JPH11341526A

JPH11341526A - 画質測定装置

Info

Publication number: JPH11341526A
Application number: JP14168898A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Saigo; 西郷賀津雄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】異種画像フォーマットの画像間における画質
比較測定は不可能である。【解決手段】原画像と劣化画像を記録する画像メモリ
１０１，１０２と、画像信号を識別して比較判定する画
像信号識別比較判定回路１０５と、画像領域を分割する
画像領域分割回路１０６と、分割した領域別に差分値を
とる領域別差分値算出回路１０７と、画像フォーマット
に関する情報を記録する画像フォーマット情報メモリ１
０４と、画像フォーマット情報と領域別差分値に基づき
積和計算により画質評価値を算出する画質演算回路１１
０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる画像フォー
マットによるそれぞれの画像に対しても、主観的評価に
対応した画質の測定が可能な画質測定装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像を圧縮符号化して伝送し、あ
るいは記録・再生することが増大している。この場合、
人間にとって望ましい画像の品質で効率的に伝達するこ
とが必要であり、そのためには、圧縮符号化の技術だけ
でなく画像の優劣を短時間で判定でき、しかも主観的評
価と対応のよい客観的評価の技術が欠かせない手段とな
る。

【０００３】従来、画像の画質を評価する方法として
は、原画像とその原画像の圧縮符号化・復号化等による
劣化画像との平均自乗誤差を用いたＳＮ比が多用されて
いる。これは、原画像と劣化画像との差分を算出し、そ
の差分から平均自乗誤差を求め、更に、その求めた平均
自乗誤差を雑音量とし、入力信号レベルのピークピーク
値の自乗値を信号量としてＳＮ比を算出している。

【０００４】このような方法によれば、画面全体にわた
って同じようなノイズがほぼ等しい大きさで含まれてい
る画像の場合は、主観的評価との対応がよい。しかし、
画像を複数のブロックに分割し、ブロック単位で圧縮符
号化した場合には、再生画像の平坦領域と非平坦領域と
で異なるノイズが発生し易く、主観的評価との対応が悪
くなる。この問題に対応するため、画像を平坦領域と非
平坦領域とに分離し、それら各領域における差分値と、
各領域の面積とを用いて評価値を補正することにより、
主観的評価との対応がよい評価を得る方法が発明者らに
より提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法では、ある１つの画像フォーマットの画像に
対応するように構成されたものであるため、ＳＤＴＶ、
ＨＤＴＶなど異なる画像フォーマットの画像に対応する
ためには、それぞれ専用の関数式を導出する必要があ
り、また、異種画像フォーマットの画像間における画質
比較測定は不可能であるという課題がある。

【０００６】本発明は、従来のこのような画質評価にお
ける課題を考慮し、複数の異種画像フォーマットにおけ
る画像の画質測定及び異種画像フォーマットにおける画
像間の画質比較測定ができる画質測定装置を提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、垂
直走査線数、水平画素数及び１秒当りのフレーム数の少
なくともいずれか１つが異なる複数の画像フォーマット
の画像のそれぞれ、あるいは複数の画像フォーマットの
画像間における画質を測定する画質測定装置であって、
複数の画像フォーマットの原画像及びその原画像に所定
の信号処理が施されたことにより劣化を生じた劣化画像
を記録する画像記録手段と、その記録された原画像を複
数の特徴に基づいて、その複数の特徴毎の領域に分割す
る領域分割手段と、その分割された複数の領域毎に、原
画像と劣化画像との差分を算出する領域別差分算出手段
と、複数の画像フォーマットの垂直走査線数、水平画素
数及び１秒当りのフレーム数に関する画像フォーマット
情報が記録された画像フォーマット情報記録手段と、そ
の記録された画像フォーマット情報のうち要求された画
像フォーマット情報を選択する画像フォーマット情報選
択手段と、その選択された画像フォーマット情報及び領
域別差分算出手段で算出された差分に基づいて、所定の
線形あるいは非線形の重み付け係数を有する積和結合に
より画質評価値を演算出力する演算出力手段とを備えた
画質測定装置である。

【０００８】請求項８の本発明は、垂直走査線数、水平
画素数及び１秒当りのフレーム数の少なくともいずれか
１つが異なる複数の画像フォーマットの画像のそれぞ
れ、あるいは複数の画像フォーマットの画像間における
画質を測定する画質測定装置であって、複数の画像フォ
ーマットの原画像及びその原画像に所定の信号処理が施
されたことにより劣化を生じた劣化画像を記録する画像
記録手段と、その記録された原画像を複数の特徴に基づ
いて、その複数の特徴毎の領域に分割する領域分割手段
と、その分割された複数の領域毎に、原画像と劣化画像
との差分を算出する領域別差分算出手段と、複数の画像
フォーマットの垂直走査線数、水平画素数及び１秒当り
のフレーム数に関する画像フォーマット情報、及び観察
距離に関する距離情報が記録された画像フォーマット・
距離情報記録手段と、その記録された画像フォーマット
・距離情報のうち要求された画像フォーマット・距離情
報を選択する画像フォーマット・距離情報選択手段と、
その選択された距離情報に基づいて、領域別差分算出手
段で算出された差分を補正する領域別差分距離補正手段
と、選択された画像フォーマット情報及び領域別差分距
離補正手段で補正された差分に基づいて、所定の線形あ
るいは非線形の重み付け係数を有する積和結合により画
質評価値を演算出力する演算出力手段とを備えた画質測
定装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。（第１の実施の形態）図１は、本発明にかかる第１の実
施の形態の画質測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図１において、原画像を記録するための画像メモリ
１０１は、画像信号を識別して比較判定する画像信号識
別比較判定回路１０５、画像領域を特徴によって分割す
る画像領域分割回路１０６、及び２つの信号間の差分を
算出する差分回路１０３に接続され、上述の原画像を、
例えば圧縮符号化した後復号して劣化が生じた劣化画像
を記録するための画像メモリ１０２は、差分回路１０３
に接続されている。

【００１０】画像信号識別比較判定回路１０５は、走査
線数等の画像フォーマットに関する情報を記録する画像
フォーマット情報メモリ１０４、演算係数を選択するた
めの演算係数選択回路１０８、及び積和計算により画質
評価値を算出する画質演算回路１１０に接続され、画像
領域分割回路１０６及び差分回路１０３は、領域別に差
分値を算出する領域別差分値算出回路１０７に接続され
ている。また、演算係数選択回路１０８は演算係数メモ
リ１０９に接続され、その演算係数メモリ１０９は前述
の画質演算回路１１０に接続されている。

【００１１】画像フォーマット情報メモリ１０４には、
例えば、（表１）に示すような画像フォーマットに関す
る情報が格納され、演算係数メモリ１０９には、複数の
異なる画像フォーマットにおける画像に対して、予め主
観的評価に対応するように算出した演算係数が格納され
ている。（表１）の例では、走査線数が１０８０に対し
て、水平画素数１９２０、アスペクト比１６：９、画像
レート６０Ｉ，３０Ｐ，２４Ｐ、走査線数が７２０に対
して、水平画素数１２８０、アスペクト比１６：９、画
像レート６０Ｐ，３０Ｐ，２４Ｐ、また、走査線数が４
８０に対しては、水平画素数７０４、アスペクト比１
６：９，４：３、画像レート６０Ｉ，６０Ｐ，３０Ｐ，
２４Ｐと、水平画素数６４０、アスペクト比４：３、画
像レート６０Ｉ，６０Ｐ，３０Ｐ，２４Ｐとである。

【００１２】

【表１】

【００１３】上記において、画像メモリ１０１，１０２
が画像記録手段を構成し、差分回路１０３及び領域別差
分値算出回路１０７が領域別差分算出手段を構成してい
る。また、画像信号識別比較判定回路１０５の一部が画
像フォーマット情報選択手段を構成し、画像信号識別比
較判定回路１０５の一部、演算係数選択回路１０８、演
算係数メモリ１０９、及び画質演算回路１１０が、演算
出力手段を構成している。

【００１４】次に、上記実施の形態の画質測定装置の動
作について、図面を参照しながら説明する。

【００１５】まず、画像メモリ１０１，１０２に原画像
及びその原画像の劣化画像がそれぞれ入力されて記録さ
れる。原画像及び劣化画像は、差分回路１０３に入力さ
れて差分値が算出され、その差分値が領域別差分値算出
回路１０７に入力される。このとき、原画像は画像信号
識別比較判定回路１０５及び画像領域分割回路１０６に
も入力される。

【００１６】次に、画像領域分割回路１０６は、入力さ
れた原画像を異なる複数の特徴によって領域を分割し、
その結果を領域別差分値算出回路１０７に出力する。画
像信号識別比較判定回路１０５は、原画像がどの画像フ
ォーマットかを識別する画像フォーマット種別情報（測
定内容）を入力して、画像フォーマット情報メモリ１０
４に格納されている走査線数、水平画素数、画像レート
等の画像フォーマットに関する情報に基づいて、原画像
を識別判定し、その識別判定結果を演算係数選択回路１
０８及び画質演算回路１１０に出力する。領域別差分値
算出回路１０７は、差分回路１０３により算出された原
画像と劣化画像との差分値から画像領域分割回路１０６
により分割された各領域毎の差分値を算出して画質演算
回路１１０に出力する。

【００１７】次に、演算係数選択回路１０８は、画像信
号識別比較判定回路１０５の出力に基づいて、演算係数
メモリ１０９に格納されている演算係数を選択する。画
質演算回路１１０は、演算係数メモリ１０９から出力さ
れた演算係数、画像信号識別比較判定回路１０５の識別
判定結果、及び領域別差分値算出回路１０７の出力を用
いて、入力画像の画質の評価値を積和計算によって算出
して出力する。

【００１８】このとき、画像信号識別比較判定回路１０
５に入力する画像フォーマット種別情報（測定内容）を
変更することにより、その入力画像フォーマットにおけ
る画像の画質測定が、主観的評価に対応よくできる。ま
た、例えば、２つの異なる画像フォーマットを測定内容
として入力した場合は、その２つの画像フォーマットに
おける画像間の画質測定が可能となる。

【００１９】図２は、本実施の形態における演算出力手
段として、ニューラルネットワークを利用する場合を示
す図であり、画像信号識別判定回路１０５の出力及び領
域別差分値算出回路１０７の出力、ここでは、第１から
第３までの特徴領域差分及び第１、第２の画像フォーマ
ット情報を入力層に入力すると、出力層から評価結果が
得られる。これは、演算係数メモリに格納された演算係
数、すなわち、所定の線形あるいは非線形の重み付け係
数を有する乗算結合に、画像信号識別判定回路１０５の
出力及び領域別差分値算出回路１０７の出力を入力デー
タとしたとき、人間の主観評価結果を教師データとして
ニューラルネットワークを用いて学習された結合荷重値
を用いるものである。（第２の実施の形態）図３は、本発明にかかる第２の実
施の形態の画質測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図３において、本実施の形態が前述の図１に示した
第１の実施の形態と異なる点は、画像領域分割回路１０
６により分割された各々の領域の面積比を算出する領域
別面積比算出回路２０１と、その算出した領域別面積比
を用いて、領域別差分値算出回路１０７により算出され
た領域別差分値を補正する領域別差分値補正回路２０２
とを付加した点であり、図示していないが、領域別差分
補正手段である領域別差分値補正回路２０２は、領域別
面積比算出回路２０１で得られた領域別面積比に対して
所定の変換式を用いて、領域別面積比が小さいほど、よ
り大きな値の領域別面積比に変換する領域別面積比変換
手段と、その変換された領域別面積比に対して、対応す
る領域別差分値算出回路１０７により算出された原画像
と劣化画像との差分を乗じて差分を補正する補正領域別
差分手段とを備えた構成とすることができ、その他の構
成は上記の図１と同様である。

【００２０】次に、上記実施の形態の画質測定装置の動
作について、図面を参照しながら説明する。

【００２１】まず、画像メモリ１０１，１０２に原画像
及びその原画像の劣化画像がそれぞれ入力されて記録さ
れる。原画像及び劣化画像は、差分回路１０３に入力さ
れて差分値が算出され、その差分値が領域別差分値算出
回路１０７に入力される。このとき、原画像は画像信号
識別比較判定回路１０５及び画像領域分割回路１０６に
も入力される。

【００２２】次に、画像領域分割回路１０６は、入力さ
れた原画像を異なる複数の特徴によって領域を分割し、
その結果を領域別差分値算出回路１０７及び領域別面積
比算出回路２０１に出力する。画像信号識別比較判定回
路１０５は、原画像がどの画像フォーマットかを識別す
る画像フォーマット種別情報（測定内容）を入力して、
画像フォーマット情報メモリ１０４に格納されている走
査線数、水平画素数、画像レート等の画像フォーマット
に関する情報に基づいて、原画像を識別判定し、その識
別判定結果を演算係数選択回路１０８及び画質演算回路
１１０に出力する。領域別差分値算出回路１０７は、差
分回路１０３により算出された原画像と劣化画像との差
分値から画像領域分割回路１０６により分割された各領
域毎の差分値を算出して領域別差分値補正回路２０２に
出力する。

【００２３】次に、領域別面積比算出回路２０１は、分
割された各々の領域について、全領域面積に占める領域
別面積比を算出し、それを所定の変換式を用いて、領域
別面積比が小さいほど、より大きな値の領域別面積比に
変換して領域別差分値補正回路２０２に出力する。領域
別差分値補正回路２０２は、領域別差分値算出回路１０
７で算出された領域別差分値を領域別面積比算出回路２
０１の出力に基づき補正し、画質演算回路１１０に出力
する。

【００２４】次に、演算係数選択回路１０８は、画像信
号識別比較判定回路１０５の出力に基づいて、演算係数
メモリ１０９に格納されている演算係数を選択する。画
質演算回路１１０は、演算係数メモリ１０９から出力さ
れた演算係数、画像信号識別比較判定回路１０５の識別
判定結果、及び領域別差分値補正回路２０２の出力を用
いて、入力画像の画質の評価値を積和計算によって算出
して出力する。

【００２５】このとき、画像信号識別比較判定回路１０
５に入力する画像フォーマット種別情報（測定内容）を
変更することにより、その入力画像フォーマットにおけ
る画像の画質測定が、主観的評価に対応よくできる。ま
た、例えば、２つの異なる画像フォーマットを測定内容
として入力した場合は、その２つの画像フォーマットに
おける画像間の画質測定が可能となる。（第３の実施の形態）図４は、本発明にかかる第３の実
施の形態の画質測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図４において、本実施の形態が前述の図３に示した
第２の実施の形態と異なる点は、領域別面積比算出回路
２０１の出力及び領域別差分値算出回路１０７の出力に
対して、各領域の差分の大きさを比較し、その比較結果
を領域別差分値補正回路３０２に出力する領域別差分比
較手段である領域別差分値比較判定回路３０１を付加し
た点であり、更に、領域別差分値補正回路３０２が、領
域別差分値比較判定回路３０１の判定結果に応じて、領
域別面積比による補正値を領域間で入れ替えて領域別差
分値を補正するものである。例えば、特殊なエンコード
を行った画像では、エッジを保護するためにエッジ部よ
り平坦部ノイズが大きくなる。このため、そのままでは
逆効果となるので、面積比による重み付を反転する等で
ある。その他の構成は上記の図３と同様である。

【００２６】次に、上記実施の形態の画質測定装置の動
作について、図面を参照しながら説明する。

【００２７】まず、画像メモリ１０１，１０２に原画像
及びその原画像の劣化画像がそれぞれ入力されて記録さ
れる。原画像及び劣化画像は、差分回路１０３に入力さ
れて差分値が算出され、その差分値が領域別差分値算出
回路１０７に入力される。このとき、原画像は画像信号
識別比較判定回路１０５及び画像領域分割回路１０６に
も入力される。

【００２８】次に、画像領域分割回路１０６は、入力さ
れた原画像を異なる複数の特徴によって領域を分割し、
その結果を領域別差分値算出回路１０７及び領域別面積
比算出回路２０１に出力する。画像信号識別比較判定回
路１０５は、原画像がどの画像フォーマットかを識別す
る画像フォーマット種別情報（測定内容）を入力して、
画像フォーマット情報メモリ１０４に格納されている走
査線数、水平画素数、画像レート等の画像フォーマット
に関する情報に基づいて、原画像を識別判定し、その識
別判定結果を演算係数選択回路１０８及び画質演算回路
１１０に出力する。領域別差分値算出回路１０７は、差
分回路１０３により算出された原画像と劣化画像との差
分値から画像領域分割回路１０６により分割された各領
域毎の差分値を算出して領域別差分値比較判定回路３０
１及び領域別差分値補正回路３０２に出力する。

【００２９】次に、領域別面積比算出回路２０１は、分
割された各々の領域について、全領域面積に占める領域
別面積比を算出し、それを所定の変換式を用いて、領域
別面積比が小さいほど、より大きな値の領域別面積比に
変換して領域別差分値比較判定回路３０１に出力する。
領域別差分値比較判定回路３０１は、例えば、分割領域
が平坦部と非平坦部の２領域としたとき、平坦部領域差
分が非平坦部領域差分より大きいか、あるいは平坦部領
域差分が所定の値より大きいときは、第１の判定信号を
出力し、それ以外のときは第２の判定信号を出力する。
領域別差分値補正回路３０２は、領域別差分値算出回路
１０７で算出された領域別差分値を領域別差分値比較判
定回路３０１の出力に基づき、第１の判定信号の場合
は、補正値を平坦部と非平坦部とで入れ替え、第２の判
定信号の場合はそのままで補正し、画質演算回路１１０
に出力する。

【００３０】次に、演算係数選択回路１０８は、画像信
号識別比較判定回路１０５の出力に基づいて、演算係数
メモリ１０９に格納されている演算係数を選択する。画
質演算回路１１０は、演算係数メモリ１０９から出力さ
れた演算係数、画像信号識別比較判定回路１０５の識別
判定結果、及び領域別差分値補正回路３０２の出力を用
いて、入力画像の画質の評価値を積和計算によって算出
して出力する。

【００３１】このとき、画像信号識別比較判定回路１０
５に入力する画像フォーマット種別情報（測定内容）を
変更することにより、その入力画像フォーマットにおけ
る画像の画質測定が、主観的評価に対応よくできる。ま
た、例えば、２つの異なる画像フォーマットを測定内容
として入力した場合は、その２つの画像フォーマットに
おける画像間の画質測定が可能となる。（第４の実施の形態）図５は、本発明にかかる第４の実
施の形態の画質測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図５において、本実施の形態が前述の図１に示した
第１の実施の形態と異なる点は、画像フォーマット情報
メモリ１０４が、画像フォーマット情報に加え画像の観
察距離に関する情報も格納している画像フォーマット・
距離情報メモリ５０１に変更され、画像信号識別比較判
定回路５０２が、画像フォーマット・距離情報メモリ５
０１に格納された観察距離を入力又は選択して出力する
機能が追加された構成に変更され、その距離情報に基づ
いて、距離補正値を求め、領域別差分値算出回路１０７
の出力を補正する領域別差分値距離補正回路５０３が付
加されたものであり、その他の構成は図１と同様であ
る。

【００３２】次に、上記実施の形態の画質測定装置の動
作について、図面を参照しながら説明する。

【００３３】まず、画像メモリ１０１，１０２に原画像
及びその原画像の劣化画像がそれぞれ入力されて記録さ
れる。原画像及び劣化画像は、差分回路１０３に入力さ
れて差分値が算出され、その差分値が領域別差分値算出
回路１０７に入力される。このとき、原画像は画像信号
識別比較判定回路５０２及び画像領域分割回路１０６に
も入力される。

【００３４】次に、画像領域分割回路１０６は、入力さ
れた原画像を異なる複数の特徴によって領域を分割し、
その結果を領域別差分値算出回路１０７に出力する。画
像信号識別比較判定回路５０２は、原画像がどの画像フ
ォーマットかを識別する画像フォーマット種別情報（測
定内容）及び観察距離情報を入力して、画像フォーマッ
ト・距離情報メモリ５０１に格納されている走査線数、
水平画素数、画像レート等の画像フォーマットに関する
情報及び観察距離に関する情報に基づいて、原画像を識
別判定し、その識別判定結果を演算係数選択回路１０８
及び画質演算回路１１０に出力するとともに、入力又は
選択した観察距離を領域別差分値距離補正回路５０３に
出力する。領域別差分値算出回路１０７は、差分回路１
０３により算出された原画像と劣化画像との差分値から
画像領域分割回路１０６により分割された各領域毎の差
分値を算出して領域別差分値距離補正回路５０３に出力
する。

【００３５】次に、領域別差分値距離補正回路５０３
は、観察距離が大であるほど小さな距離補正値を算出
し、その距離補正値を領域別差分値算出回路１０７から
の領域別差分値にそれぞれ乗じてその結果を画質演算回
路１１０に出力する。

【００３６】次に、演算係数選択回路１０８は、画像信
号識別比較判定回路５０２の出力に基づいて、演算係数
メモリ１０９に格納されている演算係数を選択する。画
質演算回路１１０は、演算係数メモリ１０９から出力さ
れた演算係数、画像信号識別比較判定回路５０２の識別
判定結果、及び領域別差分値距離補正回路５０３の出力
を用いて、入力画像の画質の評価値を積和計算により算
出して出力する。

【００３７】このとき、画像信号識別比較判定回路５０
２に入力する画像フォーマット種別情報（測定内容）を
変更することにより、その入力画像フォーマットにおけ
る画像の画質測定が、主観的評価に対応よくできる。ま
た、例えば、２つの異なる画像フォーマットを測定内容
として入力した場合は、その２つの画像フォーマットに
おける画像間の画質測定が可能となる。更に、本実施の
形態では、観察距離に応じて変化する評価値をも考慮に
入れることができる。（第５の実施の形態）図６は、本発明にかかる第５の実
施の形態の画質測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図６において、本実施の形態が前述の図１に示した
第１の実施の形態と異なる点は、複数の特徴別の領域
を、平坦部と非平坦部の２領域に限定したものであり、
図１における画像領域分割回路１０６及び領域別差分値
算出回路１０７を、それぞれ平坦・非平坦画像領域分割
回路６０１及び平坦・非平坦画像領域差分値算出回路６
０２に変更した構成とした点であり、その他の構成は図
１と同様である。

【００３８】次に、上記実施の形態の画質測定装置の動
作について、図面を参照しながら説明する。

【００３９】まず、画像メモリ１０１，１０２に原画像
及びその原画像の劣化画像がそれぞれ入力されて記録さ
れる。原画像及び劣化画像は、差分回路１０３に入力さ
れて差分値が算出され、その差分値が平坦・非平坦画像
領域差分値算出回路６０２に入力される。このとき、原
画像は画像信号識別比較判定回路１０５及び平坦・非平
坦画像領域分割回路６０１にも入力される。

【００４０】次に、平坦・非平坦画像領域分割回路６０
１は、入力された原画像を画素濃淡値変化が大きな領域
である非平坦領域とそれ以外の平坦領域の２つの特徴的
領域に分割し、その結果を平坦・非平坦画像領域差分値
算出回路６０２に出力する。画像信号識別比較判定回路
１０５は、原画像がどの画像フォーマットかを識別する
画像フォーマット種別情報（測定内容）を入力して、画
像フォーマット情報メモリ１０４に格納されている走査
線数、水平画素数、画像レート等の画像フォーマットに
関する情報に基づいて、原画像を識別判定し、その識別
判定結果を演算係数選択回路１０８及び画質演算回路１
１０に出力する。平坦・非平坦画像領域差分値算出回路
６０２は、差分回路１０３により算出された原画像と劣
化画像との差分値から平坦・非平坦画像領域分割回路６
０１により分割された各領域毎の差分値を算出して画質
演算回路１１０に出力する。

【００４１】次に、演算係数選択回路１０８は、画像信
号識別比較判定回路１０５の出力に基づいて、演算係数
メモリ１０９に格納されている演算係数を選択する。画
質演算回路１１０は、演算係数メモリ１０９から出力さ
れた演算係数、画像信号識別比較判定回路１０５の識別
判定結果、及び平坦・非平坦画像領域差分値算出回路６
０２の出力を用いて、入力画像の画質の評価値を積和計
算によって算出して出力する。

【００４２】このとき、画像信号識別比較判定回路１０
５に入力する画像フォーマット種別情報（測定内容）を
変更することにより、その入力画像フォーマットにおけ
る画像の画質測定が、主観的評価に対応よくできる。ま
た、例えば、２つの異なる画像フォーマットを測定内容
として入力した場合は、その２つの画像フォーマットに
おける画像間の画質測定が可能となる。（第６の実施の形態）図７は、本発明にかかる第６の実
施の形態の画質測定装置の構成を示すブロック図であ
る。本実施の形態の構成は、前述した図４に示した第３
の実施の形態と図５に示した第４の実施の形態とを合成
したものであり、領域別差分値補正回路３０２と画質演
算回路１１０との間に領域別差分値距離補正回路５０３
を接続したものである。

【００４３】次に、上記実施の形態の画質測定装置の動
作について、図面を参照しながら説明する。

【００４４】まず、画像メモリ１０１，１０２に原画像
及びその原画像の劣化画像がそれぞれ入力されて記録さ
れる。原画像及び劣化画像は、差分回路１０３に入力さ
れて差分値が算出され、その差分値が領域別差分値算出
回路１０７に入力される。このとき、原画像は画像信号
識別比較判定回路５０２及び画像領域分割回路１０６に
も入力される。

【００４５】次に、画像領域分割回路１０６は、入力さ
れた原画像を異なる複数の特徴によって領域を分割し、
その結果を領域別差分値算出回路１０７及び領域別面積
比算出回路２０１に出力する。画像信号識別比較判定回
路５０２は、原画像がどの画像フォーマットかを識別す
る画像フォーマット種別情報（測定内容）及び観察距離
情報を入力して、画像フォーマット・距離情報メモリ５
０１に格納されている走査線数、水平画素数、画像レー
ト等の画像フォーマットに関する情報及び観察距離に関
する情報に基づいて、原画像を識別判定し、その識別判
定結果を演算係数選択回路１０８及び画質演算回路１１
０に出力するとともに、入力又は選択した観察距離を領
域別差分値距離補正回路５０３に出力する。領域別差分
値算出回路１０７は、差分回路１０３により算出された
原画像と劣化画像との差分値から画像領域分割回路１０
６により分割された各領域毎の差分値を算出して領域別
差分値比較判定回路３０１及び領域別差分値補正回路３
０２に出力する。

【００４６】次に、領域別面積比算出回路２０１は、分
割された各々の領域について、全領域面積に占める領域
別面積比を算出し、それを所定の変換式を用いて、領域
別面積比が小さいほど、より大きな値の領域別面積比に
変換して領域別差分値比較判定回路３０１に出力する。
領域別差分値比較判定回路３０１は、例えば、分割領域
が平坦部と非平坦部の２領域としたとき、平坦部領域差
分が非平坦部領域差分より大きいか、あるいは平坦部領
域差分が所定の値より大きいときは、第１の判定信号を
出力し、それ以外のときは第２の判定信号を出力する。
領域別差分値補正回路３０２は、領域別差分値算出回路
１０７で算出された領域別差分値を領域別差分値比較判
定回路３０１の出力に基づき、第１の判定信号の場合
は、補正値を平坦部と非平坦部とで入れ替え、第２の判
定信号の場合はそのままで補正し、領域別差分値距離補
正回路５０３に出力する。

【００４７】次に、領域別差分値距離補正回路５０３
は、観察距離が大であるほど小さな距離補正値を算出
し、その距離補正値を領域別差分値補正回路３０２から
の領域別差分値にそれぞれ乗じてその結果を画質演算回
路１１０に出力する。

【００４８】次に、演算係数選択回路１０８は、画像信
号識別比較判定回路５０２の出力に基づいて、演算係数
メモリ１０９に格納されている演算係数を選択する。画
質演算回路１１０は、演算係数メモリ１０９から出力さ
れた演算係数、画像信号識別比較判定回路５０２の識別
判定結果、及び領域別差分値距離補正回路５０３の出力
を用いて、入力画像の画質の評価値を積和計算により算
出して出力する。

【００４９】このとき、画像信号識別比較判定回路５０
２に入力する画像フォーマット種別情報（測定内容）を
変更することにより、その入力画像フォーマットにおけ
る画像の画質測定が、主観的評価に対応よくできる。ま
た、例えば、２つの異なる画像フォーマットを測定内容
として入力した場合は、その２つの画像フォーマットに
おける画像間の画質測定が可能となる。更に、本実施の
形態では、観察距離に応じて変化する評価値をも考慮に
入れることができる。

【００５０】以上のように本発明によれば、種々の画像
フォーマットにおける人間の主観評価に対応する客観的
な画質評価が可能となるので、画像信号の送信側におい
て、予め送信する番組の画質測定を行うことにより、ビ
ットレートの割当を番組の種類によって適切に制御でき
る。

【００５１】なお、上記各実施の形態における特徴によ
る領域分割は、一例として挙げた平坦・非平坦の２分割
に限らず、画像の特徴を細分して３つ以上の領域に分割
する構成としても勿論よい。

【００５２】また、演算出力手段にニューラルネットワ
ークを用いた例を第１の実施の形態で説明したが、これ
に限らず、他の実施の形態に適用してもよいことは言う
までもない。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、複数の異種画像フォーマットにおける画像の画
質測定及び異種画像フォーマットにおける画像間の画質
比較測定ができるという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第１の実施の形態の画質測定装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】同第１の実施の形態における演算にニューラル
ネットを用いた例を示す構成図である。

【図３】本発明にかかる第２の実施の形態の画質測定装
置の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明にかかる第３の実施の形態の画質測定装
置の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明にかかる第４の実施の形態の画質測定装
置の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明にかかる第５の実施の形態の画質測定装
置の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明にかかる第６の実施の形態の画質測定装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１、１０２画像メモリ１０４画像フォーマット情報メモリ１０５、５０２画像信号識別比較判定回路１０６画像領域分割回路１０７領域別差分値算出回路１０８演算係数選択回路１１０画質演算回路２０１領域別面積比算出回路２０２、３０２領域別差分値補正回路３０１領域別差分値比較判定回路５０１画像フォーマット・距離情報メモリ５０３領域別差分値距離補正回路６０１平坦・非平坦画像領域分割回路６０２平坦・非平坦画像領域差分値算出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直走査線数、水平画素数及び１秒当り
のフレーム数の少なくともいずれか１つが異なる複数の
画像フォーマットの画像のそれぞれ、あるいは前記複数
の画像フォーマットの画像間における画質を測定する画
質測定装置であって、前記複数の画像フォーマットの原
画像及びその原画像に所定の信号処理が施されたことに
より劣化を生じた劣化画像を記録する画像記録手段と、
その記録された原画像を複数の特徴に基づいて、その複
数の特徴毎の領域に分割する領域分割手段と、その分割
された複数の領域毎に、前記原画像と前記劣化画像との
差分を算出する領域別差分算出手段と、前記複数の画像
フォーマットの垂直走査線数、水平画素数及び１秒当り
のフレーム数に関する画像フォーマット情報が記録され
た画像フォーマット情報記録手段と、その記録された画
像フォーマット情報のうち要求された画像フォーマット
情報を選択する画像フォーマット情報選択手段と、その
選択された画像フォーマット情報及び前記領域別差分算
出手段で算出された差分に基づいて、所定の線形あるい
は非線形の重み付け係数を有する積和結合により画質評
価値を演算出力する演算出力手段とを備えたことを特徴
とする画質測定装置。
【請求項２】前記画像フォーマット情報記録手段に記
録された画像フォーマット情報は、前記画像フォーマッ
トの垂直走査線数、水平画素数あるいは１秒当りのフレ
ーム数が大であればあるほど、それらが小なる別の画像
フォーマットよりも小なる所定の値に変換して記録され
た画像フォーマット情報であることを特徴とする請求項
１記載の画質測定装置。
【請求項３】前記領域分割手段は、前記原画像を画素
濃淡値変化が大きな領域である非平坦領域と、それ以外
の平坦領域の２つの特徴的領域に分割するものであっ
て、前記領域別差分算出手段は、前記分割された非平坦
領域及び平坦領域毎に、原画像と劣化画像との差分を算
出することを特徴とする請求項１、または２記載の画質
測定装置。
【請求項４】更に、前記領域分割手段で分割された領
域の各々について全領域面積に対する領域別面積比を算
出する領域別面積比算出手段と、その算出された領域別
面積比に基づいて、前記領域別差分算出手段で算出され
た前記原画像と前記劣化画像との差分を補正する領域別
差分補正手段とを備え、前記演算出力手段は、前記選択
された画像フォーマット情報及び前記領域別差分補正手
段により補正された差分に基づいて、画質評価値を演算
出力することを特徴とする請求項１、２、または３記載
の画質測定装置。
【請求項５】領域別差分補正手段は、前記領域別面積
比算出手段で得られた領域別面積比に対して所定の変換
式を用いて、前記領域別面積比が小さいほど、より大き
な値の領域別面積比に変換する領域別面積比変換手段
と、その変換された領域別面積比に対して、対応する前
記領域別差分算出手段により算出された前記原画像と前
記劣化画像との差分を乗じて差分を補正する補正領域別
差分手段とを有することを特徴とする請求項４記載の画
質測定装置。
【請求項６】更に、領域別面積比算出手段で算出され
た領域別面積比及び領域別差分算出手段で算出された差
分に基づいて、各領域別差分間の大きさを比較する領域
別差分比較手段を備え、前記領域別差分補正手段は、前
記領域別差分比較手段の比較結果に基づいて、前記領域
別差分算出手段により算出された前記原画像と前記劣化
画像との差分を補正することを特徴とする請求項４、ま
たは５記載の画質測定装置。
【請求項７】前記領域分割手段は、前記原画像を画素
濃淡値変化が大きな領域である非平坦領域と、それ以外
の平坦領域の２つの特徴的領域に分割するものであっ
て、前記領域別差分比較手段は、前記非平坦領域差分の
大きさ及び平坦領域差分の大きさを比較し、前記平坦領
域差分が前記非平坦領域差分より大きいかあるいは前記
平坦領域差分が所定の値より大きい場合は、所定の判定
信号を前記領域別差分補正手段に出力し、前記領域領域
別差分補正手段は、前記領域別差分比較手段から前記所
定の判定信号を受け取ったときは、前記領域別差分算出
手段により算出された前記原画像と前記劣化画像との差
分に乗じる補正値を非平坦領域と平坦領域とで入れ替え
て補正することを特徴とする請求項６記載の画質測定装
置。
【請求項８】垂直走査線数、水平画素数及び１秒当り
のフレーム数の少なくともいずれか１つが異なる複数の
画像フォーマットの画像のそれぞれ、あるいは前記複数
の画像フォーマットの画像間における画質を測定する画
質測定装置であって、前記複数の画像フォーマットの原
画像及びその原画像に所定の信号処理が施されたことに
より劣化を生じた劣化画像を記録する画像記録手段と、
その記録された原画像を複数の特徴に基づいて、その複
数の特徴毎の領域に分割する領域分割手段と、その分割
された複数の領域毎に、前記原画像と前記劣化画像との
差分を算出する領域別差分算出手段と、前記複数の画像
フォーマットの垂直走査線数、水平画素数及び１秒当り
のフレーム数に関する画像フォーマット情報、及び観察
距離に関する距離情報が記録された画像フォーマット・
距離情報記録手段と、その記録された画像フォーマット
・距離情報のうち要求された画像フォーマット・距離情
報を選択する画像フォーマット・距離情報選択手段と、
その選択された距離情報に基づいて、前記領域別差分算
出手段で算出された差分を補正する領域別差分距離補正
手段と、前記選択された画像フォーマット情報及び領域
別差分距離補正手段で補正された差分に基づいて、所定
の線形あるいは非線形の重み付け係数を有する積和結合
により画質評価値を演算出力する演算出力手段とを備え
たことを特徴とする画質測定装置。
【請求項９】更に、前記領域分割手段で分割された領
域の各々について全領域面積に対する領域別面積比を算
出する領域別面積比算出手段と、その領域別面積比算出
手段で算出された領域別面積比及び前記領域別差分算出
手段で算出された差分に基づいて、各領域別差分間の大
きさを比較する領域別差分比較手段と、その領域別差分
比較手段の比較結果に基づいて、前記前記領域別差分算
出手段により算出された前記原画像と前記劣化画像との
差分を補正する領域別差分補正手段とを備え、前記領域
別差分距離補正手段は、前記画像フォーマット・距離情
報選択手段で選択された前記距離情報に基づいて、前記
領域別差分補正手段で補正された差分を補正することを
特徴とする請求項８記載の画質測定装置。
【請求項１０】前記演算出力手段が、ニューラルネッ
トワークを用いたものであって、前記所定の線形あるい
は非線形の重み付け係数を有する積和結合に、前記画像
フォーマット情報及び、前記原画像と劣化画像との差分
あるいはその差分の前記補正値を入力データとしたと
き、人間の主観評価結果を教師データとしてニューラル
ネットワークを用いて学習された結合荷重値を用いるこ
とを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の
画質測定装置。