JP3738018B2 - 信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムに関し、特に、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像／音声信号の遅延測定が容易にできる信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、第１の信号から分岐されて、所定の信号変換手段によって変換された第２の信号の第１の信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置が知られている。かかる測定装置は、信号発生器により発生された遅延測定信号を第１の信号に重畳させてから、所定の信号変換手段によって第１の信号から変換された第２の信号に重畳された遅延測定信号を検出し、第２の信号の第１の信号に対する遅延時間を測定していた。
【０００３】
具体的には、第１の映像／音声信号からＭＰＥＧ２エンコーダ／デコーダによって映像圧縮符号化／復号化変換された第２の映像／音声信号に重畳された映像／音声遅延測定信号を検出し、第２の映像／音声信号の第１の映像／音声信号に対する遅延時間を測定していた。
【０００４】
例えば、非特許文献１では、ＴＶテスト信号を生成し、ＴＶテスト信号に映像／音声遅延測定信号を重畳させるＴＶテスト信号発生器に係る従来技術が開示されている。この映像／音声遅延測定信号が重畳された第１のＴＶテスト信号からＭＰＥＧ２エンコーダ／デコーダによって映像圧縮符号化／復号化変換された第２のＴＶテスト信号に重畳された映像／音声遅延測定信号を検出し、第２のＴＶテスト信号の第１のＴＶテスト信号に対する遅延時間を測定するというのが従来の信号遅延測定装置であった。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘホームページ、製品情報、ＴＶ信号発生プラットフォームＴＧ７００型［平成１５年６月２７日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ．ｃｏ．ｊｐ／Ｐｒｏｄｕｃｔｓ／Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｄ／ＴＶ／ｔｇ７００＿ｍａｉｎ．ｈｔｍｌ＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、ＴＶテスト信号を生成し、ＴＶテスト信号に映像／音声遅延測定信号を重畳させ、ＴＶテスト信号の映像信号または音声信号の遅延時間を測定することはできるが、放送中のＴＶの映像信号または音声信号の遅延時間の測定をすることができなかった。
【０００７】
すなわち、放送局においてはＴＶ放送中の映像信号または音声信号にＴＶ放送とは無関係な映像／音声遅延測定信号を重畳させるこことはできないので、放送局での圧縮符号化変換による映像／音声信号の遅延時間の測定はもとより、放送を受信する受信装置での圧縮復号化変換による映像／音声信号の遅延時間の測定をすることもできなかった。
【０００８】
そこで、この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像／音声信号の遅延測定が容易にできる信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る信号遅延測定装置は、第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換手段によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング手段と、前記信号サンプリング手段によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測手段と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測手段と、前記映像信号計測手段によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測手段によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明に係る信号遅延測定装置は、請求項１の発明において、前記所定の信号変換手段は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換手段であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明に係る信号遅延測定装置は、請求項１または２の発明において、前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明に係る信号遅延測定装置は、請求項１、２または３の発明において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング手段によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定手段によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明に係る信号遅延測定方法は、第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換工程によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定方法において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング工程と、前記信号サンプリング工程によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測工程と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測工程と、前記映像信号計測工程によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測工程によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定工程を含んだことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明に係る信号遅延測定方法は、請求項５の発明において、前記所定の信号変換工程は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換工程であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明に係る信号遅延測定方法は、請求項５または６の発明において、前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明に係る信号遅延測定方法は、請求項５、６または７の発明において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング工程によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定工程によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成工程をさらに含んだことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明に係る信号遅延測定プログラムは、第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換手順によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置に用いられる信号遅延測定プログラムおいて、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング手順と、前記信号サンプリング手順によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測手順と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測手順と、前記映像信号計測手順によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測手順によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定手順をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明に係る信号遅延測定プログラムは、請求項９の発明において、前記所定の信号変換手順は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換手順であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１の発明に係る信号遅延測定プログラムは、請求項９または１０の発明において、前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２の発明に係る信号遅延測定プログラムは、請求項９、１０または１１の発明において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング手順によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定手順によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明を映像／音声信号遅延測定システムに適用し、所定の信号変換を行った映像信号および音声信号の遅延時間を測定する場合を説明する。
【００２２】
本実施の形態では、本発明を映像／音声信号遅延測定システムに適用し、所定の信号変換を行った映像信号および音声信号の遅延時間を測定する場合を説明する。なお、ここでは、本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成を説明したのち、映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順および音声信号の遅延時間測定手順を説明する。
【００２３】
［映像／音声信号遅延測定システムの構成］
まず、本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、映像／音声信号遅延測定システムは、映像／音声信号分配器１０と、映像／音声信号変換装置２０と、映像／音声信号遅延測定装置３０と、映像／音声表示装置６０とからなる。
【００２４】
このうち、映像／音声信号分配器１０は、第１の映像／音声信号１を二つに分配する装置であり、一方の第１の映像／音声信号１を映像／音声信号遅延測定装置３０へ、他方の第１の映像／音声信号を映像／音声信号変換装置２０へ分配する。
【００２５】
第１の映像／音声信号と第２の映像／音声信号の一例として、具体的には、放送局から送信された同じ番組のＢＳアナログＴＶ信号とＢＳデジタルＴＶ信号をそれぞれアナログ受信装置とデジタル受信装置で受信した場合が挙げられる。この場合に、ＢＳアナログＴＶ信号の信号変換とＢＳデジタルＴＶ信号の信号変換の差は理想的には、ＭＰＥＧ２の圧縮符号化／復号化変換だけであると考えられる。したがって、ＢＳアナログＴＶ信号が第１の映像／音声信号に、映像／音声変換装置２０がＭＰＥＧ２の圧縮符号化／復号化変換装置に相当し、ＢＳデジタルＴＶ信号のデジタル受信装置で復号化された信号が映像／音声変換装置２０によって変換された第２の映像／音声信号に相当する。
【００２６】
映像／音声信号変換装置２０は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化などの信号変換装置であり、具体的には、映像／音声信号分配器１０によって分配された第１の映像／音声信号１を第２の映像／音声信号２に信号変換を行った後に、第２の映像信号と第２の音声信号とに分離して映像／音声信号遅延測定装置３０に出力する。また、映像／音声表示装置６０は、映像／音声信号遅延測定装置３０から出力される映像信号および音声信号を表示する装置であり、具体的には、ＣＲＴやＬＣＤなどのディスプレイを有するＴＶ受信装置である。
【００２７】
映像／音声信号遅延測定装置３０は、第１の映像／音声信号１から分岐されて、映像／音声信号変換装置２０によって変換された第２の映像／音声信号２の第１の映像／音声信号１に対する遅延時間を測定する装置であり、具体的には、映像信号Ａ／Ｄ変換部３２と、映像信号サンプリング部３４と、映像信号計測部３６と、同期信号サンプリング部３８と、同期信号計測部４０と、映像信号遅延測定部４２と、音声信号Ａ／Ｄ変換部４４と、音声信号サンプリング部４６と、音声信号遅延測定部４８と、映像合成部５０と、音声合成部５２とからなる。
【００２８】
映像信号Ａ／Ｄ変換部３２は、映像／音声信号分配器１０および映像音声信号変換装置２０から入力されたアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換する処理部である。また、映像信号サンプリング部３４は、映像信号Ａ／Ｄ変換部３２から入力された映像信号から所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とをサンプリングする処理部であり、具体的には、特定の走査線、ピクセルまたは面から複数のサンプリング信号をサンプリングする。なお、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報である。
【００２９】
映像信号計測部３６は、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とを比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する処理部である。また、同期信号サンプリング部３８は、第１の映像信号１と第２の映像信号２との直近の同期信号の時間差を計測する処理部である。また、映像信号遅延測定部４２は、映像信号計測部３６によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、同期信号計測部４０によって計測された時間差とに基づいて映像信号の遅延時間を測定する。
【００３０】
ここで、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置３０が遅延時間を測定する映像信号のフレームと同期信号の関係について説明する。図２は、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置３０が遅延時間を測定する映像信号のフレームと同期信号の関係を示す図である。同図に示すように、第１の映像信号と第２の映像信号は、映像信号が始まる直前に同期信号が発生されている。同期信号と同期信号の間をフレームとよび、ＮＴＳＣ信号の場合の１フレーム当たりの時間は、３３．３２ｍｓｅｃ〜３３．３３ｍｓｅｃである。したがって、第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間は、（フレーム数×１フレーム当たり時間±同期信号の時間差）となる。
【００３１】
同図（ａ）に示すように、映像信号計測部３６は、第１の映像信号の映像信号５と第２の映像信号の映像信号６のフレーム数の差を計測し、同期信号計測部４０は、第１の映像信号の同期信号３と第２の映像信号の直近の同期信号４の時間差を計測する。その結果、映像信号遅延測定部４２は、第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間を測定し、（２×１フレーム当たり時間＋同期信号の時間差）となることがわかる。
【００３２】
また、同図（ｂ）に示すように、映像信号計測部３６は、第１の映像信号の映像信号５と第２の映像信号の映像信号６のフレーム数の差を計測し、同期信号計測部４０は、第１の映像信号の同期信号３と第２の映像信号の直近の同期信号４の時間差を計測する。その結果、映像信号遅延測定部４２は、第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間を測定し、（２×１フレーム当たり時間−同期信号の時間差）となることがわかる。
【００３３】
図１の説明に戻ると、音声信号Ａ／Ｄ変換部４４は、映像／音声信号分配器１０および映像音声信号変換装置２０から入力されたアナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換する処理部である。また、音声信号サンプリング部４６は、第１の音声信号と第２の音声信号とから所定の時間間隔で第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号をサンプリングする処理部である。なお、第１の音声信号と第２の音声信号は、同一の音声信号からサンプリングされた周波数特性および／または音声レベル情報である。
【００３４】
音声信号遅延測定部４８は、信号サンプリング部４６によってサンプリングされた第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号を比較して同じ音声信号の変化を検出することにより遅延時間を測定する処理部である。
【００３５】
具体的には、音声信号遅延測定部４８は、第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号との差分の標準偏差をとり、標準偏差が所定の閾値より小さく、また測定範囲内に標準偏差の最小値の極小点が一つしかないことを確認して遅延時間の測定の信頼性を確認する。
【００３６】
映像合成部５０は、第１の映像信号と第２の映像信号と、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、音声サンプリング部４６によってサンプリングされた第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号と、映像信号遅延測定部４２によって測定された映像信号の遅延時間と、音声信号遅延測定部４８によって測定された音声信号の遅延時間とを映像出力できるよう合成する処理部である。
【００３７】
ここで、図１に示す映像／音声表示装置６０に表示された映像の表示の一例について説明する。図３は、図１に示す映像／音声表示装置に表示された映像の表示の一例である。同図に示すように、映像合成部５０は、画面上半分に第１の映像信号と第２の映像信号が表示されるよう合成し、画面の右下に、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号とが表示されるよう合成する。また、映像合成部５０は、画面の左下に、映像信号遅延測定部４２によって測定された映像信号の遅延時間と、音声信号遅延測定部４８によって測定された音声信号の遅延時間が表示されるよう合成する。
【００３８】
図１の説明に戻ると、音声合成部５２は、第１の音声信号と第２の音声信号を合成する処理部であり、具体的には、第１の音声信号と第２の音声信号とを映像／音声表示装置６０の左右の音声チャンネルに割り当てる。
【００３９】
［映像信号の遅延時間測定手順］
次に、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順について説明する。図４は、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。なお、映像信号の遅延時間測定には映像の画面の変化、すなわちエッジを利用している。これは、映像信号の全部を比較して遅延時間測定をするのに比べて、はるかに少ない演算量で遅延時間測定ができるからである。
【００４０】
まず、映像信号サンプリング部３４は、第１の映像信号と第２の映像信号から所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とをサンプリングする（ステップＳ４０１）。なお、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報である。
【００４１】
ここで、図４に示す映像信号のサンプリング手順をさらに詳細に説明する。図５は、図４に示す映像信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。同図に示すように、まず、映像信号サンプリング部３４は、特定の走査線、ピクセルまたは面から複数のサンプリング信号をサンプリングする（ステップＳ５０１）。そして、映像信号サンプリング部３４は、所定の時間、映像サンプリング信号を蓄積する（ステップＳ５０２）。なお、所定の時間は、１ライン当たりの時間で、ＮＴＳＣ信号の場合の１ライン当たりの時間は、６３．４μｓｅｃ〜６３．５μｓｅｃである。
【００４２】
さらに、映像信号サンプリング部３４は、大きく変化する映像信号をエッジとして検出し、映像サンプリング信号の低周波数成分をフィルタし、高周波数成分を残し、エッジを強調する（ステップＳ５０３）。そして、映像信号サンプリング部３４は、複数の映像サンプリング信号を加算し、エッジの検出の効率を上げる（ステップＳ５０４）。
【００４３】
さらに、映像信号サンプリング部３４は、所定の閾値１以下のノイズを除去する（ステップＳ５０５）。例えば、映像サンプリング信号を８ビットの２進数で量子化すると、所定の閾値１は、６４と設定する。そして、映像信号サンプリング部３４は、エッジを検出したか否かを調べる（ステップＳ５０６）。その結果、エッジを検出しなかった場合は（ステップＳ５０６否定）、ステップＳ５０１に戻りサンプリングを続ける。
【００４４】
一方、エッジを検出した場合は（ステップＳ５０６肯定）、さらに、測定範囲時間のサンプリングが終了したか否かを調べる（ステップＳ５０７）。その結果、測定範囲時間のサンプリングが終了しなかった場合には（ステップＳ５０７否定）、ステップＳ５０１に戻ってサンプリングを続ける。一方、測定範囲時間のサンプリングが終了した場合には（ステップＳ５０７肯定）、サンプリングを終了する。なお、測定範囲時間は、例えば、エッジの検出時間を中心として±２ｓｅｃと設定する。
【００４５】
図４の説明に戻ると、映像信号計測部３６は、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた測定時間内の第１の映像サンプリング信号および第２の映像サンプリング信号に所定の閾値２を越えるかエッジがあるか否かを調べ、かつ、このエッジの前後に所定の閾値２を越えるエッジがない条件を探す（ステップＳ４０２）。なお、所定の閾値２は、例えば、１２８と設定する。
【００４６】
そして、映像信号計測部３６は、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とを比較して（ステップＳ４０３）、同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する（ステップＳ４０４）。
【００４７】
さらに、映像信号計測部３６は、このように計測されたフレームの差が正しいことを確認するために、複数の映像サンプリング信号が同一の結果を示すか否かを調べる（ステップＳ４０５）。その結果、複数の映像サンプリング信号が同一の結果を示さない場合は（ステップＳ４０５否定）、再度エッジが一つになる条件を探す。一方、複数の映像サンプリング信号が同一の結果を示す場合は（ステップＳ４０５肯定）、フレーム数の差を確定する。
【００４８】
一方、同期信号サンプリグ部４０は、第１の映像信号と第２の映像信号から測定時間内の同期信号をサンプリングする（ステップＳ４０６）。そして、同期信号計測部４０は、第１の映像信号と第２の映像信号の一方の映像信号から最初の同期信号を検出するまで待って（ステップＳ４０７）、時間の計測を開始し（ステップＳ４０８）、第１の映像信号と第２の映像信号の他方の映像信号から次の同期信号を検出した時に（ステップＳ４０９）、時間の計測を停止し、時間差を計測する（ステップＳ４１０）。なお、この時、同期信号計測部４０は、第１の映像信号と第２の映像信号のどちらが先に検出されたかを記憶する。
【００４９】
さらに、映像遅延時間測定部４２は、映像信号計測部３６によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、同期信号計測部４０によって計測された時間差とに基づいて第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間を測定する（ステップＳ４１１）。
【００５０】
上述してきたように、本実施の形態によれば、第１の信号と第２の信号とから所定の時間間隔で第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号をサンプリングし、第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号に基づいて遅延時間を測定することとしたので、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像信号の遅延測定が容易にできる。
【００５１】
また、所定の信号変換手段は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化などの信号変換手段であることとしたので、広範な映像信号変換手段によって変換された映像信号の遅延時間を測定することができる。
【００５２】
また、信号は映像信号であって、映像信号サンプリング部３４は、第１の映像信号と第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングし、映像信号遅延測定部４２は、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測部３６と、第１の映像信号と第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測部４０と、をさらに備えることとしたので、映像信号計測部３６によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、同期信号計測部４０によって計測された同期信号の時間差とに基づいて遅延時間を測定することができる。
【００５３】
［音声信号の遅延時間測定手順］
次に、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の音声信号の遅延時間測定手順について説明する。図６は、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の音声信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。
【００５４】
同図に示すように、音声信号サンプリング部４６は、第１の音声信号と第２の音声信号から所定の時間間隔で第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号とをサンプリングする（ステップＳ６０１）。ここで、図６に示す音声信号のサンプリング手順をさらに詳細に説明する。図７は、図６に示す音声信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。
【００５５】
同図に示すように、音声信号サンプリング部４６は、所定の時間間隔、例えば２０μｓｅｃで音声信号を読み込む（ステップＳ７０１）。そして、音声サンプリング信号の位相が反転している場合には、絶対値をとる（ステップＳ７０２）。なお、第１の音声信号と第２の音声信号は、同一の音声信号からサンプリングされた周波数特性および／または音声レベル情報である。
【００５６】
さらに、音声信号サンプリング部４６は、所定の時間、例えば、１ｍｓｅｃ、音声サンプリング信号を蓄積する（ステップＳ７０３）。そして、第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号のマッチングが容易になるように、所定の閾値３以下のノイズを除去する（ステップＳ７０４）。例えば、音声サンプリング信号を１６ビットの２進数で量子化して、最大値の１／４以下の音声サンプリング信号をノイズとして除去する。
【００５７】
そして、音声信号サンプリング部４６は、測定範囲時間のサンプリングを終了したか否かを調べる（ステップＳ７０５）。その結果、測定範囲時間のサンプリングを終了していない場合には（ステップＳ７０５否定）、ステップＳ７０１に戻ってサンプリングを続ける。一方、測定範囲時間のサンプリングが終了した場合には（ステップＳ７０５肯定）、サンプリングを終了する。なお、測定範囲時間は、例えば、４ｓｅｃと設定する。
【００５８】
図６の説明に戻ると、音声信号遅延測定部４８は、音声信号サンプリング部４６によってサンプリングされた音声サンプリング信号を比較し、最大の信号レベルの値で正規化する（ステップＳ６０２）。そして、第１の音声信号と第２の音声信号の差の標準偏差を求める（ステップＳ６０３）。
【００５９】
さらに、音声信号遅延測定部４８は、測定範囲時間についてマッチングが終わったか否かを調べる（ステップＳ６０４）。その結果、測定範囲時間についてマッチングが終わっていない場合は（ステップＳ６０４否定）、一方の音声サンプリング信号の波形データを１ステップ、例えば、１ｍｓｅｃ〜５ｍｓｅｃずらす（ステップＳ６０５）。一方、測定範囲時間についてマッチングを終わった場合は（ステップＳ６０４肯定）、標準偏差が最少になるステップ数を計測する（ステップＳ６０６）。
【００６０】
そして、音声信号遅延測定部４８は、マッチングの結果が正しいことを確認するため、標準偏差の最小値が一つか否かを調べる（ステップＳ６０７）。その結果、標準偏差の最小値が一つでない場合は（ステップＳ６０７否定）、ステップＳ６０１に戻り、音声信号をサンプリングする。一方、標準偏差の最小値が一つである場合は（ステップＳ６０７肯定）、第１の音声信号に対する第２の音声信号の遅延時間を算出する（ステップＳ６０８）。
【００６１】
上述してきたように、本実施の形態によれば、第１の信号と第２の信号とから所定の時間間隔で第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号をサンプリングし、第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号に基づいて遅延時間を測定することとしたので、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの音声信号の遅延測定が容易にできる。
【００６２】
また、所定の信号変換手段は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化などの信号変換手段であることとしたので、広範な音声信号変換手段によって変換された音声信号の遅延時間を測定することができる。
【００６３】
また、信号は音声信号であって、信号サンプリング部４６は、第１の音声信号と第２の音声信号とから所定の時間間隔で第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号をサンプリングし、信号遅延測定部４８は、信号サンプリング部４６によってサンプリングされた第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号を比較して同じ音声信号の変化を検出することにより遅延時間を測定することとしたので、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの音声信号の遅延測定が容易にできる。
【００６４】
ところで、上記実施の形態では、本発明を映像／音声信号のエッジを検出する、または、マッチングすることによって映像／音声信号の変化を検出し、遅延時間を測定する場合に適用したが、本発明は、これに限定されるものではなく、映像／音声信号の変化を検出する他の手法、例えば、二つの映像／音声信号の相互相関をとって遅延時間を測定する場合にも適用することができる。
【００６５】
また、上記実施の形態では、本発明をＮＴＳＣ規格の映像／音声信号の遅延時間の測定の場合に適用したが、本発明は、これに限定されるものではなく、他の映像／音声信号の規格、例えば、ＰＡＬ規格の映像／音声信号の遅延時間の測定に適用することができる。
【００６６】
なお、上記した実施の形態で説明した信号遅延測定方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピューターやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、シリコンデバイスなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、５または９の発明によれば、第１の映像信号と第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングし、サンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測し、第１の映像信号と第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測し、計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、計測された同期信号の時間差とに基づいて遅延時間を測定するので、フレーム数の差から換算された時間差と、同期信号の時間差とに基づいて遅延時間を測定することができ、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像／音声信号の遅延測定が容易にできるという効果を奏する。
【００６８】
また、請求項２、６または１０の発明によれば、所定の信号変換は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行うので、広範な映像信号変換によって変換された映像信号の遅延時間を測定することができるという効果を奏する。
【００６９】
また、請求項３、７または１１の発明によれば、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることとしたので、複数のサンプリング信号によって信頼性の高い測定ができるという効果を奏する。
【００７０】
また、請求項４、８または１２の発明によれば、第１の映像信号と第２の映像信号と、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、遅延時間とを映像出力できるよう合成することとしたので、映像／音声表示装置を削減でき、シンプルな測定系で測定ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】 図１に示す映像／音声信号遅延測定装置が遅延時間を測定する映像信号のフレームと同期信号の関係を示す図である。
【図３】 図１に示す映像／音声表示装置に表示された映像の表示の一例である。
【図４】 図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。
【図５】 図４に示す映像信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。
【図６】 図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の音声信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。
【図７】 図６に示す音声信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 第１の映像／音声信号
２ 第２の映像／音声信号
３，４ 同期信号
５，６ 映像信号
１０ 映像／音声信号分配器
２０ 映像／音声信号変換装置
３０ 映像／音声信号遅延測定装置
３２ 映像信号Ａ／Ｄ変換部
３４ 映像信号サンプリング部
３６ 映像信号計測部
３８ 同期信号サンプリング部
４０ 同期信号計測部
４２ 映像信号遅延測定部
４４ 音声信号Ａ／Ｄ変換部
４６ 音声信号サンプリング部
４８ 音声信号遅延測定部
５０ 映像合成部
５２ 音声合成部
６０ 映像／音声表示装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムに関し、特に、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像／音声信号の遅延測定が容易にできる信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、第１の信号から分岐されて、所定の信号変換手段によって変換された第２の信号の第１の信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置が知られている。かかる測定装置は、信号発生器により発生された遅延測定信号を第１の信号に重畳させてから、所定の信号変換手段によって第１の信号から変換された第２の信号に重畳された遅延測定信号を検出し、第２の信号の第１の信号に対する遅延時間を測定していた。
【０００３】
具体的には、第１の映像／音声信号からＭＰＥＧ２エンコーダ／デコーダによって映像圧縮符号化／復号化変換された第２の映像／音声信号に重畳された映像／音声遅延測定信号を検出し、第２の映像／音声信号の第１の映像／音声信号に対する遅延時間を測定していた。
【０００４】
例えば、非特許文献１では、ＴＶテスト信号を生成し、ＴＶテスト信号に映像／音声遅延測定信号を重畳させるＴＶテスト信号発生器に係る従来技術が開示されている。この映像／音声遅延測定信号が重畳された第１のＴＶテスト信号からＭＰＥＧ２エンコーダ／デコーダによって映像圧縮符号化／復号化変換された第２のＴＶテスト信号に重畳された映像／音声遅延測定信号を検出し、第２のＴＶテスト信号の第１のＴＶテスト信号に対する遅延時間を測定するというのが従来の信号遅延測定装置であった。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘホームページ、製品情報、ＴＶ信号発生プラットフォームＴＧ７００型［平成１５年６月２７日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ．ｃｏ．ｊｐ／Ｐｒｏｄｕｃｔｓ／Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｄ／ＴＶ／ｔｇ７００＿ｍａｉｎ．ｈｔｍｌ＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、ＴＶテスト信号を生成し、ＴＶテスト信号に映像／音声遅延測定信号を重畳させ、ＴＶテスト信号の映像信号または音声信号の遅延時間を測定することはできるが、放送中のＴＶの映像信号または音声信号の遅延時間の測定をすることができなかった。
【０００７】
すなわち、放送局においてはＴＶ放送中の映像信号または音声信号にＴＶ放送とは無関係な映像／音声遅延測定信号を重畳させるこことはできないので、放送局での圧縮符号化変換による映像／音声信号の遅延時間の測定はもとより、放送を受信する受信装置での圧縮復号化変換による映像／音声信号の遅延時間の測定をすることもできなかった。
【０００８】
そこで、この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像／音声信号の遅延測定が容易にできる信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る信号遅延測定装置は、第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換手段によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング手段と、前記信号サンプリング手段によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測手段と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測手段と、前記映像信号計測手段によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測手段によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明に係る信号遅延測定装置は、請求項１の発明において、前記所定の信号変換手段は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換手段であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明に係る信号遅延測定装置は、請求項１または２の発明において、前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明に係る信号遅延測定装置は、請求項１、２または３の発明において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング手段によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定手段によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明に係る信号遅延測定方法は、第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換工程によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定方法において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング工程と、前記信号サンプリング工程によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測工程と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測工程と、前記映像信号計測工程によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測工程によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定工程を含んだことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明に係る信号遅延測定方法は、請求項５の発明において、前記所定の信号変換工程は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換工程であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明に係る信号遅延測定方法は、請求項５または６の発明において、前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明に係る信号遅延測定方法は、請求項５、６または７の発明において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング工程によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定工程によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成工程をさらに含んだことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明に係る信号遅延測定プログラムは、第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換手順によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置に用いられる信号遅延測定プログラムおいて、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング手順と、前記信号サンプリング手順によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測手順と、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測手順と、前記映像信号計測手順によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測手順によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定手順をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明に係る信号遅延測定プログラムは、請求項９の発明において、前記所定の信号変換手順は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換手順であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１の発明に係る信号遅延測定プログラムは、請求項９または１０の発明において、前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２の発明に係る信号遅延測定プログラムは、請求項９、１０または１１の発明において、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング手順によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定手順によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る信号遅延測定装置、信号遅延測定方法および信号遅延測定プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明を映像／音声信号遅延測定システムに適用し、所定の信号変換を行った映像信号および音声信号の遅延時間を測定する場合を説明する。
【００２２】
本実施の形態では、本発明を映像／音声信号遅延測定システムに適用し、所定の信号変換を行った映像信号および音声信号の遅延時間を測定する場合を説明する。なお、ここでは、本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成を説明したのち、映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順および音声信号の遅延時間測定手順を説明する。
【００２３】
［映像／音声信号遅延測定システムの構成］
まず、本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、映像／音声信号遅延測定システムは、映像／音声信号分配器１０と、映像／音声信号変換装置２０と、映像／音声信号遅延測定装置３０と、映像／音声表示装置６０とからなる。
【００２４】
このうち、映像／音声信号分配器１０は、第１の映像／音声信号１を二つに分配する装置であり、一方の第１の映像／音声信号１を映像／音声信号遅延測定装置３０へ、他方の第１の映像／音声信号を映像／音声信号変換装置２０へ分配する。
【００２５】
第１の映像／音声信号と第２の映像／音声信号の一例として、具体的には、放送局から送信された同じ番組のＢＳアナログＴＶ信号とＢＳデジタルＴＶ信号をそれぞれアナログ受信装置とデジタル受信装置で受信した場合が挙げられる。この場合に、ＢＳアナログＴＶ信号の信号変換とＢＳデジタルＴＶ信号の信号変換の差は理想的には、ＭＰＥＧ２の圧縮符号化／復号化変換だけであると考えられる。したがって、ＢＳアナログＴＶ信号が第１の映像／音声信号に、映像／音声変換装置２０がＭＰＥＧ２の圧縮符号化／復号化変換装置に相当し、ＢＳデジタルＴＶ信号のデジタル受信装置で復号化された信号が映像／音声変換装置２０によって変換された第２の映像／音声信号に相当する。
【００２６】
映像／音声信号変換装置２０は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化などの信号変換装置であり、具体的には、映像／音声信号分配器１０によって分配された第１の映像／音声信号１を第２の映像／音声信号２に信号変換を行った後に、第２の映像信号と第２の音声信号とに分離して映像／音声信号遅延測定装置３０に出力する。また、映像／音声表示装置６０は、映像／音声信号遅延測定装置３０から出力される映像信号および音声信号を表示する装置であり、具体的には、ＣＲＴやＬＣＤなどのディスプレイを有するＴＶ受信装置である。
【００２７】
映像／音声信号遅延測定装置３０は、第１の映像／音声信号１から分岐されて、映像／音声信号変換装置２０によって変換された第２の映像／音声信号２の第１の映像／音声信号１に対する遅延時間を測定する装置であり、具体的には、映像信号Ａ／Ｄ変換部３２と、映像信号サンプリング部３４と、映像信号計測部３６と、同期信号サンプリング部３８と、同期信号計測部４０と、映像信号遅延測定部４２と、音声信号Ａ／Ｄ変換部４４と、音声信号サンプリング部４６と、音声信号遅延測定部４８と、映像合成部５０と、音声合成部５２とからなる。
【００２８】
映像信号Ａ／Ｄ変換部３２は、映像／音声信号分配器１０および映像音声信号変換装置２０から入力されたアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換する処理部である。また、映像信号サンプリング部３４は、映像信号Ａ／Ｄ変換部３２から入力された映像信号から所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とをサンプリングする処理部であり、具体的には、特定の走査線、ピクセルまたは面から複数のサンプリング信号をサンプリングする。なお、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報である。
【００２９】
映像信号計測部３６は、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とを比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する処理部である。また、同期信号サンプリング部３８は、第１の映像信号１と第２の映像信号２との直近の同期信号の時間差を計測する処理部である。また、映像信号遅延測定部４２は、映像信号計測部３６によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、同期信号計測部４０によって計測された時間差とに基づいて映像信号の遅延時間を測定する。
【００３０】
ここで、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置３０が遅延時間を測定する映像信号のフレームと同期信号の関係について説明する。図２は、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置３０が遅延時間を測定する映像信号のフレームと同期信号の関係を示す図である。同図に示すように、第１の映像信号と第２の映像信号は、映像信号が始まる直前に同期信号が発生されている。同期信号と同期信号の間をフレームとよび、ＮＴＳＣ信号の場合の１フレーム当たりの時間は、３３．３２ｍｓｅｃ〜３３．３３ｍｓｅｃである。したがって、第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間は、（フレーム数×１フレーム当たり時間±同期信号の時間差）となる。
【００３１】
同図（ａ）に示すように、映像信号計測部３６は、第１の映像信号の映像信号５と第２の映像信号の映像信号６のフレーム数の差を計測し、同期信号計測部４０は、第１の映像信号の同期信号３と第２の映像信号の直近の同期信号４の時間差を計測する。その結果、映像信号遅延測定部４２は、第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間を測定し、（２×１フレーム当たり時間＋同期信号の時間差）となることがわかる。
【００３２】
また、同図（ｂ）に示すように、映像信号計測部３６は、第１の映像信号の映像信号５と第２の映像信号の映像信号６のフレーム数の差を計測し、同期信号計測部４０は、第１の映像信号の同期信号３と第２の映像信号の直近の同期信号４の時間差を計測する。その結果、映像信号遅延測定部４２は、第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間を測定し、（２×１フレーム当たり時間−同期信号の時間差）となることがわかる。
【００３３】
図１の説明に戻ると、音声信号Ａ／Ｄ変換部４４は、映像／音声信号分配器１０および映像音声信号変換装置２０から入力されたアナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換する処理部である。また、音声信号サンプリング部４６は、第１の音声信号と第２の音声信号とから所定の時間間隔で第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号をサンプリングする処理部である。なお、第１の音声信号と第２の音声信号は、同一の音声信号からサンプリングされた周波数特性および／または音声レベル情報である。
【００３４】
音声信号遅延測定部４８は、信号サンプリング部４６によってサンプリングされた第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号を比較して同じ音声信号の変化を検出することにより遅延時間を測定する処理部である。
【００３５】
具体的には、音声信号遅延測定部４８は、第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号との差分の標準偏差をとり、標準偏差が所定の閾値より小さく、また測定範囲内に標準偏差の最小値の極小点が一つしかないことを確認して遅延時間の測定の信頼性を確認する。
【００３６】
映像合成部５０は、第１の映像信号と第２の映像信号と、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、音声サンプリング部４６によってサンプリングされた第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号と、映像信号遅延測定部４２によって測定された映像信号の遅延時間と、音声信号遅延測定部４８によって測定された音声信号の遅延時間とを映像出力できるよう合成する処理部である。
【００３７】
ここで、図１に示す映像／音声表示装置６０に表示された映像の表示の一例について説明する。図３は、図１に示す映像／音声表示装置に表示された映像の表示の一例である。同図に示すように、映像合成部５０は、画面上半分に第１の映像信号と第２の映像信号が表示されるよう合成し、画面の右下に、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号とが表示されるよう合成する。また、映像合成部５０は、画面の左下に、映像信号遅延測定部４２によって測定された映像信号の遅延時間と、音声信号遅延測定部４８によって測定された音声信号の遅延時間が表示されるよう合成する。
【００３８】
図１の説明に戻ると、音声合成部５２は、第１の音声信号と第２の音声信号を合成する処理部であり、具体的には、第１の音声信号と第２の音声信号とを映像／音声表示装置６０の左右の音声チャンネルに割り当てる。
【００３９】
［映像信号の遅延時間測定手順］
次に、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順について説明する。図４は、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。なお、映像信号の遅延時間測定には映像の画面の変化、すなわちエッジを利用している。これは、映像信号の全部を比較して遅延時間測定をするのに比べて、はるかに少ない演算量で遅延時間測定ができるからである。
【００４０】
まず、映像信号サンプリング部３４は、第１の映像信号と第２の映像信号から所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とをサンプリングする（ステップＳ４０１）。なお、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報である。
【００４１】
ここで、図４に示す映像信号のサンプリング手順をさらに詳細に説明する。図５は、図４に示す映像信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。同図に示すように、まず、映像信号サンプリング部３４は、特定の走査線、ピクセルまたは面から複数のサンプリング信号をサンプリングする（ステップＳ５０１）。そして、映像信号サンプリング部３４は、所定の時間、映像サンプリング信号を蓄積する（ステップＳ５０２）。なお、所定の時間は、１ライン当たりの時間で、ＮＴＳＣ信号の場合の１ライン当たりの時間は、６３．４μｓｅｃ〜６３．５μｓｅｃである。
【００４２】
さらに、映像信号サンプリング部３４は、大きく変化する映像信号をエッジとして検出し、映像サンプリング信号の低周波数成分をフィルタし、高周波数成分を残し、エッジを強調する（ステップＳ５０３）。そして、映像信号サンプリング部３４は、複数の映像サンプリング信号を加算し、エッジの検出の効率を上げる（ステップＳ５０４）。
【００４３】
さらに、映像信号サンプリング部３４は、所定の閾値１以下のノイズを除去する（ステップＳ５０５）。例えば、映像サンプリング信号を８ビットの２進数で量子化すると、所定の閾値１は、６４と設定する。そして、映像信号サンプリング部３４は、エッジを検出したか否かを調べる（ステップＳ５０６）。その結果、エッジを検出しなかった場合は（ステップＳ５０６否定）、ステップＳ５０１に戻りサンプリングを続ける。
【００４４】
一方、エッジを検出した場合は（ステップＳ５０６肯定）、さらに、測定範囲時間のサンプリングが終了したか否かを調べる（ステップＳ５０７）。その結果、測定範囲時間のサンプリングが終了しなかった場合には（ステップＳ５０７否定）、ステップＳ５０１に戻ってサンプリングを続ける。一方、測定範囲時間のサンプリングが終了した場合には（ステップＳ５０７肯定）、サンプリングを終了する。なお、測定範囲時間は、例えば、エッジの検出時間を中心として±２ｓｅｃと設定する。
【００４５】
図４の説明に戻ると、映像信号計測部３６は、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた測定時間内の第１の映像サンプリング信号および第２の映像サンプリング信号に所定の閾値２を越えるかエッジがあるか否かを調べ、かつ、このエッジの前後に所定の閾値２を越えるエッジがない条件を探す（ステップＳ４０２）。なお、所定の閾値２は、例えば、１２８と設定する。
【００４６】
そして、映像信号計測部３６は、映像信号サンプリング部３４によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号とを比較して（ステップＳ４０３）、同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する（ステップＳ４０４）。
【００４７】
さらに、映像信号計測部３６は、このように計測されたフレームの差が正しいことを確認するために、複数の映像サンプリング信号が同一の結果を示すか否かを調べる（ステップＳ４０５）。その結果、複数の映像サンプリング信号が同一の結果を示さない場合は（ステップＳ４０５否定）、再度エッジが一つになる条件を探す。一方、複数の映像サンプリング信号が同一の結果を示す場合は（ステップＳ４０５肯定）、フレーム数の差を確定する。
【００４８】
一方、同期信号サンプリグ部４０は、第１の映像信号と第２の映像信号から測定時間内の同期信号をサンプリングする（ステップＳ４０６）。そして、同期信号計測部４０は、第１の映像信号と第２の映像信号の一方の映像信号から最初の同期信号を検出するまで待って（ステップＳ４０７）、時間の計測を開始し（ステップＳ４０８）、第１の映像信号と第２の映像信号の他方の映像信号から次の同期信号を検出した時に（ステップＳ４０９）、時間の計測を停止し、時間差を計測する（ステップＳ４１０）。なお、この時、同期信号計測部４０は、第１の映像信号と第２の映像信号のどちらが先に検出されたかを記憶する。
【００４９】
さらに、映像遅延時間測定部４２は、映像信号計測部３６によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、同期信号計測部４０によって計測された時間差とに基づいて第１の映像信号に対する第２の映像信号の遅延時間を測定する（ステップＳ４１１）。
【００５０】
上述してきたように、本実施の形態によれば、第１の信号と第２の信号とから所定の時間間隔で第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号をサンプリングし、第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号に基づいて遅延時間を測定することとしたので、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像信号の遅延測定が容易にできる。
【００５１】
また、所定の信号変換手段は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化などの信号変換手段であることとしたので、広範な映像信号変換手段によって変換された映像信号の遅延時間を測定することができる。
【００５２】
また、信号は映像信号であって、映像信号サンプリング部３４は、第１の映像信号と第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングし、映像信号遅延測定部４２は、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測部３６と、第１の映像信号と第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測部４０と、をさらに備えることとしたので、映像信号計測部３６によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、同期信号計測部４０によって計測された同期信号の時間差とに基づいて遅延時間を測定することができる。
【００５３】
［音声信号の遅延時間測定手順］
次に、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の音声信号の遅延時間測定手順について説明する。図６は、図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の音声信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。
【００５４】
同図に示すように、音声信号サンプリング部４６は、第１の音声信号と第２の音声信号から所定の時間間隔で第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号とをサンプリングする（ステップＳ６０１）。ここで、図６に示す音声信号のサンプリング手順をさらに詳細に説明する。図７は、図６に示す音声信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。
【００５５】
同図に示すように、音声信号サンプリング部４６は、所定の時間間隔、例えば２０μｓｅｃで音声信号を読み込む（ステップＳ７０１）。そして、音声サンプリング信号の位相が反転している場合には、絶対値をとる（ステップＳ７０２）。なお、第１の音声信号と第２の音声信号は、同一の音声信号からサンプリングされた周波数特性および／または音声レベル情報である。
【００５６】
さらに、音声信号サンプリング部４６は、所定の時間、例えば、１ｍｓｅｃ、音声サンプリング信号を蓄積する（ステップＳ７０３）。そして、第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号のマッチングが容易になるように、所定の閾値３以下のノイズを除去する（ステップＳ７０４）。例えば、音声サンプリング信号を１６ビットの２進数で量子化して、最大値の１／４以下の音声サンプリング信号をノイズとして除去する。
【００５７】
そして、音声信号サンプリング部４６は、測定範囲時間のサンプリングを終了したか否かを調べる（ステップＳ７０５）。その結果、測定範囲時間のサンプリングを終了していない場合には（ステップＳ７０５否定）、ステップＳ７０１に戻ってサンプリングを続ける。一方、測定範囲時間のサンプリングが終了した場合には（ステップＳ７０５肯定）、サンプリングを終了する。なお、測定範囲時間は、例えば、４ｓｅｃと設定する。
【００５８】
図６の説明に戻ると、音声信号遅延測定部４８は、音声信号サンプリング部４６によってサンプリングされた音声サンプリング信号を比較し、最大の信号レベルの値で正規化する（ステップＳ６０２）。そして、第１の音声信号と第２の音声信号の差の標準偏差を求める（ステップＳ６０３）。
【００５９】
さらに、音声信号遅延測定部４８は、測定範囲時間についてマッチングが終わったか否かを調べる（ステップＳ６０４）。その結果、測定範囲時間についてマッチングが終わっていない場合は（ステップＳ６０４否定）、一方の音声サンプリング信号の波形データを１ステップ、例えば、１ｍｓｅｃ〜５ｍｓｅｃずらす（ステップＳ６０５）。一方、測定範囲時間についてマッチングを終わった場合は（ステップＳ６０４肯定）、標準偏差が最少になるステップ数を計測する（ステップＳ６０６）。
【００６０】
そして、音声信号遅延測定部４８は、マッチングの結果が正しいことを確認するため、標準偏差の最小値が一つか否かを調べる（ステップＳ６０７）。その結果、標準偏差の最小値が一つでない場合は（ステップＳ６０７否定）、ステップＳ６０１に戻り、音声信号をサンプリングする。一方、標準偏差の最小値が一つである場合は（ステップＳ６０７肯定）、第１の音声信号に対する第２の音声信号の遅延時間を算出する（ステップＳ６０８）。
【００６１】
上述してきたように、本実施の形態によれば、第１の信号と第２の信号とから所定の時間間隔で第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号をサンプリングし、第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号に基づいて遅延時間を測定することとしたので、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの音声信号の遅延測定が容易にできる。
【００６２】
また、所定の信号変換手段は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化などの信号変換手段であることとしたので、広範な音声信号変換手段によって変換された音声信号の遅延時間を測定することができる。
【００６３】
また、信号は音声信号であって、信号サンプリング部４６は、第１の音声信号と第２の音声信号とから所定の時間間隔で第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号をサンプリングし、信号遅延測定部４８は、信号サンプリング部４６によってサンプリングされた第１の音声サンプリング信号と第２の音声サンプリング信号を比較して同じ音声信号の変化を検出することにより遅延時間を測定することとしたので、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの音声信号の遅延測定が容易にできる。
【００６４】
ところで、上記実施の形態では、本発明を映像／音声信号のエッジを検出する、または、マッチングすることによって映像／音声信号の変化を検出し、遅延時間を測定する場合に適用したが、本発明は、これに限定されるものではなく、映像／音声信号の変化を検出する他の手法、例えば、二つの映像／音声信号の相互相関をとって遅延時間を測定する場合にも適用することができる。
【００６５】
また、上記実施の形態では、本発明をＮＴＳＣ規格の映像／音声信号の遅延時間の測定の場合に適用したが、本発明は、これに限定されるものではなく、他の映像／音声信号の規格、例えば、ＰＡＬ規格の映像／音声信号の遅延時間の測定に適用することができる。
【００６６】
なお、上記した実施の形態で説明した信号遅延測定方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピューターやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、シリコンデバイスなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、５または９の発明によれば、第１の映像信号と第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングし、サンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測し、第１の映像信号と第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測し、計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、計測された同期信号の時間差とに基づいて遅延時間を測定するので、フレーム数の差から換算された時間差と、同期信号の時間差とに基づいて遅延時間を測定することができ、特殊な信号発生器を必要とせず、ＴＶ放送などの映像／音声信号の遅延測定が容易にできるという効果を奏する。
【００６８】
また、請求項２、６または１０の発明によれば、所定の信号変換は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行うので、広範な映像信号変換によって変換された映像信号の遅延時間を測定することができるという効果を奏する。
【００６９】
また、請求項３、７または１１の発明によれば、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることとしたので、複数のサンプリング信号によって信頼性の高い測定ができるという効果を奏する。
【００７０】
また、請求項４、８または１２の発明によれば、第１の映像信号と第２の映像信号と、第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、遅延時間とを映像出力できるよう合成することとしたので、映像／音声表示装置を削減でき、シンプルな測定系で測定ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に係る映像／音声信号遅延測定システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】 図１に示す映像／音声信号遅延測定装置が遅延時間を測定する映像信号のフレームと同期信号の関係を示す図である。
【図３】 図１に示す映像／音声表示装置に表示された映像の表示の一例である。
【図４】 図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の映像信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。
【図５】 図４に示す映像信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。
【図６】 図１に示す映像／音声信号遅延測定装置の音声信号の遅延時間測定手順を示すフローチャートである。
【図７】 図６に示す音声信号のサンプリング手順をさらに詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 第１の映像／音声信号
２ 第２の映像／音声信号
３，４ 同期信号
５，６ 映像信号
１０ 映像／音声信号分配器
２０ 映像／音声信号変換装置
３０ 映像／音声信号遅延測定装置
３２ 映像信号Ａ／Ｄ変換部
３４ 映像信号サンプリング部
３６ 映像信号計測部
３８ 同期信号サンプリング部
４０ 同期信号計測部
４２ 映像信号遅延測定部
４４ 音声信号Ａ／Ｄ変換部
４６ 音声信号サンプリング部
４８ 音声信号遅延測定部
５０ 映像合成部
５２ 音声合成部
６０ 映像／音声表示装置
Claims (12)
- 第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換手段によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置において、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング手段と、
前記信号サンプリング手段によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測手段と、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測手段と、
前記映像信号計測手段によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測手段によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定手段を備えたことを特徴とする信号遅延測定装置。 - 前記所定の信号変換手段は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換手段であることを特徴とする請求項１に記載の信号遅延測定装置。
- 前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の信号遅延測定装置。
- 前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング手段によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定手段によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の信号遅延測定装置。
- 第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換工程によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定方法において、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング工程と、
前記信号サンプリング工程によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測工程と、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測工程と、
前記映像信号計測工程によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測工程によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定工程を含んだことを特徴とする信号遅延測定方法。 - 前記所定の信号変換工程は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換工程であることを特徴とする請求項５に記載の信号遅延測定方法。
- 前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする請求項５または６に記載の信号遅延測定方法。
- 前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング工程によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定工程によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成工程をさらに含んだことを特徴とする請求項５、６または７に記載の信号遅 延測定方法。
- 第１の映像信号から分岐されて、所定の信号変換手順によって変換された第２の映像信号の該第１の映像信号に対する遅延時間を測定する信号遅延測定装置に用いられる信号遅延測定プログラムおいて、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号とから所定の時間間隔で第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号をサンプリングする信号サンプリング手順と、
前記信号サンプリング手順によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号を比較して同じ映像信号の変化を示すフレーム数の差を計測する映像信号計測手順と、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号の直近の同期信号の時間差を計測する同期信号計測手順と、
前記映像信号計測手順によって計測されたフレーム数の差から換算された時間差と、前記同期信号計測手順によって計測された同期信号の時間差とに基づいて前記遅延時間を測定する信号遅延測定手順をコンピュータに実行させることを特徴とする信号遅延測定プログラム。 - 前記所定の信号変換手順は、アナログ化、デジタル化、圧縮化、多重化および／または暗号化を行う信号変換手順であることを特徴とする請求項９に記載の信号遅延測定プログラム。
- 前記第１の映像サンプリング信号と前記第２の映像サンプリング信号は、同一映像信号の複数の部分からサンプリングされた輝度および／または色情報であることを特徴とする請求項９または１０に記載の信号遅延測定プログラム。
- 前記第１の映像信号と前記第２の映像信号と、前記信号サンプリング手順によってサンプリングされた第１の映像サンプリング信号と第２の映像サンプリング信号と、前記信号遅延測定手順によって測定された遅延時間とを映像出力できるよう合成する映像合成手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項９、１０または１１に記載の信号遅延測定プログラム。
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