(57)【要約】【課題】従来の方法では観測者の慣れを要したり、観測者にやや負担がかかる恐れがあった。【解決手段】バースト波形を移動させながら振動周波数を変化させ、その振動周波数を随時表示するように構成して、追従視が必要な対象を１つのバースト波形に絞ることを可能にし、評価時間の短縮と評価精度の向上を実現し、バースト波形の振動周波数が、画面内の移動に伴って低い周波数から高い周波数へと変化することを特徴とする動画解像度評価用画像発生装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面内を移動するバースト波形と、前記バースト波形の振動周波数を表示する手段とを備え、前記バースト波形の振動周波数が前記バースト波形の画像中の位置に応じて連続的または段階的に変化するよう構成したことを特徴とする動画解像度評価用画像発生装置。
【請求項２】
前記バースト波形の振動周波数が、画面内の移動に伴って低い周波数から高い周波数へと変化することを特徴とする請求項１記載の動画解像度評価用画像発生装置。
【請求項３】
前記バースト波形の振動周波数を表示する手段は、表示画面外に表示する手段、または表示画面内に固定して表示する手段、または前記バースト波形に近接して表示する手段であることを特徴とする請求項１記載の動画解像度評価用画像発生装置。
【請求項４】
画面内を移動するバースト波形が、振動周波数の変化の範囲または振動周波数の変化の方法が互いに異なる複数のバースト波形であることを特徴とする請求項１記載の動画解像度評価用画像発生装置。
【請求項５】
前記複数のバースト波形が、少なくとも２つ以上のバースト波形間において一部分が共通の振動周波数をもつことを特徴とする請求項４記載の動画解像度評価用画像発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像を伝送・記録・再生または表示する系統において、装置の動画表示時の解像度特性の定量評価を行うために用いる動画解像度評価用画像発生装置に関するものである
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の評価用画像発生装置としては、例えば、以下の（特許文献１）に示す方法によって生成される画像列を用い、その見え方を評価するものがあった。この（特許文献１）の図２には従来の動画特性評価に用いられる画像例が示されており、評価に用いる画像は多数の周期的パターンをその空間解像度が降順または昇順になるように配置した画像領域を複数備え、隣接する画像領域が他の画像領域と異なる方向または速さで移動するよう構成したものである。
【０００３】
これにより生成される画像列は、低い解像度から高い解像度に相当するパターンを複数個含むとともに、低速度から高速度までの画像の動きを含んでいるために、限られたフレーム数の画像列を用いて、動画表示特性の評価を短時間で行うとともに、画像内で大面積の部分が同一速度でスクロールすることを回避して視線の集中を避けることにより、観測者が「映像酔い」と呼ばれる不快症状を催すことを抑制することを目的としている。
【０００４】
なお、以下の（非特許文献１）に示されるように、所定の空間解像度をもつ周期的波形を規定の速度でスクロールさせて目視観測またはカメラで解析し、元の周期的波形と同等の形状が識別できる空間解像度の最大値を「動画解像度」と呼称して、動画表示特性の定量的尺度とすることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−００６９４４ 号広報
【０００６】
【非特許文献１】I. Kawahara, et al, "Measurement and Evaluation of Moving Picture Resolution: From Milliseconds to TV-Lines", IDW'07, VHF1-1, 2007.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上に述べた従来の（特許文献１)の評価用画像発生装置では、空間解像度が少しずつ異なる周期的パターンを複数並べてスクロールさせたものを追従視して観測し、そのパターン間の見え方を比較して、情報が正しく表示されている空間解像度の上限を見極めるようにしている。このため、隣接した複数のパターンのそれぞれを追従視しつつ、空間解像度の上限となる付近ではすばやく視線を移動させながら、同時に正しく情報表示がされている空間解像度の上限を見極める必要があるため、観測者が追従視に加えて同時に若干の視線移動を必要とするなど、やや慣れが必要であったり、負担があったりした。
【０００８】
本発明はこのような従来の構成が有していた課題を解決しようとするものであり、評価の際に観測者に要求される視線移動などの負担を軽減して、評価の効率化を図るとともに、定量評価の精度向上を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するために画面内を移動するバースト波形と、前記バースト波形の振動周波数に関する情報を表示する手段とを備え、前記バースト波形の振動周波数が前記バースト波形の画像中の位置に応じて連続的に、または段階的に変化するよう構成したことを特徴とする動画解像度評価用画像発生装置である。
【００１０】
また、本発明は、上述の動画解像度評価用画像発生装置において、バースト波形の振動周波数周波数が、画面内の移動に伴って低い周波数から高い周波数へと変化することを特徴とする動画解像度評価用画像発生装置である。
【００１１】
また、本発明は、上述の動画解像度評価用画像発生装置において、バースト波形の振動周波数を表示する手段が、表示画面外に表示する手段、または表示画面内に固定して表示する手段、または表示画面内を移動する前記バースト波形に近接して表示する手段のいずれかを含む手段であることを特徴とする動画解像度評価用画像発生装置である。
【００１２】
また、本発明は、上述の動画解像度評価用画像発生装置において、前記画面内を移動するバースト波形が、振動周波数の変化の範囲または振動周波数の変化の方法が互いに異なる複数のバースト波形であることを特徴とする請求項１記載の動画解像度評価用画像発生装置である。
【００１３】
また、本発明は、上述の複数のバースト波形の振動周波数が、少なくとも２つ以上のバースト波形間において一部分が共通の振動周波数をもつことを特徴とする動画解像度評価用画像発生装置である。
【００１４】
ここでバースト波形とは、有限の区間に局在する波を意味するものであり、例えばその区間において一定の振幅をもつ波、またはその区間において増大後に減衰する振幅をもった振動波形としてもよい。また、波形の振動周波数は、２次元画像においては空間周波数とも表記されることがある。また、表示装置の垂直画素数を基準として空間解像度性能を定義する「テレビ本」の表記も使用されることがあり、これらの用語は実質的にはほぼ同義であるが、本願記載では場合に応じてこれらの表現を用いるものとする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の動画解像度評価用画像発生装置は、画面内を移動しながら連続的に、または段階的に振動周波数が変化するバースト波形を表示し、合わせてバースト波形の振動周波数を表示する手段を備えているので、対象を１つのバースト波形に絞って集中して追従して評価することができる。これにより、従来のように、隣接した複数のパターンを追従視しつつ、同時に、この複数のパターン間ですばやく視線移動を繰り返してその見え方を確認するという作業が不要になり、評価時間の短縮が図れるほか、観測者の負担軽減によって集中力が高まり、結果として評価精度の向上にもつながるという効果がある。
【００１６】
また、本発明の動画解像度評価用画像発生装置は、バースト波形の振動周波数が、画面内の移動に伴って低い周波数から高い周波数へと変化するよう構成しているので、このパターンを追従して観測する場合、必然的に空間解像度の低いパターンから高いパターンへと評価することになり、空間解像度の増加につれて複数回数出現する可能性のある階調反転現象を、最初に知覚した時点で正しくとらえることができ、より高い空間周波数での「偽解像度」とよばれる現象を誤って判定することがない。
【００１７】
また、本発明の動画解像度評価用画像発生装置は、バースト波形の振動周波数を表示する手段を、表示画面外に表示する手段、または表示画面内に固定して表示する手段、または表示画面内を移動するバースト波形に近接して表示する手段のいずれかを含む手段を設けているために、刻々と変化するバースト波形のもつ振動周波数をリアルタイムで知ることができる。バースト波形の振動周波数を表示画面外にのみ表示した場合には、観測者はパターンの見え方の把握に集中でき、先入観に惑わされずに評価作業を実施することができる。
【００１８】
なお、バースト波形が正しく表示される限界のタイミングで観測者が画像を一時停止させると、その時点でバースト波形の振動周波数も静止して表示されるため、この表示周波数を動画解像度性能として読み取って利用することができる。なお、画像再生装置において、スイッチ操作によって画像を一時停止させることは一般的な機能である。
【００１９】
また、本発明の動画解像度評価用画像発生装置は、移動するバースト波形を複数設け、それぞれのバースト波形の振動周波数の変化の範囲または振動周波数の変化の方法が互いに異なるようにしているので、最初に広い範囲にわたって振動周波数を変化させて観測することにより、バースト波形が元の形状を保持できる限界の振動周波数を、大まかではあるが確実にすばやく把握できる。さらに、より狭い範囲に絞って振動周波数を変化させて評価することができ、全体として迅速に、精度よく動画解像度性能を把握することができる。
【００２０】
また、本発明の動画解像度評価用画像発生装置は、複数設けたバースト波形間で、振動周波数がオーバーラップして変化するようにしているので、特定の振動周波数をもったバースト波形の表示が画面の端部だけとなってしまうことを回避できる。画面の端部では追従視が不安定となることが知られているので、本発明によって評価の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は動画解像度評価用画像として生成されるバースト波形の例（実施例１）
【図２】図２はホールド型駆動でのバースト波形の見え方のシミュレーション図である。
【図３】図３はバースト波形の振動周波数の変化例である。（実施例１）
【図４】図４はバースト波形の振動周波数の変化の他の例である。（実施例１）
【図５】図５は複数のバースト波形の振動周波数の変化範囲例を示す図である。（実施例２）
【図６】図６は動画解像度評価用画像発生装置で生成されるバースト波形の他の例である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の（実施の形態１）における動画解像度評価用画像発生装置で生成されるバースト波形の例を示す図であり、第１フレーム、第２フレーム、第４１フレーム、および第４２フレームにおけるバースト波形を示している。
第１フレームにおいては、画面の右端に近い部分に（ａ）に示すように、空間解像度が１００テレビ本に相当する空間周波数を振動パターンとしてもつバースト波形が表示され、また（ｂ）に示すように画面の右端の領域にはこの時点の空間解像度に相当する数値「１００」が表示されている。
続く第２フレームにおいては、画面の右端からやや左に移動した部分に、第１フレームよりやや高い空間解像度「１０４テレビ本」に相当するバースト波形が描かれており、画面の右端の領域にはこの時点の空間解像度に相当する数値「１０４」が表示されている。
【００２４】
また、これより４０フレーム経過した第４１フレームの時点では、さらに左方に移動した部分に、空間解像度「２７３テレビ本」に相当するバースト波形が描かれており、画面の右端の領域にはこの時点の空間解像度に相当する数値「２７３」が表示されている。
【００２５】
さらに、これより４０フレーム経過した第８１フレームの時点では、さらに左方に移動した部分に、空間解像度「４４５テレビ本」に相当する、より短い振動周期をもつバースト波形が描かれており、画面の右端の領域にはこの時点の空間解像度に相当する数値「４４５」が表示されている。
【００２６】
このように、観測評価対象となるパターンは、フレーム毎にその表示位置を変えながら、同時にその振動周期が長い周期から短い周期となるように変化させている。なお、図１には明示されていないが、同様に第３フレームから第４０フレーム、第４２フレームから第８０フレームにおいても、フレーム数の増加とともに、空間解像度が増加するバースト波形が順次位置を変えながら表示するようにしている。  上述のようにバースト波形は、フレーム毎に右から左に移動するに従って、その空間解像度が高くなるように描画されて画像列を形成しており、以下、この画像列を主観評価に用いて動画表示特性を評価する手順を説明する。
【００２７】
移動するバースト波形は、追従視によって観測者の網膜上には静止したパターンとして再現されることになるが、システム全体の動画表示特性が十分ではない場合には、この網膜上に再現されるパターンがもとの波形に比べてぼやけて観測される。例えば、液晶ディスプレイ装置など一般的なディスプレイ装置では一定の時間、階調値を各画素、すなわち静止した位置に保持して表示を行う「ホールド型駆動」が用いられており、このホールド動作によって動画表示特性が影響を受けることが知られている。
【００２８】
図２は、一定の移動速度で移動するバースト波形を、ホールド型駆動を行うディスプレイ装置で表示し、追従視して観測したときの見え方の例をシミュレーションしたものであり、バースト波形の周期に応じて、すなわち、空間解像度が高くなるにつれて見え方が変化していく様子を示している。図２には４周期のサイン波形からなる４本線バースト波形と、対応する空間周波数を並べて示しており、（実施の形態１）のバースト波形の見え方を説明する図として用いる。
【００２９】
図２は、一定速度で移動し、空間解像度が徐々に高くなるバースト波形を観測した場合、バースト波形を形成する振動波形のコントラストが徐々に低下していき、図２の（ａ）で示すように、空間解像度がある値に達した時点でほとんど振動が観測されなくなることを示している。この点は「ヌル点」とも呼ばれ、このポイントをとらえて、バースト波形に合わせて空間解像度の数値が表示されていれば、この値を読み取ることで、動画表示性能を定量的に評価することができる。
【００３０】
なお、図２に示すように、（ａ）で示す時点を過ぎると、再びバースト波形部分に周期的な階調変動が現れてくるが、この部分はいわゆる「偽解像度」と呼ばれる階調反転現象が発生しており、正しく情報表示がなされていない部分である。この現象によって誤った判定を下すことのないように、バースト波形の振動周波数は移動に伴って低い周波数から高い周波数へと変化するようにしている。
【００３１】
図１に示したバースト波形においても、上述の図２を用いた説明と同様に、フレームの経過とともにバースト波形の振動周波数が高くなっていき、「ヌル点」を観測した時点で表示されている空間解像度の数値を画像の一時停止するなどにより読み取り、「動画解像度」の評価値として使用する。
【００３２】
このように、バースト波形を追従視しながら振動パターンのコントラストの有無を観測して、図２の（ａ）に示すような見え方のタイミング、すなわち最初に振動パターンのコントラストが認識できなくなった時点で画面を停止させて、空間解像度の数値を読み取ることで、動画表示特性を定量的に評価・測定することができる。
【００３３】
観測者が、評価の際に注意を払って観察することが要求されるのは、現在注目している１つのバースト波形だけを追従視することだけであり、従来の評価方法のように、追従視を行いながら同時に視線を切り替えて隣接した他のパターン間との見え方の違いを比較する等の必要がない。このため、観測者に要求される負担が大きく軽減し、観測者は単一のパターンに注力を集中できるため、評価時間の短縮や評価の精度向上にもつながるという効果がある。
【００３４】
図３は、（実施の形態１）におけるバースト波形の振動波形の空間周波数の変化を時刻の変化で表した図であり、時刻、すなわちフレームの経過に合わせて直線的、連続的に空間周波数が増加するようにしたもので、フレーム単位できめ細かく動画表示特性の評価・測定ができる。
【００３５】
図４は、本発明の（実施の形態１）におけるバースト波形の振動波形の空間周波数の変化の他の例を時刻の変化で表した図であり、フレームの経過に合わせて振動の空間周波数を意図的に段階的に変化するようにしたもので、評価すべき空間周波数の候補を意図的に段階的に粗く設定し、評価対象パターンとなるバースト波形を一定のフレームの間、空間解像度を一定値に保持して表示することで、ヌル点に最も近い見え方であるとの判定を行ってから表示された空間解像度の数値を読み取るまでの観測者の応答時間差等によらず、常に安定した結果が得られることが期待できる。
【００３６】
実際の精度や評価のばらつきは評価対象となるシステムの総合的な特性に依存するなど、場合によって異なるため、バースト波形の空間周波数変化は、この他、時間変化に対して非直線的な特性を持たせたりする等、種々変形が可能である。
【実施例２】
【００３７】
図５は、本発明の（実施の形態２）における複数のバースト波形の振動波形の空間周波数の変化範囲とバースト波形の１例を示したものであり、（１）は第１のバースト波形の振動波形の変化範囲例、（２）は第１のバースト波形の第１フレームにおける画像例である。以下の（３）〜（１１）は本発明の（実施の形態２）における他の９個のバースト波形の振動波形の変化範囲例を示す図であり、本実施の形態では全部で１０個のバースト波形が同一画面上に並べて描かれ、フレーム毎に移動するよう構成されている。
【００３８】
初めに、第１のバースト波形を用いて、広い範囲にわたって振動波形の周波数を変化させ、概略の動画解像度を把握する。概略の動画解像度の把握とは、（１）で示す全域のうち、動画解像度性能がゾーンＡ、Ｂ、Ｃのいずれの範囲であるかを判定することであり、バースト波形の位置が画面の右から左に移動するにつれてその空間解像度が大きく変化することから、その見え方も大きく明確に変化するので判定は特に熟練等を必要とせず、容易に行える。
【００３９】
次に、（３）〜（５）に示す第２〜第４のバースト波形のうち、上述の概略の判定結果に基づいて、より詳細な動画解像度の評価を行う。例えば上述の判定結果が「Ａ」のゾーンであったとすれば、（３）に示す変化範囲をもつ第２のバースト波形を用いて評価を行い、今度は動画解像度がゾーンＤ内またはゾーンＥ内のいずれかであるかを判定する。この第２のバースト波形は第１のバースト波形の場合と比較すると画面の右から左への移動で生じる空間解像度の変化は小さいが、空間解像度の変化範囲に比較してより多くのフレーム数、すなわち時間が多く割り当てられており、応答のヌル点の位置を判定することはやはり容易である。
【００４０】
さらに、このゾーンＤ内またはゾーンＥ内の判定結果に基づいて、第５のバースト波形または第６のバースト波形のいずれかを選択して最終的に高い分解能での動画解像度性能の評価を完了する。最初のゾーンの判定結果がゾーンＢ、Ｃの場合も図５に示すように同様の手順で行われる。
【００４１】
なお、各ゾーンは互いにオーバーラップするように設定されているので、特定のバースト波形で、見極めたい箇所が偶然画面の端部に表示されるような場合でも、他のバースト波形では画面の中ほどでの表示が行われるので、観測・評価のし易さを確保することができる。
【００４２】
このように、空間周波数の変化範囲を階層的に構成した各バースト波形を、順次観測していくことにより、迅速に、精度よく、かつ高い分解能で動画表示特性の評価を行うことができる。
【実施例３】
【００４３】
図６は、本発明の（実施の形態３）における動画解像度評価用画像発生装置で生成されるバースト波形の画像列の例を示す図であり、第１フレーム、第２フレーム、第４１フレーム、および第４２フレームにおける画像例を示している。図６において、図１と異なるのは、（ｃ）に示すように、バースト波形の振動波形の周波数を、表示画面内を移動するバースト波形に近接して表示する手段を設けている点であり、評価用画像を停止させてバースト波形の空間周波数を直ちに確認できるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えばディスプレイ装置を含むシステムの信号源として用い、表示される画像を観測することで、システム全体の動画表示特性の定量的評価を行うことができる。また、画質改善や帯域圧縮処理などの各種信号処理を行う系統での源信号の信号源として用いて、表示される画像を主観評価して動きのある画像に対する処理系統全体の性能の定量評価に利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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