JP6502677B2 - 基準信号パターン及び基準信号発生装置 - Google Patents

Description

本発明は放送システムに利用される基準信号パターン、及び基準信号発生装置に関する。

放送システムにおいては、複数の機器を相互に接続して、信号伝送及び信号処理がなされ、機器の間の信号の接続状態を確認するために基準となる信号が用いられる。放送で使用される業務用機器は基準信号を発生することができ、後段の機器との接続テストの際に用いられている。

図１０にハイビジョンの基準信号の例を示す（非特許文献１）。図１０の基準信号パターン５００は、大きく４つのパターン５０１〜５０４からなり、垂直方向の７／１２を占める上側の領域に、両外側の無彩色信号（４０％グレイ）、その内側に左から、白、黄、シアン、緑、マゼンタ、赤、青の７本の帯状の７５％カラーバーが配置されたパターン５０１が設けられている。次のパターン５０２は、モニタのクロマ調整用信号等とその外側のシアン及び青信号で構成され、その次のパターン５０３は、ランプ信号とその外側の黄、赤信号で構成される。また、一番下のパターン５０４は、モニタの黒レベル輝度設定用信号等で構成されている。

この基準信号は、通常「カラーバー信号」と呼ばれ、機器と機器の信号の接続テストや映像モニタの輝度調整・色調整などに使用されている。

近年、スーパーハイビジョン等のハイビジョンを上回る解像度を持つ超高精細度システムの研究開発が進められている。スーパーハイビジョンを含む超高精細度テレビジョン（Ultra High Definition Television : ＵＨＤＴＶ）映像システムの映像パラメータは、国内規格（非特許文献２）として制定されている。なお、本明細書において、「超高精細度テレビジョン」とは、上記国内規格（非特許文献２）に規定された精細度を有するテレビジョンを意味する。

超高精細度テレビジョンは従来のハイビジョン放送と比較して、高精細な水平７６８０×垂直４３２０（いわゆる、８Ｋ）又は水平３８４０×垂直２１６０（いわゆる、４Ｋ）の画素数を有し、ＩＴＵの国際規格（勧告）であるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．２０２０で規定される色域の広い表色系（広色域表色系）を採用している。各画素のビット数は、１０ビット又は１２ビットの２種類の形式、サンプリング構造は、Ｒ’Ｇ’Ｂ’４：４：４形式、Ｙ’Ｃｂ’Ｃｒ’４：４：４形式、Ｙ’Ｃｂ’Ｃｒ’４：２：２形式、Ｙ’Ｃｂ’Ｃｒ’４：２：０形式と複数の形式が規格化されている。また、ベイヤー配列（非特許文献３）を持った映像信号をデモザイキングすることで超高精細映像を得ているケースもある。

このような超高精細度テレビジョンに対応した基準信号が求められている。

「マルチフォーマット・カラーバー 標準規格」 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ２８、一般社団法人 電波産業会、平成１２年１２月１４日策定 「超高精細度テレビジョン方式スタジオ規格 標準規格」 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ５６、一般社団法人 電波産業会、平成２５年３月１９日策定 Zhang L, Wu X., "Color demosaicking via directional linear minimum mean square-error estimation.", IEEE Trans Image Process., 2005 Dec, 14(12), pp.2167-78

超高精細度テレビジョン方式の映像システムは、一般に複数の映像機器を接続して構成されるが、適切な映像システムを構築するためには、それぞれの映像機器がどの映像パラメータを採用しているのか、モニタ上で簡単に確認できるのが望ましい。

しかしながら、現在のハイビジョンで使用されている図１０の基準信号（カラーバー信号）を、画素数を縦横４倍にしてそのままスーパーハイビジョン等の超高精細映像に適用しても、映像機器がどの映像パラメータを用いているか視覚的に確認することが困難である。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、超高精細度テレビジョン方式の映像システムにおいて、画像モニタの輝度調整・色調整を視覚的に確認でき、なおかつ、映像機器がどの映像パラメータを用いているか視覚的に確認できる基準信号パターンと、基準信号発生装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る基準信号パターンは、超高精細度テレビジョン（ＵＨＤＴＶ）方式の映像システムに用いられる基準信号パターンであって、信号処理を行う映像機器の映像パラメータが、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系、１２ビット映像、又は４：４：４方式サンプリングシステムの基準を満たさないときに、色又は構造が変化するパターンを有し、幅が１画素の第１の色の横ストライプと幅が１画素の第２の色の横ストライプとを交互に配置した横ストライプ構造の領域と、幅が１画素の第１の色の縦ストライプと幅が１画素の第２の色の縦ストライプとを交互に配置した縦ストライプ構造の領域とを、備えたことを特徴とする。

また、前記基準信号パターンは、前記第１の色がマゼンタで、前記第２の色が白であることが望ましい。

上記課題を解決するために本発明に係る基準信号パターンは、超高精細度テレビジョン（ＵＨＤＴＶ）方式の映像システムに用いられる基準信号パターンであって、信号処理を行う映像機器の映像パラメータが、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系、１２ビット映像、又は４：４：４方式サンプリングシステムの基準を満たさないときに、色又は構造が変化するパターンを有し、幅が１画素の複数個所で屈折した白色のラインと、幅が１画素の複数個所で屈折した黒色のラインとが隣接してなり、デモザイキングにより偽色が生じるパターンを備えたことを特徴とする。

また、前記基準信号パターンは、前記白色のラインと前記黒色のラインが、螺旋形状を描く領域を備えることが望ましい。

また、前記基準信号パターンは、少なくとも、水平３８４０画素×垂直２１６０画素未満の解像度では、表示できない構造パターンの領域を有することが望ましい。

また、上記課題を解決するために本発明に係る基準信号発生装置は、上記基準信号パターンを発生することを特徴とする。

本発明の基準信号パターン及び基準信号発生装置を用いることにより、超高精細度テレビジョン方式の映像システムにおいて、映像機器がどの映像パラメータを用いているか、また、映像がどのような映像パラメータの変換を経て生成されたか等を、画像モニタ上で視覚的に判別することができる。

本発明の基準信号パターンの例である。 映像パラメータの異なる映像機器を接続した映像システムの例である。 色域変換を説明する図である。 ハイビジョンの色域を経由した基準信号パターンの例である。 本発明の基準信号パターンのランプ波形の例である。 本発明の基準信号パターンの８Ｋパターンの例である。 色差補間又はデモザイクを経由した基準信号パターンの例である。 本発明の基準信号パターンの４Ｋパターンの例である。 本発明の基準信号発生装置と映像機器の概念図である。 ハイビジョンの基準信号パターンの例である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１である基準信号パターン１００の実施例を示す。実際の基準信号パターン１００はカラーパターンである。

ここでは、超高精細映像の例としてスーパーハイビジョン解像度の動画像（８Ｋ解像度：水平７６８０画素×垂直４３２０画素）に対応した基準信号パターン１００としている。４Ｋ解像度の動画像の場合は、図１の縦横２ピクセルごとにサブサンプリングし（すなわち、８Ｋ画像の４画素を４Ｋ画像の１画素とし）、水平３８４０画素、垂直２１６０画素にする。ただし、後述の８Ｋパターン１２２、４Ｋパターン１３２については別途記載する。

本実施例における基準信号パターン１００は、エリア１０１からエリア１３２により構成される。

図１で基準信号パターン１００の周囲に記載された数値は、各エリアの幅と長さを示すピクセル数である。ただし、このピクセル数は一つの例示であって、各エリアの幅と長さは、必要に応じて適宜調節することができる。

表１に、各エリアの色、及び映像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）の画素値（出力階調）を示す。

表１の各欄の数値は、各画素が１２ビットシステムで示される場合の画素値であり、カッコ内の数値は、１０ビットの場合である。映像信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’の信号レベルと画素値（出力階調：量子化レベル）の関係は、１００％が３７６０（９４０）であり、０％が２５６（６４）としている。なお、各エリアの画素値は、一つの例示であって、この数値に限定されるものではない。

表１の画素値は、さらに８ビットへの変換の容易性を考慮して選択されたものであり、例えば、エリア１０２〜１０８は、厳密に７５％信号レベルを表示するものではない。

図２は、映像パラメータの異なる複数の映像機器が接続された映像システムについて説明する図である。

図２で、８Ｋ機器１０は、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系、１２ビット映像、４：４：４方式サンプリングシステムの映像パラメータで信号処理を行う映像機器（これを、「フルスペックＳＨＶ」の映像機器ということがある。）であり、また、画像モニタ１１も、８Ｋ機器１０の出力映像に対応した表示機能を有している。ここで、８Ｋ機器１０と画像モニタ１１との間に、フルスペックＳＨＶの基準を満たさない映像パラメータの機器が介在すると、画像モニタ１１上の画質が劣化する。

例えば、図２（ａ）のように、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系の８Ｋ機器１０の信号を、従来のハイビジョン色域（ＢＴ．７０９色域）しか処理できない機器２１を介して接続した場合、その後の機器２２で超高精細映像システム色域（ＢＴ．２０２０色域）へ変換したとしても、８Ｋ対応のモニタ１１で表示したとき、元の８Ｋ機器１０の出力した色が失われる場合がある。

また、図２（ｂ）のように、１２ビット映像に対応した８Ｋ機器１０の信号を、１０ビット映像しか処理できない機器３１を介して接続した場合、１０ビットへの変換により２ビット分のデータが失われ、その後の機器３２で１２ビットの映像へ再変換したとしても、８Ｋ対応のモニタ１１で表示したとき、元の８Ｋ機器１０の出力した高階調の画像として表示されない場合がある。

また、図２（ｃ）のように、サンプリング構造が４：４：４方式に対応した８Ｋ機器１０の信号を、４：２：２方式又は４：２：０方式の機器４１を介して接続した場合、方式変換により一部の色差情報が失われ、その後の機器４２で４：４：４方式の画像へ再変換を行ったとしても、８Ｋ対応のモニタ１１で表示したとき、元の８Ｋ機器１０の出力した高精細な画像や色彩が変化する場合がある。

また、図２（ｄ）のように、全画素が３原色を有する画像に対応した８Ｋ機器１０の信号を、ベイヤー変換した機器５１を介して接続した場合、その後の機器５２でデモザイク変換をしたとしても、８Ｋ対応のモニタ１１で表示したとき、元の８Ｋ機器１０の出力した高精細な画像や色彩が変化する場合がある。

本発明の基準信号パターン１００は、信号処理を行う映像機器の映像パラメータの少なくとも一つが所定の基準（ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系、１２ビット映像、４：４：４方式サンプリングシステム）を満たさないときに、パターンの色又は形状が変化する。

したがって、８Ｋ機器１０から基準信号パターン１００を発生し、その後、８Ｋ対応のモニタ１１で基準信号パターンを表示させたときに、信号がどのような映像パラメータの変換経路を経たかが視覚的に把握できる。

以下、基準信号パターン１００と映像パラメータとの関係を説明する。

（色域変換の検出）
図１において、基準信号パターン１００のエリア１０１から１０９まで、１１０から１１３まではハイビジョンの基準信号パターンと同様である。すなわち、両外側に無彩色信号（４０％グレイ）のエリア１０１と１０９が配置され、その内側に、エリア１０２から１０８まで、左から、白、黄、シアン、緑、マゼンタ、赤、青の７本の帯からなる７５％カラーバーが並んでいる。また、エリア１１０から１１３は、１００％のシアン、黄、青、赤のパターンである。これらのエリア１０３〜１０８，１１０〜１１３の純色は、従来のハイビジョン機器の色域（ＢＴ．７０９色域）では表示できない色である。なお、ここでは色の異なる７本のカラーバーを用いているが、これらのすべての色をこの順で配置することは必須ではなく、適宜選択することができる。

本実施例の基準信号パターン１００は、さらに、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系のエリア１０３から１０８のカラーバーに隣接して、同系色の領域であるエリア１１５から１２０が配置されている。エリア１１５から１２０は、それぞれ、従来のハイビジョン機器の色域（ＢＴ．７０９色域）の黄、シアン、緑、マゼンタ、赤、青のパターンである。なお、エリア１０２と１１４は７５％白であって完全に同色である。

既に述べたように、超高精細度テレビジョン方式の映像システムは、従来のハイビジョン放送と比較して、色域の広い表色系（ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系）を採用している。そのため、図２（ａ）のように、従来のハイビジョン機器の色域（ＢＴ．７０９色域）システムを使用するためには色域の変換を行う必要がある。また、ＢＴ．７０９色域に変換された信号は、広色域システムで使用する場合に、再度色域を広色域に変換する必要がある。

図３に、ＢＴ．２０２０色域２１０とＢＴ．７０９色域２２０との関係を示す。

図３で、スペクトル軌跡２００は、単色可視光の波長を変えたすべての色を表す色度図上の曲線である。ＢＴ．２０２０色域２１０は、スペクトル軌跡２００上の色を赤、緑、青の３原色としており、広い色域の色を表示でき、従来のハイビジョンの色域であるＢＴ．７０９色域２２０をすべて包含している。

ＢＴ．２０２０色域で表現された色をＢＴ．７０９色域に変換する方法は、多くが考案されているが、基本的コンセプトとしてＢＴ．７０９色域の外側にある広い色域の色を狭い色域（ＢＴ．７０９色域）に押し込み、ＢＴ．７０９色域内のものはそのまま再配置する方法を用いているものが多い。反対に、ＢＴ．７０９色域から、ＢＴ．２０２０色域へ変換する方法は色域を広げるのでなく、そのまま割り当てる場合が多数である。

したがって、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系の色であるエリア１１３からエリア１１８、及びエリア１１５からエリア１２０は、一度ハイビジョン色域（ＢＴ．７０９色域）への変換を行なうと色が変化し、その後、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系への再変換を行っても、もとの色には戻らない。

図４は、図１の基準信号パターン１００に対し、従来のハイビジョン機器の色域（ＢＴ．７０９色域）への色域変換を行った後の、変化したパターン１００’を示す。

ＢＴ．７０９色域の外側にあるＢＴ．２０２０色域の色であるブロック１の領域２３０（エリア１０３からエリア１０８）の色は、一度ＢＴ．７０９色域に押し込まれて元に戻らないため、色の鮮やかさが抜ける。一方、ブロック２の領域２４０（エリア１１５からエリア１２０）の色は、もともとＢＴ．７０９色域の色であるから、ほとんど変化しないこととなる。結果として、ブロック１の領域２３０とブロック２の領域２４０の色が、ほぼ同一となる。

本発明の基準信号パターン１００は、従来のハイビジョン機器の色域（ＢＴ．７０９色域）では表示できない、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系の色の領域（エリア１０３〜１０８，１１０〜１１３）を設けており、この色の鮮やかさが変化したかで、ハイビジョンの色域を経由したかどうかを目視で確認できる。

特に、本実施例においては、ＢＴ．２０２０色域の色であるブロック１の領域２３０（エリア１０３からエリア１０８）に隣接して、それぞれ同系色のＢＴ．７０９色域の色であるブロック２の領域２４０（エリア１１５からエリア１２０）を設けているので、ブロック１の領域２３０の色が変化したかを、両者の色の比較により視認性良く判断することができる。

このように、本発明の基準信号パターン１００は、映像がハイビジョンの色域（ＢＴ．７０９色域）を経由してきたか、容易に識別できる。

（ビット数変換の検出）
基準信号パターン１００のエリア１２１は、ビット落ちをチェックするためのランプ（Ｒａｍｐ）信号の例である。ランプ信号は、０％から１００％の輝度信号である。

図５に、８Ｋ解像度のランプ波形の設定を示す。

１２ビットシステムにおいては、０％の信号レベルの画素値が２５６であり、１００％の信号レベルの画素値が３７６０であるから、その間の画素値は３５０４段階ある。そこで、本実施例では、水平方向に５７６０ピクセルのエリア１２１のうち、左側の１１２８ピクセルの領域を画素値２５６（０％黒）、右側の１１２８ピクセルの領域を画素値３７６０（１００％白）とし、その間の３５０４ピクセルの領域を、水平方向１ピクセルごとに値が１上昇するように設定する。なお、各画素において、映像信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、すべて同じ画素値とする。

既に述べたように、１２ビット映像に対応した信号を、１０ビット映像に対応した機器に接続した場合（図２（ｂ））、２ビット分の情報が削除され、その後に１２ビットの映像へ再変換したとしても、一般に失われた２ビット分の情報は復元できない。

１０ビットシステムにおいては、０％の信号レベルの画素値が６４であり、１００％の信号レベルの画素値が９４０であるから、その間の画素値は８７６段階である。したがって、図５のランプ波形を１０ビットシステムで表示した場合、水平方向４ピクセルごとに値が１上昇することになる。このことから１２ビットシステムと１０ビットシステムの違いが分かる。また、１２ビットシステムが１０ビットシステムを経由して再び１２ビットシステムに変換された場合にも、水平方向４ピクセルごとに値が１上昇することになる。

このように、本発明の基準信号パターン１００は、映像機器のパラメータが１０ビット、１２ビットのどちらの信号となっているか、または、映像が１０ビット映像を経由してきたかが、容易に識別できる。

なお、図５では、８Ｋ解像度のランプ波形について説明したが、図１のエリア１１１、エリア１２１、エリア１１３に隣接して、４Ｋ解像度に対応したランプ波形を設けることもできる（図示せず）。

例えば、エリア１１１及びエリア１１３の水平方向の長さを３３６ピクセルに狭めて、エリア１２１の水平方向を、８Ｋ解像度で７００８ピクセルとする。そして、水平方向２ピクセルで画素値が１ずつ上昇するように構成する。４Ｋ解像度の動画像の場合は、８Ｋ画像の縦横２ピクセルが４Ｋ画像の１画素となるから、８Ｋ解像度の水平７００８ピクセルは、４Ｋ解像度では、水平３５０４画素となる。したがって、１２ビット映像において、この４Ｋの水平１画素ごとに画素値が１上昇するように設定する。このように設定することにより、４Ｋ解像度においても、１２ビットシステムと１０ビットシステムの違いが分かるように、設計できる。

（色差補間又はデモザイキングの検出）
基準信号パターン１００のエリア１２２は、色差補間（サンプリング方式の変換）又はデモザイキング（ベイヤー配列からの変換）を検出するためのパターンであり、特に、８Ｋ解像度に対応した検査パターン（以下、「８Ｋパターン」ということがある。）が設定されている。また、エリア１３２は、同様に色差補間又はデモザイキングを識別するためのパターンであり、特に、４Ｋ解像度に対応した検査パターン（以下、「４Ｋパターン」ということがある。）が設定されている。

なお、エリア１２２とエリア１３２に挟まれた、エリア１２３からエリア１３１は、表１に示すとおり、白又は所定の濃度の黒パターンが配置されており、ハイビジョンの基準信号の黒レベル輝度設定用信号と同じものが設定されている。

図６に、エリア１２２のパターン構造の例を示す。図６（ａ）に示されるように、エリア１２２は、マゼンタの水平方向のストライプ構造のパターン（Horizontal magenta stripe）３１０、マゼンタの垂直方向のストライプ構造のパターン（Vertical magenta stripe）３２０、サイクロン構造パターン（Cyclone）３３０、１００％マゼンタ３４０、及び１００％白３５０から構成される。図６に示された各パターン領域の広さは一例である。

図６（ｂ）に、水平方向のストライプ構造のパターン（Horizontal magenta stripe）３１０の概要と、その隣接する２×２ピクセルの拡大図を示す。パターン３１０は、１００％マゼンタでなる画素が水平方向に連続した、垂直方向１ピクセル、水平方向４００ピクセルの水平方向のマゼンタライン３１１と、１００％白でなる画素が水平方向に連続した、垂直方向１ピクセル、水平方向４００ピクセルの水平方向の白ライン３１２とが交互に配置された、ストライプ構造のパターンである。

また、図６（ｃ）に、垂直方向のストライプ構造のパターン（Vertical magenta stripe）３２０の概要と、その隣接する２×２ピクセルの拡大図を示す。パターン３２０は、１００％マゼンタでなる画素が垂直方向に連続した、水平方向１ピクセル、垂直方向５４０ピクセルの垂直方向のマゼンタライン３２１と、１００％白でなる画素が垂直方向に連続した、水平方向１ピクセル、垂直方向５４０ピクセルの垂直方向の白ライン３２２とが交互に配置された、ストライプ構造のパターンである。

図６（ｄ）は、サイクロン構造パターン（Cyclone）３３０の概要と、その１つの渦巻状のパターン（１０×９ピクセル）の拡大図を示す。パターン３３０は、１００％白の画素が連続して形成された、幅が１画素の複数個所で屈折したライン３３１と、１００％黒の画素が連続して形成された、幅が１画素の複数個所で屈折したライン３３２とが隣接して、白黒が互いに渦巻きを描くように構成されたパターンを、単位パターンとしている。なお、図６（ｄ）では、単位パターンとして１０×９ピクセルの螺旋形状のパターンが示されているが、正確な螺旋形状である必要はなく、不規則に折れ曲がる白と黒のラインが組み合わされたパターンであって、デモザイキングにより偽色が生じるパターンであれば良い。また、単位パターンのサイズも、任意のｎ×ｍピクセルのパターンであって良い。パターン３３０は、この単位パターンが縦横に繰り返されて構成されている。

これらのパターン３１０〜３３０は、後述のように、色差補間やデモザイク変換を経たときに変化する。他方、１００％マゼンタ３４０、及び１００％白３５０は、パターン３１０〜３３０の色彩の変化を確認するための参照色である。

パターン３１０〜３５０の領域の大きさは、適宜設定することができ、また、このパターンを構成するマゼンタ、白、黒の各画素値は、例えば次のように設定される。
・マゼンタ： 100% Magenta R':3760(940) G':256(64) B':3760 (940)
・白 ： 100% White R':3760(940) G':3760(940) B':3760(940)
・黒 ： 0% Black R':256(64) G':256(64) B':256 (64)

なお、ストライプ構造パターンの色は白とマゼンタに限定されるものではないが、白は輝度Ｙが大きくて色差がなく、他方、マゼンタは色差（Ｃｂ，Ｃｒ）が大きい値を持つので、色差補間されたときに、パターンの色の変化を感知しやすいという利点がある。

図７は、図６の各パターンが異なるサンプリング方式、又はベイヤー変換を経て、再び４：４：４方式サンプリング構造に変換されたときのパターンの変化を示している。

図７において、一番左側の列が、Ｒ’Ｇ’Ｂ’４：４：４方式サンプリング構造のオリジナルのパターンであり、Ｙ’Ｃｂ’Ｃｒ’４：４：４システムの機器を経由する場合には、パターンは変化しない。次の列より左側から順に、ベイヤー変換後にデモザイク変換されたとき、Ｙ’Ｃｂ’Ｃｒ’４：２：２方式を経て再びＲ’Ｇ’Ｂ’４：４：４方式に変換されたとき、Ｙ’Ｃｂ’Ｃｒ’４：２：０方式を経て再びＲ’Ｇ’Ｂ’４：４：４方式に変換されたときのそれぞれのパターン変化を示している。各列において、一番上の行が水平方向ストライプ構造のパターンであり、２番目の行が垂直方向ストライプ構造のパターンであり、一番下の行がサイクロンパターンである。

水平方向ストライプパターン３１０は、４：２：２方式を経ても変化が生じない。しかしながら、４：２：０方式を経た場合は、白ラインの部分にマゼンタの色が混ざり、パターンがぼやける。

垂直方向ストライプパターン３２０は、４：２：２システムを経た場合と、４：２：０システムを経た場合とで、同様のパターンの変化（ラインパターンの色のぼやけ）が発生する。

したがって、水平パターン、垂直パターンと白・マゼンタの４か所を比較することで、システムが４：２：２方式を経由（垂直パターンのみ変化した場合）、４：２：０方式を経由（水平パターンと垂直パターンが共に変化した場合）、あるいは４：４：４方式のまま（パターン変化なしの場合）であることを目視で判別することができる。

サイクロン構造パターン３３０は、ベイヤー変換とデモザイク変換を経由しているかどうかを判別するために用いる。図６（ｃ）のように、白黒のラインが交互に隣接すると共に不規則に屈折するパターンは、ベイヤー配列画像からの各画素の色の復元が困難である。図７に示す例ではデモザイクの手法として非特許文献３の方法を用いたが、どのデモザイクの方法を用いてもこのサイクロン構造パターンでは偽色が生じることが非常に高いため目視による判断が容易である。

さらに、エリア１２２は１ピクセル構造を用いているため、８Ｋ解像度に満たない機器を経由した場合に、特にサイクロン構造パターン３３０が正確に再現されないため、機器の解像度の識別にも用いることができる。そのため、４Ｋ解像度の基準信号としてはこのエリアは信号種類を定義しない。

図８に、エリア１３２のパターン構造の例を示す。図８（ａ）に示されるように、エリア１３２は、マゼンタの水平方向のストライプ構造のパターン（Double Horizontal magenta stripe）４１０、マゼンタの垂直方向のストライプ構造のパターン（Double Vertical magenta stripe）４２０、サイクロン構造パターン（Double Cyclone）４３０、１００％マゼンタ４４０、及び１００％白４５０から構成される。このエリア１３２は、４Ｋ解像度の基準としても用いる。

図８（ｂ）に、水平方向のストライプ構造のパターン（Double Horizontal magenta stripe）４１０の概要と、その隣接する４×４ピクセルの拡大図を示す。パターン４１０は、１００％マゼンタでなる画素が水平方向に連続した、垂直方向２ピクセル、水平方向４００ピクセルの水平方向のマゼンタライン４１１と、１００％白でなる画素が水平方向に連続した、垂直方向２ピクセル、水平方向４００ピクセルの水平方向の白ライン４１２とが交互に配置された、ストライプ構造のパターンである。なお、ここでは８Ｋ（７６８０×４３２０）のピクセルを前提にパターンを示しているが、４Ｋ解像度の基準信号パターンとしてはこのエリアは縦横２ピクセルごとにサブサンプルされる。すなわち、４Ｋ解像度の映像では、このパターンは、１画素幅のマゼンタラインと１画素幅の白ラインが交互に並んだ水平方向のストライプパターンとなる。

また、図８（ｃ）に、垂直方向のストライプ構造のパターン（Double Vertical magenta stripe）４２０の概要と、その隣接する４×４ピクセルの拡大図を示す。パターン４２０は、１００％マゼンタでなる画素が垂直方向に連続した、水平方向２ピクセル、垂直方向５４０ピクセルの垂直方向のマゼンタライン４２１と、１００％白でなる画素が垂直方向に連続した、水平方向２ピクセル、垂直方向５４０ピクセルの垂直方向の白ライン４２２とが交互に配置された、ストライプ構造のパターンである。パターン４１０と同様に、４Ｋ解像度の基準信号パターンとしてはこのエリアは縦横２ピクセルごとにサブサンプルした構造とする。これにより、４Ｋ解像度の映像では、このパターンは、１画素幅のマゼンタラインと１画素幅の白ラインが交互に並んだ垂直方向のストライプパターンとなる。

図８（ｄ）は、サイクロン構造パターン（Double Cyclone）４３０の概要と、その１つの渦巻状のパターン（２０×１８ピクセル）の拡大図を示す。パターン４３０は、１００％白の画素で形成された、幅が２ピクセルの複数個所で屈折したライン４３１と、１００％黒の画素で形成された、幅が２ピクセルの複数個所で屈折したライン４３２とが組み合わされて、白黒が互いに渦巻きを描くように構成されたパターンを、単位パターンとしている。パターン４１０，４２０と同様に、４Ｋ解像度の画像では、このパターンは、１画素幅のマゼンタラインと１画素幅の白ラインが交互に螺旋状に並んだサイクロンパターンとなる。パターン４３０は、この単位パターンが縦横に繰り返されて構成されている。

これらの各パターン４１０，４２０，４３０は、サンプリング方式等により、図７と同様のパターン変化を生じるので、４Ｋ解像度のシステムにおいて、ベイヤー配列からのデモザイキングを経由しているかどうか、或いは、４：２：２方式、又は４：２：０方式の色差補間を経由しているかどうかを目視で判別可能である。

また、システムが４Ｋ解像度未満の場合はこれらのパターンが正確に再現されない。したがって、４Ｋ以上の解像度を備えているかを、このエリア１３２により、視覚的に容易に判断できる。

本発明の基準信号パターンは、上述したカラーバーパターン、ランプ信号パターン、水平及び垂直ストライプ構造パターン、サイクロン構造パターンの、少なくとも何れか一つを備えていればよい。これにより、少なくともＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系、１２ビット映像、４：４：４方式サンプリングシステムのいずれかの基準について、基準を満たしているか否かを、パターンの色又は構造の変化で検出できる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２である基準信号発生装置について説明をする。図９は、本発明の基準信号発生装置とそれを用いた放送機器の概念図である。

放送機器（放送で使用される業務用機器）１０は、フルスペックＳＨＶの８Ｋ機器であり、その内部に基準信号発生装置９０を備えており、独自に基準信号を発生することができる。

ここで、基準信号発生装置９０は、図１ないし図８で説明された基準信号パターン１００を生成する。生成された基準信号により、モニタ１１の輝度調整・色調整が視覚的に確認できる。また、基準信号発生装置９０を備えた放送機器１０に、図２で示す映像機器２１〜５２を接続してその画像を表示することにより、各映像機器のパラメータ（色域、ビット数、サンプリング方式等）を視覚的に確認することができる。なお、基準信号発生装置９０は、機器の識別のため基準信号に機器１０を表すＩＤコードを付加することができる（図示せず）。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１０ ８Ｋ機器
１１ 画像モニタ
９０ 基準信号発生装置
１００ 基準信号パターン
１０１〜１３２ エリア
２００ スペクトル軌跡
２１０ ＢＴ．２０２０色域
２２０ ＢＴ．７０９色域
３１０ 水平方向ストライプ構造パターン
３２０ 垂直方向ストライプ構造パターン
３３０ サイクロン構造パターン
４１０ 水平方向ストライプ構造パターン
４２０ 垂直方向ストライプ構造パターン
４３０ サイクロン構造パターン
５００ ハイビジョンの基準信号パターン

Claims (6)

1. 超高精細度テレビジョン（ＵＨＤＴＶ）方式の映像システムに用いられる基準信号パターンであって、信号処理を行う映像機器の映像パラメータが、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系、１２ビット映像、又は４：４：４方式サンプリングシステムの基準を満たさないときに、色又は構造が変化するパターンを有し、
   幅が１画素の第１の色の横ストライプと幅が１画素の第２の色の横ストライプとを交互に配置した横ストライプ構造の領域と、幅が１画素の第１の色の縦ストライプと幅が１画素の第２の色の縦ストライプとを交互に配置した縦ストライプ構造の領域とを、備えたことを特徴とする基準信号パターン。
2. 請求項１に記載の基準信号パターンであって、前記第１の色がマゼンタで、前記第２の色が白であることを特徴とする基準信号パターン。
3. 超高精細度テレビジョン（ＵＨＤＴＶ）方式の映像システムに用いられる基準信号パターンであって、信号処理を行う映像機器の映像パラメータが、ＢＴ．２０２０で規定される広色域表色系、１２ビット映像、又は４：４：４方式サンプリングシステムの基準を満たさないときに、色又は構造が変化するパターンを有し、
   幅が１画素の複数個所で屈折した白色のラインと、幅が１画素の複数個所で屈折した黒色のラインとが隣接してなり、デモザイキングにより偽色が生じるパターンを備えたことを特徴とする基準信号パターン。
4. 請求項３に記載の基準信号パターンであって、前記白色のラインと前記黒色のラインが、螺旋形状を描く領域を備えたことを特徴とする基準信号パターン。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の基準信号パターンであって、少なくとも、水平３８４０画素×垂直２１６０画素未満の解像度では、表示できない構造パターンの領域を有することを特徴とする基準信号パターン。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の基準信号パターンを発生する基準信号発生装置。