制御部４の動きベクトル検出回路９において、入力されたビデオ信号Ｓ１から動きベクトルＶが検出され、この動きベクトルＶを基準にして、信号発生部３において、ビデオ信号Ｓ１における動画の動きと動きの速度が一致するように動画によるビデオ信号が生成される。さらにこのようにして生成した動画による複数のビデオ信号が信号切り替え部５において順次循環的に切り替えられて評価基準のビデオ信号Ｓ２が生成される。さらにこの評価基準のビデオ信号Ｓ２が遅延部７により遅延された後、比較部１０において、ビデオ信号Ｓ１と比較され、この比較結果によりビデオ信号Ｓ１に画素単位で位相が一致するように遅延部７の遅延時間が設定される。画像評価装置１では、このようにして遅延時間を設定した後、画像評価部８でビデオ信号Ｓ１が評価される。これによりこの画像評価装置１では、符号化、復号化等によるビデオ信号Ｓ１に遅延が発生している場合でも、さらには伝送元で動画における動きの速度を種々に変更した場合でも、自動的に、外部入力信号であるビデオ信号に評価基準のビデオ信号Ｓ４のタイミングを一致させ、高い精度によりビデオ信号Ｓ１を評価することができる。
【００３９】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、評価基準信号発生部で評価基準信号であるビデオ信号Ｓ２を発生させて外部入力信号であるビデオ信号Ｓ１とタイミングを一致させ、この評価基準信号を基準にして外部入力信号を評価することにより、遠隔地等から伝送されるビデオ信号を客観的に評価することができる。
【００４０】
またこのとき制御部である遅延制御部４において、外部入力信号であるビデオ信号Ｓ１から動きベクトルを検出し、この動きベクトルにより評価基準であるビデオ信号Ｓ２の動きをビデオ信号Ｓ１に一致させ、また遅延部７における遅延時間を１画素単位で可変して、ビデオ信号Ｓ１及びＳ４の比較により、比較基準であるビデオ信号Ｓ４の位相をビデオ信号Ｓ１に一致させることにより、符号化、復号化等によるビデオ信号Ｓ１に遅延が発生している場合でも、さらには伝送元で動画における動きの速度を種々に変更した場合でも、自動的に、外部入力信号であるビデオ信号に評価基準のビデオ信号Ｓ４のタイミングを一致させ、高い精度によりビデオ信号Ｓ１を評価することができる。
【００４１】
また信号発生部３がハードディスク装置等の記憶装置により構成されていることにより、各種の動画像によるビデオ信号をテスト信号用の信号として使用することもでき、これによりさらに一段と実際の使用に適したビデオ信号Ｓ１の評価を実行することができる。
【００４２】
（２）第２の実施の形態
この実施の形態に係る画像評価装置は、手動により遅延部７の遅延時間の設定を受け付ける。なおこの実施の形態においては、この遅延時間の設定に係る構成が異なる点を除いて、第１の実施の形態に係る画像評価装置１と同一に構成されることにより、以下の説明おいては、図１の構成を流用して、異なる構成についてのみ説明する。
【００４３】
この実施の形態に係る画像評価装置１において、遅延制御部４は、ビデオ信号Ｓ１及びＳ４の高域を抑圧した後、第１の実施の形態と同様に、フィールド単位で絶対値和を検出し、これによりビデオ信号Ｓ１に対するビデオ信号Ｓ４の時間軸方向のずれ量を検出する。遅延制御部４は、このずれ量を数値により表示する。なお遅延制御部４は、動きベクトルに係る処理については、第１の実施の形態と同様に実行する。
【００４４】
この構成に対応して遅延部７においては、オペレータの操作により遅延時間の設定を受け付けるようになされている。
【００４５】
この第２の実施の形態によれば、外部入力信号であるビデオ信号に対する評価基準であるビデオ信号の時間軸方向のずれ量を検出するようにしても、手動により遅延時間の設定を受け付けて、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（３）第３の実施の形態
この実施の形態においては、第２の実施の形態について上述した時間ずれ量が最少となるように、遅延制御部により遅延部の遅延時間を設定する。なおこの実施の形態においては、この遅延時間の設定に係る構成が異なる点を除いて、第２の実施の形態に係る画像評価装置１と同一に構成される。
【００４７】
第３の実施の形態によれば、外部入力信号であるビデオ信号に対する評価基準であるビデオ信号の時間軸方向のずれ量を検出し、このずれ量により遅延時間を設定するようにしても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
（４）第４の実施の形態
この実施の形態においては、第１〜第３の実施の形態について上述した画像評価装置をモニタ装置の画質評価に適用する。すなわちこの実施の形態においては、図２に示すように、画像評価装置１の出力インターフェース部６から出力されるビデオ信号Ｓ３によりモニタ装置１３を駆動する。またこのモニタ装置１３の表示画面をテレビジョンカメラ（ＴＶカメラ）１２で撮像し、このテレビジョンカメラ１２のビデオ信号を外部入力信号として画像評価装置１に入力する。これによりこの実施の形態においては、ビデオ信号Ｓ３を基準にしてビデオ信号Ｓ１を評価することにより、これらビデオ信号Ｓ３〜Ｓ１により、モニタ１３のブラウン管や液晶パネル等の特性を評価することができる。
【００４９】
第４の実施の形態によれば、遠隔地等からの伝送路に代えて、モニタ装置によりモニタのブラウン管や液晶パネル等の特性を評価することができる。
【００５０】
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、単にレベル差を検出してビデオ信号Ｓ１を評価する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、Ｓ／Ｎ比、画像歪み率等により評価するようにしてもよく、さらにはこれらの分布を評価するようにしてもよい。
【００５１】
また上述の実施の形態においては、ビデオ信号の評価に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、オーディオ信号の評価にも広く適用することができる。
【００５２】
また上述の実施の形態においては、複数のビデオ信号を切り換えて評価基準信号を生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて切り替えの処理を省略することもできる。
【００５３】
また上述の実施の形態においては、レベル差の絶対値和により位相ずれを検出し、さらには時間軸方向のずれ量を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば輪郭抽出結果の比較により位相ずれを検出する場合等、これらの検出方法にあっては種々の手法を広く適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、評価基準信号発生部で評価基準信号を発生させて外部入力信号とタイミングを一致させ、この評価基準信号を基準にして外部入力信号を評価することにより、遠隔地等から伝送されるビデオ信号等を客観的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像評価装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第４の実施の形態に係る画像評価装置の使用例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１……画像評価装置、２……評価基準信号発生部、３……信号発生部、４……遅延制御部、５……信号切り替え部、６……出力インターフェース部、７……遅延部、８……画質評価部、９……動きベクトル検出部、１０……比較部

Claims

評価基準信号を出力する評価基準信号発生部と、
前記評価基準信号を遅延させて遅延基準信号を出力する遅延部と、
前記遅延基準信号を基準にして外部入力信号を評価し、前記外部入力信号の評価結果を出力する評価部と
を備えることを特徴とする信号評価装置。
前記評価基準信号及び外部入力信号が、
ビデオ信号及び又はオーディオ信号である
ことを特徴とする請求項１に記載の信号評価装置。
前記評価基準信号発生部は、
記憶装置に記録した動画像および静止画像を縦方向、横方向にスクロールさせた動画像による前記評価基準信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号評価装置。
前記評価基準信号発生部は、
一定の時間間隔で、順次、前記評価基準信号を切り換えて出力し、
前記評価部は、
該切り換えられた前記評価基準信号毎に、前記遅延基準信号を基準にして外部入力信号を評価して評価基準信号毎の評価結果を得、前記評価基準信号毎の評価結果を集計して前記外部入力信号の評価結果を出力する
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の信号評価装置。
前記外部入力信号に対する前記評価基準信号又は前記遅延基準信号の時間軸方向のずれ量を検出する検出部を有する
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の信号評価装置。
前記遅延部は、
前記検出部で検出されるずれ量に基づいて、前記遅延部における遅延時間を制御する制御部を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の信号評価装置。
前記外部入力信号から動きベクトルを検出し、前記動きベクトルにより前記評価基準信号における動きを前記外部入力信号に一致させると共に、
前記遅延部における遅延時間を１画素単位で可変して、前記外部入力信号と前記遅延基準信号との比較により、前記遅延基準信号の位相を前記外部入力信号に一致させる制御部を有する
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の信号評価装置。