JP2006211071A - 明度評価値算出装置及び明度評価値算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 映像の明るさを定量的に評価でき、かつ、人間の感性に近い評価値を算出することができる明度評価値算出装置を提供する。
【解決手段】 明度評価値算出装置１は、時系列に入力され、映像を構成する画像を所定の大きさの領域に分割した、複数の画素からなる区分ごとに、複数の画素の輝度値に基づいて区分の明るさを示す輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段１２と、画像ごとに、輝度レベル算出手段１２によって算出された輝度レベルの統計量を算出する統計量算出手段１３とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像の品質を評価する技術に係り、特に、映像の明るさを定量的に評価するための評価値を算出する技術に関する。

一般に、テレビジョン番組制作等の映像制作の際に、視聴者が疲労感や不快感なく映像を視聴することができるように、映像の明るさの調整が行われている。そして、従来、例えば、テレビジョン番組制作において映像の明るさを調整する際に、この明るさを評価する装置としてテレビ信号用のオシロスコープが用いられていた。

また、映像の明るさを定量的に測定する装置として、映像を構成するフレーム画像あるいはフィールド画像（以下、単にフレーム画像という）ごとの平均輝度レベルを計測するものがある。この装置では、以下の式（１）に示すように、フレーム画像内の各画素の輝度値の平均値を、平均輝度レベルＡＰＬ_kとして算出する。ここで、Ｈはフレーム画像の縦方向の画素数、Ｗは横方向の画素数であり、ｆ_k（ｉ，ｊ）は、ｋ番目のフレーム画像の座標（ｉ，ｊ）における画素の輝度値である。

更に、映像の点滅や、急激な場面展開を検知する装置が開示されている（特許文献１参照）。この装置は、入力された映像を構成するフレーム画像を分割したブロックごとに輝度値の変動を調べ、変動量が閾値以下であるブロック数を求めることで、映像の点滅や、急激な場面展開を検知するものである。
特許第２９８３５０９号公報

しかしながら、前記したオシロスコープは、映像の出力電圧を波形として表示するもので、映像の明るさを定量的に判断することはできなかった。また、平均輝度レベルは、人間の感性に必ずしも一致するものではなかった。つまり、例えば、暗い背景に明るいオブジェクトがある映像と、背景とオブジェクトとの明るさの差が小さく、背景及びオブジェクトがともにやや明るい映像とでは、視覚的には暗い背景に明るいオブジェクトがある映像の方が明るい印象を与えるにもかかわらず、平均輝度レベルは、この映像のフレーム画像全体の画素の輝度値を平均するため、どちらの映像も同様の平均輝度レベルとなることがあった。

更に、特許文献１に記載の装置は、輝度値の変動を検出するものであり、映像の明るさを評価して、リアルタイムで明るさを示す評価値を表示することはできなかった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決するために成されたもので、映像の明るさを定量的に評価でき、かつ、人間の感性に近い評価値を算出することができる明度評価値算出装置及び明度評価値算出プログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の明度評価値算出装置は、映像の明るさを示す明度評価値を算出する明度評価値算出装置であって、輝度レベル算出手段と、統計量算出手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、明度評価値算出装置は、輝度レベル算出手段によって、時系列に入力され、映像を構成する画像を所定の大きさの領域に分割した、複数の画素からなる区分ごとに、複数の画素の輝度値に基づいて区分の明るさを示す輝度レベルを算出する。また、明度評価値算出装置は、統計量算出手段によって、画像ごとに、輝度レベル算出手段によって算出された、区分ごとの明るさを示す輝度レベルの統計量を算出し、映像の明るさを示す明度評価値とする。そのため、明度評価値算出装置は、画像全体の明るさではなく、区分単位での明るさの分布を示す明度評価値を算出することができる。

また、請求項２に記載の明度評価値算出装置は、映像の明るさを示す明度評価値を算出する明度評価値算出装置であって、輝度レベル算出手段と、統計量算出手段と、平均値算出手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、明度評価値算出装置は、輝度レベル算出手段によって、時系列に入力され、映像を構成する画像を所定の大きさの領域に分割した、複数の画素からなる区分ごとに、複数の画素の輝度値に基づいて区分の明るさを示す輝度レベルを算出し、統計量算出手段によって、画像ごとに、輝度レベル算出手段によって算出された、区分ごとの明るさを示す輝度レベルの統計量を算出する。そのため、明度評価値算出装置は、画像全体の明るさではなく、区分単位での明るさの分布を示す統計量を算出することができる。

更に、明度評価値算出装置は、平均値算出手段によって、時系列に連続して入力された所定数の画像について、統計量算出手段によって算出された統計量の平均値を算出し、映像の明るさを示す明度評価値とする。このように、所定数の画像についての統計量の平均値を算出することで、明度評価値算出装置は、明るい画像あるいは暗い画像が所定時間以上継続して入力されているかを定量的に評価することができる明度評価値を算出することができる。

また、請求項３に記載の明度評価値算出装置は、請求項１または請求項２に記載の明度評価値算出装置において、前記統計量算出手段が、区分数割合算出手段を有する構成とした。

かかる構成によれば、明度評価値算出装置は、区分数割合算出手段によって、画像ごとに、輝度レベル算出手段によって算出された区分ごとの輝度レベルが所定の閾値を超えているかを判定し、画像内の区分の数に対する、閾値を超えていると判定された区分の数の割合を算出する。このように、区分ごとに輝度レベルを算出し、閾値を超えているかを判定することで、明度評価値算出装置は、画像全体の明るさではなく、閾値によって示される明るさを基準として、この明るさより明るい区分が画像内にどれだけの割合で存在するかを評価することができる明度評価値を算出することができる。

また、請求項４に記載の明度評価値算出装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の明度評価値算出装置において、前記統計量算出手段が、分散算出手段を有する構成とした。

かかる構成によれば、明度評価値算出装置は、分散算出手段によって、画像ごとに、輝度レベル算出手段によって算出された区分ごとの輝度レベルの分散を算出する。このように、輝度レベルの分散を算出することで、明度評価値算出装置は、区分単位での明暗の差を評価することができる明度評価値を算出することができる。

更に、請求項５に記載の明度評価値算出プログラムは、映像の明るさを示す明度評価値を算出するためにコンピュータを、輝度レベル算出手段、統計量算出手段として機能させることとした。

かかる構成によれば、明度評価値算出プログラムは、輝度レベル算出手段によって、時系列に入力され、映像を構成する画像を所定の大きさの領域に分割した、複数の画素からなる区分ごとに、複数の画素の輝度値に基づいて区分の明るさを示す輝度レベルを算出する。また、明度評価値算出プログラムは、統計量算出手段によって、画像ごとに、輝度レベル算出手段によって算出された、区分ごとの明るさを示す輝度レベルの統計量を算出し、映像の明るさを示す明度評価値とする。そのため、明度評価値算出プログラムは、画像全体の明るさではなく、区分単位での明るさの分布を示す明度評価値を算出することができる。

本発明に係る明度評価値算出装置及び明度評価値算出プログラムでは、以下のような優れた効果を奏する。

請求項１または請求項５に記載の発明によれば、複数の画素からなる区分ごとの明るさを示す輝度レベルを算出するため、輝度レベルは、画素単位のノイズの影響が除去されたものとなる。そして、画像内において明暗の差によって示される着目領域と背景領域が存在するときに、画像内の区分の輝度レベルの統計量を算出することで、画像全体の平均的な明るさではなく、着目領域と背景領域との明るさの分布を示す明度評価値を算出することができる。これによって、映像の明るさを定量的に評価でき、かつ、人間の感性による明るさの評価に近い明度評価値を算出することができる。

更に、映像の明るさを定量的に評価でき、かつ、人間の感性に近い明度評価値を算出することができるため、当該明度評価値を参照することで、容易に映像の明るさの調整を行うことができるとともに、視聴者が疲労感や不快感なく映像を視聴することができるように、映像の明るさを適正に調整することができる。

請求項２に記載の発明によれば、所定数の画像についての統計量の平均値を算出することで、明るい画像あるいは暗い画像が所定時間以上継続して入力されているかを示す明度評価値を算出することができる。ここで、人間は、明るい映像あるいは暗い映像が所定時間以上継続すると、視覚的に明るい映像あるいは暗い映像であることを認識できる。そのため、映像の明るさを定量的に評価でき、かつ、人間の感性による明るさの評価に近い明度評価値を算出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、映像内に、閾値によって示される明るさより明るい区分がどれだけの割合で存在するかを定量的に評価することができる明度評価値を算出することができる。

請求項４に記載の発明によれば、映像の区分単位での明暗の分離の度合い（コントラスト）を定量的に評価することができる明度評価値を算出することができる。また、輝度レベルが閾値を超えていると判定された区分の数の割合と、輝度レベルの分散との両方を算出することで、映像内に、閾値によって示される明るさより明るい区分がどれだけの割合で存在するかを示す明度評価値と、映像の区分単位でのコントラストを示す明度評価値とを算出することができる。そのため、人間の感性による明るさの評価に更に近い明度評価値となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［明度評価値算出装置の構成］
まず、図１から図３を参照して、本発明における明度評価値算出装置１の構成について説明する。図１は、本発明における明度評価値算出装置の構成を示したブロック図である。図２は、フレーム画像内のブロックの配置の例を模式的に示した模式図である。図３は、フレーム画像内のブロックの位置と重みとを模式的に示した模式図である。

図１に示すように、明度評価値算出装置１は、映像信号（映像）を入力し、当該映像の明るさを示す明度評価値を出力するものである。ここでは、明度評価値算出装置１は、信号入力手段１１と、輝度レベル算出手段１２と、統計量算出手段１３と、ピーク面積書き込み手段１４と、分散書き込み手段１５と、記憶手段１６と、ピーク面積読み出し手段１７と、分散読み出し手段１８と、平均値算出手段１９と、評価値統合手段２０と、明度評価値出力手段２１とを備える。

信号入力手段１１は、外部から映像信号を入力するものである。ここで、この映像信号は、輝度信号と色差信号とからなることとした。そして、信号入力手段１１は、映像信号を輝度レベル算出手段１２に出力する。

輝度レベル算出手段１２は、信号入力手段１１から入力された映像信号のうち輝度信号に基づいて、映像を構成するフレーム画像を所定の大きさの領域に分割したブロック（区分）ごとに、このブロックの画素の輝度値の平均値を算出するものである。なお、信号入力手段１１が映像信号として赤、緑、青の３つの原色信号を外部から入力する場合には、輝度レベル算出手段１２は、この原色信号に基づいて各々の画素の輝度値を算出して、ブロックごとの画素の輝度値の平均値を算出することとしてもよい。また、このブロックの大きさは、例えば、図示しない入力手段によって入力され、適宜設定されることとしてもよい。

ここで、図２を参照して、ブロックごとの画素の輝度値の平均値である輝度レベルを算出する方法について説明する。なお、ここでは、すべてのブロックｂｌが同じ大きさの長方形であるとした。

図２に示すように、輝度レベル算出手段１２は、ｋ番目のフレーム画像Ｆｋ内を所定の大きさの長方形の領域に分割したブロックｂｌごとに、ブロックｂｌ内の画素ｐ、ｐ、…の輝度値の平均値である輝度レベルＡＰｌ_k,bを算出する。ここで、輝度レベルＡＰＬ_k,bは、以下の式（２）によって表される。なお、Ｈ_bはフレーム画像Ｆｋ内のｂ番目のブロックｂｌの縦方向の画素数、Ｗ_bは横方向の画素数であり、ｆ_k,b（ｉ，ｊ）は、ｋ番目のフレーム画像Ｆｋのｂ番目のブロックｂｌ内の座標（ｉ，ｊ）における画素ｐの輝度値である。ここで算出された輝度レベルは、統計量算出手段１３のピーク面積算出部１３ａと、分散算出部１３ｂとに出力される。そして、輝度レベル算出手段１２は、複数の画素ｐ、ｐ、…からなるブロックｂｌごとの輝度レベルを算出するため、この輝度レベルは、画素単位のノイズの影響が除去される。

図１に戻って説明を続ける。統計量算出手段１３は、フレーム画像ごとに、輝度レベル算出手段１２から入力された輝度レベルの統計量を算出するものである。ここでは、統計量算出手段１３は、ピーク面積算出部１３ａと、分散算出部１３ｂとを備える。

ここで、フレーム画像内において明暗の差によって示される着目領域と背景領域とが存在するとき、人間から見た着目領域と背景領域との視覚的な明るさは、画素単位ではなく、人間がフレーム画像内においてオブジェクトとして認識できるサイズ程度の領域単位で認識されるとともに、フレーム画像全体の視覚的な明るさは、この着目領域と背景領域との明るさのコントラストに影響される。つまり、視覚的には、小さいノイズ等の画素単位の明暗の差は認識されにくく、人間がフレーム画像内においてオブジェクトとして認識できるサイズ程度の領域内で平均化された明るさで認識されるとともに、この領域単位の明暗の差によって示される、着目領域と背景領域との明るさのコントラストが大きいほど、フレーム画像は明るい印象を与える。

そのため、人間がフレーム画像内においてオブジェクトとして認識できるサイズ程度のブロックを予め設定すれば、輝度レベル算出手段１２によって算出されたフレーム画像内のブロックの輝度レベルの分布を示す統計量をフレーム画像全体について算出することで、フレーム画像全体の平均的な明るさではなく、着目領域と背景領域との明るさの分布を示す統計量を算出することができる。なお、このブロックの大きさは、シミュレーション等によって予め求めた最適値を用いることが好ましく、テレビ映像等の一般的な映像におけるフレーム画像では、ブロックの縦及び横の各辺の長さが、フレーム画像の縦及び横の各辺の１／４０以上、１／１０以下であることが好ましい。また、ブロックの大きさはすべて同一であってもよいし、互いに異なる大きさに予め設定されていてもよい。更に、ブロックの形状は、例えば、長方形であってもよいし、多角形等の他の形状であってもよい。

ピーク面積算出部（区分数割合算出手段）１３ａは、輝度レベル算出手段１２から入力されたブロックごとの輝度レベルが所定の閾値を超えているかを判定し、フレーム画像ごとに、輝度レベルが閾値を超えているブロックである有効ブロックの総数（区分数）の、フレーム画像内の総ブロック数に対する区分数の割合（ピーク面積；統計量）を算出するものである。ここで算出されたピーク面積は、ピーク面積書き込み手段１４に出力される。また、ここでは、ブロックの位置に応じて重みを付けて区分数を算出した。

ここで、図３を参照して、ブロックの位置に応じた区分数の重み付けとピーク面積の算出方法について説明する。図３に示すように、ピーク面積算出部１３ａは、ｋ番目のフレーム画像Ｆｋ内を所定の大きさの長方形の領域に分割したブロックｂｌの輝度レベルＡＰｌ_k,bに重みｗ_bを付け、ピーク面積を算出する。このピーク面積ＲＥＧ_kは、以下の式（３）によって表される。ここで、Ｂはｋ番目のフレーム画像内の総ブロック数、ｈ（ＡＰＬ_k,b）は、ｋ番目のフレーム画像のｂ番目のブロックの輝度レベルＡＰＬ_k,bが閾値ｔｈｒを超えた場合には１、閾値ｔｈｒ以下である場合には０を返す関数である。また、ｗ_bは、ｂ番目のブロックの重みであり、ピーク面積ＲＥＧ_kが０以上１以下の値となるように、ｗ_bが設定される。

この重みｗ_b及び閾値ｔｈｒは、例えば、図示しない入力手段によって入力され、適宜設定される。そして、ここでは、すべてのブロックｂｌ、ｂｌ、…が同じ大きさの長方形であり、ｋ番目のフレーム画像Ｆｋ内の一番外周部に位置するブロックｂｌ₁、ｂｌ₁、…の重みを最も小さく、このブロックｂｌ₁、ｂｌ₁、…の１つ内側のブロックｂｌ₂、ｂｌ₂、…の重みをブロックｂｌ₁、ｂｌ₁、…の重みより大きく、更に、ブロックｂｌ₂、ｂｌ₂、…の内側に位置するすべてのブロックｂｌ₃、ｂｌ₃、…の重みを最も大きく設定した。

なお、ピーク面積算出部１３ａによってピーク面積を算出する際のブロックの配置と重みの関係は、前記の方法に限定されることはなく、また、すべてのブロックの重みを等しくする（重みを付けない）こととしてもよい。なお、このとき、前記の式（３）のｗ_bは１／Ｂとなる。そして、前記のようにフレーム画像の一部の領域（中心部）に重みを大きくすることで、明度評価値算出装置１は、ピーク面積算出部１３ａによって、重みを大きくした領域の明るさを、より反映させたピーク面積を算出することができる。そのため、フレーム画像内において、特に重要度の高い画像が含まれる可能性の高い領域の重みを高く設定することで、明度評価値算出装置１は、より重要度の高い画像が含まれる可能性の高い領域の明るさの評価を、より強く反映させた明度評価値を算出することができるため、制作者が当該明度評価値を参照することで、特に重要度が高い部分の映像を視聴者が認識しやすいように、映像の明るさを調整することができる。

図１に戻って説明を続ける。分散算出部（分散算出手段）１３ｂは、輝度レベル算出手段１２から入力されたブロックごとの輝度レベルの分散（統計量）を算出するものである。この分散σ_kは、以下の式（４）によって表される。なお、σ_kは、ｋ番目のフレーム画像の輝度レベルの分散である。ここで算出された輝度レベルの分散は、分散書き込み手段１５に出力される。

なお、ピーク面積と輝度レベルの分散は、フレーム画像の輝度レベルの値の分布を、それぞれ異なる方法によって統計した統計量である。例えば、ピーク面積は、フレーム画像内に、閾値によって示される明るさより明るいブロックがどれだけの割合で存在するかを定量的に示し、輝度レベルの分散は、フレーム画像内のブロック単位での明暗の分離の度合い（コントラスト）を定量的に示している。これによって、明度評価値算出装置１は、フレーム画像内に、閾値によって示される明るさより明るいブロックが十分に存在するとともに、ブロックごとの明暗が十分に分離しているかを評価することができる。このように、明度評価値算出装置１は、統計量算出手段１３によって、それぞれ異なる方法によって統計した２種類以上の統計量を算出することで、映像の明るさを多角的に評価でき、後記する評価値統合手段２０によって、人間の感性による明るさの評価により近い明度評価値を算出することができる。

ピーク面積書き込み手段１４は、ピーク面積算出部１３ａから入力されたピーク面積の情報を、記憶手段１６に書き込むものである。また、分散書き込み手段１５は、分散算出部１３ｂから入力された輝度レベルの分散の情報を、記憶手段１６に書き込むものである。

記憶手段１６は、ピーク面積算出部１３ａによって算出されたピーク面積の情報と、分散算出部１３ｂによって算出された輝度レベルの分散の情報とを記憶するものである。このピーク面積の情報は、ピーク面積書き込み手段１４によって順次書き込まれ、後記するピーク面積読み出し手段１７によって読み出される。また、輝度レベルの分散の情報は、分散書き込み手段１５によって順次書きこまれ、後記する分散読み出し手段１８によって読み出される。

ピーク面積読み出し手段１７は、記憶手段１６に記憶されたピーク面積の情報を読み出すものである。ここで読み出されたピーク面積の情報は平均値算出手段１９のピーク面積平均値算出部１９ａに出力される。ここで、記憶手段１６には複数のフレーム画像についてのピーク面積の情報が記憶されている。そして、ピーク面積読み出し手段１７は、設定された所定数の連続するフレーム画像のピーク面積の情報が記憶手段１６に記憶されると、このピーク面積の情報を読み出す。なお、ここで読み出すピーク面積のフレーム数は、図示しない入力手段によって入力され、適宜設定される。

分散読み出し手段１８は、記憶手段１６に記憶された分散の情報を読み出すものである。ここで読み出された分散の情報は平均値算出手段１９の分散平均値算出部１９ｂに出力される。ここで、記憶手段１６には複数のフレーム画像についての輝度レベルの分散の情報が記憶されている。そして、分散読み出し手段１８は、予め設定された所定数の連続するフレーム画像の分散の情報が記憶手段１６に記憶されると、この分散の情報を読み出す。

平均値算出手段１９は、ピーク面積読み出し手段１７から読み出された所定数のフレーム画像のピーク面積の平均値と、分散読み出し手段１８から読み出された所定数のフレーム画像の輝度レベルの分散の平均値とを算出するものである。ここで、平均値算出手段１９は、ピーク面積平均値算出部１９ａと、分散平均値算出部１９ｂとを備える。

ピーク面積平均値算出部（区分数平均値算出手段）１９ａは、ピーク面積読み出し手段１７から読み出された所定のフレーム数（所定数）のフレーム画像のピーク面積の平均値を算出するものである。ここで算出されたピーク面積の平均値は、評価値統合手段２０に出力される。

なお、このピーク面積の平均値ＲＥＧ_k,Tは、以下の式（５）によって表される。ここで、ＲＥＧ_k,Tは、所定のフレーム数Ｔのフレーム画像のピーク面積の平均値であり、フレーム数Ｔは、１以上の自然数である。そして、フレーム数Ｔが１のときには、ピーク面積平均値算出部１９ａは、ｋ番目のフレーム画像のピーク面積ＲＥＧ_kをそのままピーク面積の平均値ＲＥＧ_k,Tとする。また、フレーム数Ｔを２以上の整数とすることで、時間軸方向のピーク面積の平均値を算出することができ、所定時間以上継続して閾値によって示される明るさより明るいブロックが、どれだけの割合で存在するかを定量的に評価した値を算出することができる。このフレーム数Ｔは、シミュレーション等によって予め求めた最適値を用いることが好ましく、テレビ映像等の一般的な映像では、３秒間の映像を構成するフレーム画像のフレーム数以上であることが好ましい。例えば、１秒当たり３０フレーム（または６０フィールド）のフレーム画像（またはフィールド画像）からなる映像では、９０フレーム（１８０フィールド）以上を設定することが好ましい。

分散平均値算出部（分散平均値算出手段）１９ｂは、分散読み出し手段１８から読み出された所定のフレーム数のフレーム画像の輝度レベルの分散の平均値を算出するものである。この分散の平均値σ_k,Tは、以下の式（６）によって表される。なお、σ_k,Tは、所定のフレーム数Ｔのフレーム画像の輝度レベルの分散の平均値であり、所定のフレーム数Ｔは、１以上の自然数である。なお、フレーム数Ｔが１のときには、分散平均値算出部１９ｂは、ｋ番目のフレーム画像の分散σ_kをそのまま分散の平均値σ_k,Tとする。また、フレーム数Ｔを２以上の整数とすることで、時間軸方向の分散の平均値を算出することができ、所定時間以上継続して、フレーム画像内の各々のブロックの明暗がどの程度生じているかを定量的に評価した値を算出することができる。ここで算出された分散の平均値は、評価値統合手段２０に出力される。

評価値統合手段２０は、ピーク面積平均値算出部１９ａによって算出されたピーク面積の平均値と、分散平均値算出部１９ｂによって算出された分散の平均値とを統合した明度評価値を算出するものである。ここで算出された明度評価値は、明度評価値出力手段２１に出力される。

ここでは、評価値統合手段２０は、フレーム画像ごとに、ピーク面積の平均値と分散の平均値の平均値を算出することで明度評価値を算出することとした。ここで、ｋ番目のフレーム画像の明度評価値ＰＡ_k,Tは、以下の式（７）によって表される。
ＰＡ_k,T＝（ＲＥＧ_k,T＋σ_k,T）／２ …（７）

なお、評価値統合手段２０は、ピーク面積の平均値及び分散の平均値の各々に重みを付けて平均値を算出することとしてもよく、このとき、ピーク面積の平均値に基づいて重みを設定することとしてもよい。ここで、ピーク面積の平均値が小さく、フレーム画像全体がある程度暗い場合には、着目領域と背景領域との明るさのコントラストが大きいほどフレーム画像は視覚的に明るい印象を与えるが、ピーク面積の平均値が大きく、フレーム画像全体が十分に明るい場合には、フレーム画像の視覚的な明るさはコントラストの大きさに依存しない。そのため、評価値統合手段２０は、例えば、ピーク面積の平均値が所定値以上の場合には、分散の平均値に対する重みを０にし、それ以外の場合はピーク面積の平均値及び分散の平均値に対する重みを等しく設定することとしてもよい。

明度評価値出力手段２１は、評価値統合手段２０によって算出された明度評価値を、外部に出力するものである。

以上、本発明に係る明度評価値算出装置１の構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、統計量算出手段１３は、近接するブロックの輝度レベルの比を算出し、この輝度レベルの比の統計量を算出することとしてもよい。

また、明度評価値算出装置１は、信号入力手段１１から入力された映像信号に基づいて、フレーム画像ごとに顔検出やオブジェクト検出を行う検出手段（図示せず）を有し、検出された領域について、輝度レベル算出手段１２が、ブロックごとに画素の輝度値の平均値を算出することとしてもよい。更に、明度評価値算出装置１は、信号入力手段１１から入力された映像信号の輝度信号に基づいて、フレーム画像ごとに、輝度値に基づいてブロックを設定するブロック設定手段（図示せず）を有し、輝度レベル算出手段１２が、設定されたブロックごとに輝度値の平均値を算出することとしてもよい。

また、ここでは、評価値統合手段２０は、２種類の統計量（ピーク面積の平均値及び分散の平均値）の平均値を算出することで明度評価値を算出することとしたが、例えば、統計量の積の平方根（相乗平均）を算出し、明度評価値としてもよい。更に、明度評価値算出装置１は、２種類以上の統計量を統合せずに各々を明度評価値としてもよい。

また、明度評価値算出装置１は、コンピュータにおいて各手段を各機能プログラムとして実現することも可能であり、各機能プログラムを結合して、明度評価値算出プログラムとして動作させることも可能である。

［明度評価値算出装置の動作］
次に、図４（適宜図１参照）を参照して、本発明における明度評価値算出装置１の動作について説明する。なお、ここでは、明度評価値算出装置１が、映像信号に含まれる輝度信号に基づいて、フレーム画像ごとに明度評価値を算出する動作について説明する。図４は、本発明における明度評価値算出装置１の動作を示したフローチャートである。

明度評価値算出装置１は、信号入力手段１１によって、外部から映像信号を入力する（ステップＳ１１）。

（輝度レベル算出ステップ）
そして、明度評価値算出装置１は、輝度レベル算出手段１２によって、ステップＳ１１において入力された映像信号の輝度信号に基づいて、ブロックごとの画素の輝度値の平均値（輝度レベル）を算出する（ステップＳ１２）。

（統計量算出ステップ）
更に、明度評価値算出装置１は、統計量算出手段１３のピーク面積算出部１３ａによって、ステップＳ１２において算出された輝度レベルが所定の閾値を超える区分の数（区分数）を計測し、ピーク面積を算出するとともに、分散算出部１３ｂによって、輝度レベルの分散を算出する（ステップＳ１３）。

そして、明度評価値算出装置１は、ピーク面積書き込み手段１４によって、ステップＳ１３において算出されたピーク面積を記憶手段１６に書き込むとともに、分散書き込み手段１５によって、ステップＳ１３において算出された分散を記憶手段１６に書き込む（ステップＳ１４）。また、明度評価値算出装置１は、ピーク面積読み出し手段１７によって、ステップＳ１４において書き込まれたピーク面積から所定数前までのフレーム画像のピーク面積を、記憶手段１６から読み出すとともに、分散読み出し手段１８によって、ステップＳ１４において書き込まれた輝度レベルの分散から所定のフレーム数だけ前までのフレーム画像の分散を、記憶手段１６から読み出す（ステップＳ１５）。

そして、明度評価値算出装置１は、平均値算出手段１９のピーク面積平均値算出部１９ａによって、ステップＳ１５において読み出された所定数のピーク面積の平均値を算出するとともに、分散平均値算出部１９ｂによって、ステップＳ１５において読み出された所定数の分散の平均値を算出する（ステップＳ１６）。

更に、明度評価値算出装置１は、評価値統合手段２０によって、ステップＳ１６において算出されたピーク面積の平均値と分散の平均値とを統合した明度評価値を算出する（ステップＳ１７）。そして、明度評価値算出装置１は、明度評価値出力手段２１によって、ステップＳ１７において算出された明度評価値を外部に出力する（ステップＳ１８）。

また、明度評価値算出装置１は、信号入力手段１１によって、新たなフレーム画像の映像信号が入力されたかを判断する（ステップＳ１９）。そして、新たなフレーム画像の映像信号が入力された場合（ステップＳ１９でＹｅｓ）には、ステップＳ１１に戻って、明度評価値算出装置１が、信号入力手段１１によって、次のフレーム画像の映像信号を入力する動作以降の動作を行う。また、新たなフレーム画像の映像信号が入力されない場合（ステップＳ１９でＮｏ）には、動作を終了する。

［明度評価値算出装置の利用例］
次に、図１及び図５を参照して、本発明に係る明度評価値算出装置１の利用例について、具体例を挙げて説明する。図５は、映像の再生時間と、当該映像について明度評価値算出装置によって算出された明度評価値との関係を示すグラフである。

なお、明度評価値算出装置１は、信号入力手段１１によって、取り込みサイズが縦横３２０×２４０ピクセルであり、再生時間が４５分のＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式の映像信号を入力することとした。

また、明度評価値算出装置１は、輝度レベル算出手段１２によって、信号入力手段１１から入力された輝度信号に基づいて、当該映像を構成するフレーム画像を縦横４０×４０個のブロックに分割し、各々のブロック内の画素の輝度値の平均値を算出することとした。更に、明度評価値算出装置１は、統計量算出手段１３のピーク面積算出部１３ａによって、輝度レベルが閾値２０％を超えているブロックである有効ブロックとしてピーク面積を算出することとした。

また、明度評価値算出装置１は、平均値算出手段１９によって、１つのフレーム画像のピーク面積の平均値及び分散の平均値を算出する、つまり、時間軸方向の平均値は算出せず、各々のフレーム画像について、統計量算出手段１３によって算出されたピーク面積及び分散をそのまま評価値統合手段２０に出力し、評価値統合手段２０は、このフレーム画像ごとのピーク面積及び分散の平均値を明度評価値として算出することとした。

その結果、明度評価値算出装置１によって、図５に示すような明度評価値が算出された。なお、図５において、縦軸は、明度評価値を示し、横軸は、映像の再生時間を示す。図５に示すように、明度評価値は、冒頭から徐々に小さくなり、再生時間が２０分から３０分頃までは特に小さくなる。その後、明度評価値は、しだい大きくなる。このことから、当該映像は、再生時間が２０分から３０分頃までは特に暗い映像であることが分かる。そして、この明度評価値算出装置１によって算出された明度評価値の推移は、視覚的な評価に近いものであった。

本発明における明度評価値算出装置の構成を示したブロック図である。 本発明における明度評価値算出装置の輝度レベル算出手段によって、ブロックごとの輝度レベルを算出する際における、フレーム画像内のブロックの配置の例を模式的に示した模式図である。 本発明における明度評価値算出装置のピーク面積算出部によって、ピーク面積を算出する際における、フレーム画像内のブロックの位置と重みとを模式的に示した模式図である。 本発明における明度評価値算出装置の動作を示したフローチャートである。 映像の再生時間と、当該映像について、本発明の明度評価値算出装置によって算出された明度評価値の１つであるピーク面積の平均値との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 明度評価値算出装置
１２ 輝度レベル算出手段
１３ 統計量算出手段
１３ａ ピーク面積算出部（区分数割合算出手段）
１３ｂ 分散算出部（分散算出手段）
１９ 平均値算出手段
１９ａ ピーク面積平均値算出部（区分数平均値算出手段）
１９ｂ 分散平均値算出部（分散平均値算出手段）

Claims (5)

1. 映像の明るさを示す明度評価値を算出する明度評価値算出装置であって、
   時系列に入力され、前記映像を構成する画像を所定の大きさの領域に分割した、複数の画素からなる区分ごとに、前記複数の画素の輝度値に基づいて前記区分の明るさを示す輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段と、
   前記画像ごとに、前記輝度レベル算出手段によって算出された輝度レベルの統計量を算出し、前記明度評価値とする統計量算出手段とを備えることを特徴とする明度評価値算出装置。
2. 映像の明るさを示す明度評価値を算出する明度評価値算出装置であって、
   時系列に入力され、前記映像を構成する画像を所定の大きさの領域に分割した、複数の画素からなる区分ごとに、前記複数の画素の輝度値に基づいて前記区分の明るさを示す輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段と、
   前記画像ごとに、前記輝度レベル算出手段によって算出された輝度レベルの統計量を算出する統計量算出手段と、
   時系列に連続して入力された所定数の前記画像について、前記統計量算出手段によって算出された統計量の平均値を算出し、前記明度評価値とする平均値算出手段とを備えることを特徴とする明度評価値算出装置。
3. 前記統計量算出手段が、前記画像ごとに、前記輝度レベル算出手段によって算出された前記区分ごとの輝度レベルが所定の閾値を超えているかを判定し、前記画像内の前記区分の数に対する、前記閾値を超えていると判定された前記区分の数の割合を算出し、前記統計量とする区分数割合算出手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の明度評価値算出装置。
4. 前記統計量算出手段が、前記画像ごとに、前記輝度レベル算出手段によって算出された前記区分ごとの輝度レベルの分散を算出して、前記統計量とする分散算出手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の明度評価値算出装置。
5. 映像の明るさを示す明度評価値を算出するためにコンピュータを、
   時系列に入力され、前記映像を構成する画像を所定の大きさの領域に分割した、複数の画素からなる区分ごとに、前記複数の画素の輝度値に基づいて前記区分の明るさを示す輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段、
   前記画像ごとに、前記輝度レベル算出手段によって算出された輝度レベルの統計量を算出し、前記明度評価値とする統計量算出手段として機能させることを特徴とする明度評価値算出プログラム。

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