(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、前記周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して形成した画像領域を複数備え、前記複数の画像領域のうち少なくとも一つの画像領域が他の画像領域と異なる方向または速さで前記周期的パターン部分の画素値が変化する方向に移動するよう構成したことを特徴とする動画特性評価用画像発生装置。
【請求項２】
前記複数の画像領域は、隣接する画像領域間で互いに反対方向に移動する部分を有することを特徴とする請求項１に記載の動画特性評価用画像発生装置。
【請求項３】
前記複数の画像領域は、隣接する画像領域間で増加または減少する速度で移動する部分を有することを特徴とする請求項１に記載の動画特性評価用画像発生装置。
【請求項４】
前記複数の画像領域は、隣接する画像領域間でランダムな速さまたはランダムな方向に変化する速度で移動する部分を有することを特徴とする請求項１に記載の動画特性評価用画像発生装置。
【請求項５】
周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、前記周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して画像領域を形成し、前記画像領域をフレーム毎に前記周期的パターン部分の画素値が変化する方向に移動させて画像列を生成する動画特性評価用画像発生装置であって、前記複数の画像要素の各々に関する情報を前記画像領域の移動速度を超えない速度で移動して表示または停止して表示する手段、を備えたことを特徴とする動画特性評価用画像発生装置。
【請求項６】
周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、前記周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して画像領域を形成し、前記画像領域をフレーム毎に前記周期的パターン部分の画素値が変化する方向に移動させて画像列を生成する動画特性評価用画像発生装置であって、前記複数の画像要素の各々に関連する情報を前記画像領域の移動速度と同一の速度で移動して表示する手段を備え、前記複数の画像要素の各々に関する情報の表示を、前記画像領域の移動方向と直交する方向の画像成分の変化として表示することを特徴とする動画特性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、動画像を表示する装置または動画像を伝送・記録する系統において、装置の動画表示性能または系統の動画処理特性などの評価を定量的に、かつ効率的に行うために用いる動画特性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、この種の特性評価としては、例えば、以下の（非特許文献１）のFig.8に示す画像を用いたものがあった。この（非特許文献１）には従来のディスプレイ等の動画表示時の解像度を評価する手法が記載されており、（非特許文献１）のFig.8に示すような画像を画面全体でスクロールしてディスプレイに表示し、表示された画像を追従カメラで撮影して解析したり、直接観測者が目で見て評価したりするものである。（非特許文献１）のFig.8に示す正弦波バーストのような画像要素が高速度で動く部分は、ディスプレイや伝送装置の特性が十分でない場合には、一般的に空間解像度の限界付近でバーストの繰り返し回数が本来と異なって観測されたり、繰り返しパターンそのものがぼやけて元の形状が識別できなくなるため、このような部分を特定し、解析することで動画特性評価とすることができる。なお、一般に、ディスプレイ装置の動画表示特性や動画像伝送系統での動き画像処理性能は、画像の動き部分の速さに大きく依存する。このため、ディスプレイ装置や動画像伝送系統での動画特性を詳細に把握するためには、評価画像における動き速度を低速度から高速度まで、さまざまに変化させて解析、評価することが必要とされる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、前記従来のような評価手法では、評価画像を画面一様にスクロールして評価しており、低速度から高速度までの画像の動きに対して詳細な特性評価を行うためには、動きの速さが異なる画像列を多数用意し、画像列を切り替えて順次評価を行う必要があり、評価に時間を要するという課題があった。
【０００５】
また、前記従来のような評価画像では、評価画像の動きが画面一様の単純な平行移動であるために、より複雑な画像の動きに対する性能評価が十分に行えないという課題があった。
【０００６】
また、前記従来のような評価画像を用いて主観評価を行う際に、画面全体が同一方向に移動する画像を観測することになり、特に大画面ディスプレイを用いた評価の際には、いわゆる「映像酔い」と呼ばれる不快症状が発生する恐れがあった。解像度特性の評価の場合など、画面の細部を継続して注視することが多く、この映像酔いの発生は主観評価の大きな妨げになるという課題があった。
【０００７】
また、前記従来のような評価画像では、移動する画像要素に関する情報の表示に特段の配慮がなされていないために、例えば、移動する画像の速さに合わせて表示した情報が、ディスプレイの動画表示性能が十分でないためにぼやけて表示されてしまい、評価作業を補助するために表示した目盛数値や動き速度情報などが明瞭に読み取ることができず、効率的な評価ができない、といった課題があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために、同一画面内に多様な画像の動きを同時に表示して効率的な評価を実現するとともに、主観評価の際の映像酔いの発生を抑制するようにしたものである。また、評価対象となるディスプレイや伝送系統の性能が十分でない場合にも、評価に関連する情報を正しく読み取れるようして効率的な特性評価が可能な動画特性評価用画像発生装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために請求項１の発明は、周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、前記周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して形成した画像領域を複数備え、前記複数の画像領域のうち少なくとも一つの画像領域が他の画像領域と異なる方向または速さで前記周期的パターン部分の画素値が変化する方向に移動するよう構成したことを特徴とする動画特性評価用画像発生装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、上述の動画特性評価用画像発生装置において、前記複数の画像領域が、隣接する画像領域間で互いに反対方向に移動する部分を有するものである、動画特性評価用画像発生装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、複数の画像領域が、隣接する画像領域間で増加または減少する速度で移動する部分を有するものである、動画特性評価用画像発生装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、複数の画像領域が、隣接する画像領域間でランダムな速さまたはランダムな方向に変化する速度で移動する部分を有するものである、動画特性評価用画像発生装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、前記周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して画像領域を形成し、前記画像領域をフレーム毎に前記周期的パターン部分の画素値が変化する方向に移動させて画像列を生成する動画特性評価用画像発生装置であって、前記複数の画像要素の各々に関する情報を前記画像領域の移動速度を超えない速度で移動して表示または停止して表示する手段、を備えたことを特徴とする動画特性評価用画像発生装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、前記周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して画像領域を形成し、前記画像領域をフレーム毎に前記周期的パターン部分の画素値が変化する方向に移動させて画像列を生成する動画特性評価用画像発生装置であって、前記複数の画像要素の各々に関する情報を前記画像領域の移動速度と同一の速度で移動して表示する手段を備え、前記複数の画像要素の各々に関する情報の表示を、前記画像領域の移動方向と直交する方向の画像成分の変化として表示することを特徴とする動画特性評価用画像発生装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の動画特性評価用画像発生装置は、周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、この周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して形成した画像領域を同一画面内で複数備え、これらの複数の画像領域間で他の画像領域と異なる方向または速さで移動する画像列として構成する。このために発生される画像列は低速度から高速度までの画像の動きを含んでおり、限られた画像列のみを用いて、動画特性評価を詳細に、効率よく行うことができる手段を提供する。
【００１６】
また、移動する複数の画像領域は、隣接する画像領域間で互いに反対方向に移動する部分を有しており、画面内の連続した大面積の部分が同一方向にスクロールすることを回避し、主観評価の際の視線の分散を図ることによって「映像酔い」と呼ばれる不快症状の発生を抑制することができる。また、画面内の画像の動きが分散、複雑化しているために、伝送系の動画信号処理の特性評価に用いて、より高度な評価を実現することができる。
【００１７】
また、移動する複数の画像領域は、隣接する画像領域間で増加または減少する速度で移動する部分を有しており、画面内の連続した大面積の部分が同一の速さでスクロールすることを回避できるため、主観評価の際に視線の分散を図ることによって、「映像酔い」と呼ばれる不快症状の発生を抑制することができる。また、画面内の画像の動きが分散しているために、伝送系の動画信号処理の特性評価に用いて、より高度な評価を実現することができる。
【００１８】
また、移動する複数の画像領域は、隣接する画像領域間でランダムな速さまたはランダムな方向に変化する速度で移動する部分を有しており、画面内の連続した大面積の部分が同一の速度でスクロールすることを回避することにより、主観評価の際に視線の分散が図られ、「映像酔い」と呼ばれる不快症状の発生を抑制することができる。また、画面内の画像の動きを複雑なものとすることができるため、帯域圧縮を伴う伝送系等の動画信号処理の特性評価に用いて、その評価をより高度なものとすることができる。
【００１９】
また、本発明は、周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、この周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して画像領域を形成し、これらの画像領域をフレーム毎に移動させて画像列を生成する動画特性評価用画像発生装置であって、上述の複数の画像要素の各々に関する情報を前記の画像領域の移動速度を超えない速度で移動して表示または停止して表示するよう構成している。このために、移動する画像に関連して表示した解像度数値や動き速さなどの評価を補助するための情報などが、ディスプレイの動画表示性能が十分でない場合にも明瞭に読み取ることができるという効果が得られる。
【００２０】
また、本発明は、周期的パターン部分を有する複数の画像要素を、この周期的パターンの周期が昇順または降順となるよう配置して画像領域を形成し、これらの画像領域をフレーム毎に移動させて画像列を生成する動画特性評価用画像発生装置であって、上述の複数の画像要素の各々に関する情報を前記の画像領域の移動速度と同一の速度で移動して表示する手段を備え、前記の複数の画像要素の各々に関する情報の表示を、これらの画像領域の移動方向と直交する方向の画像成分として変化する情報として表示することを特徴としている。このために、動きの方向とは一般的に関連の少ない直交方向に画像情報を変化させて情報表示とすることができ、ディスプレイの動画表示性能の如何にかかわらず、移動する画像の速さに合わせ近接した場所に表示した情報などが、ぼやけて表示されることなく、明瞭に読み取ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初の１フレーム分の画像例
【図２】本発明の実施の形態１における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初のフレームから所定フレーム数を経過した後に生成される画像例
【図３】本発明の実施の形態２における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初の１フレーム分の画像例
【図４】本発明の実施の形態２における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初のフレームから所定フレーム数を経過した後に生成される画像例
【図５】本発明の実施の形態３における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初の１フレーム分の画像例
【図６】本発明の実施の形態３における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初のフレームから所定フレーム数を経過した後に生成される画像例
【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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の（実施の形態１）における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初の１フレーム分の画像例である。
【００２３】
図１において、動画特性を評価するための画像要素として周期の異なる４周期の正弦波バースト７個が、左から周期の降順に配置され画像領域を構成している。正弦波バーストの周期を降順または昇順に配置するのはバーストの周期、すなわち空間解像度の変化に対する特性変化の対応を把握しやすくするためである。
画像領域は図１の（Ａ）から（Ｆ）の６個があり、画像中に示すＮｏ．１からＮｏ．６に対応している。Ｎｏ．１からＮｏ．３までは、それぞれの正弦波バーストの背景の階調値は同一だが、正弦波バーストの振幅値が異なる画像要素となっており、動画特性の階調依存性を検査できるようにしている。またＮｏ．４からＮｏ．６についても同様である。
【００２４】
図２は、本発明の（実施の形態１）における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列において、図１の画像から所定フレーム数を経過した後に生成される画像例である。
【００２５】
図２において、画像領域（Ａ）から（Ｆ）は、それぞれ互いに異なる速度で左右に移動するように構成されている。図２では、奇数番目の画像領域は右に、偶数番目の画像領域は左に移動し、その速さの絶対値は下側の画像領域ほど大きくなるように構成して画像を形成している。これにより、発生される画像列において複数の画像の動きを同時に表現でき、限られた画像列のみを用いて、低速度から高速度までの画像の動きに対して詳細な特性評価を効率よく行うことが期待できる。
【００２６】
また、画像の動きが画面の位置によって様々な動きに分散されているために、生成される画像列を主観評価に用いた際には、視線の分散が図られ、「映像酔い」と呼ばれる不快症状の発生を抑制できるという、実用的に重要な効果も併せて期待することができる。
【００２７】
なお、画像領域（Ａ）から（Ｆ）の動きの方向や大きさをランダムに選定することによって、上述のような視線の分散による映像酔いの発生を低減できることに加え、伝送系など、信号処理として動きベクトル処理を行うシステムの評価に適用して、より複雑な動きに対する特性評価を行うことが期待できる。
（実施の形態２）
図３は、本発明の（実施の形態２）における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初の１フレーム分の画像例である。また、図４は、本発明の（実施の形態２）における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列において、図３の画像から所定フレーム数を経過した後に生成される画像例である。
【００２８】
図３および図４において、画像の上方の領域（Ａ）に示す水平方向の領域に数値列、その下方の領域（Ｂ）にこれに対応する正弦波バースト群が停止画像部分として描かれている。これらは、現在表示されている画像の空間解像度に関する情報であり、本実施の形態における例では空間解像度が３００本から６００本に相当する正弦波バーストを動画特性評価用画像要素として表示していることを示している。
【００２９】
これに対して、移動する画像領域として（Ｃ）および（Ｄ）の領域があり、領域（Ｃ）には空間解像度の数値、（Ｄ）には対応する正弦波バーストが描かれている。また、図３およぴ図４の（Ｅ）は、領域（Ｄ）の水平方向への移動速度を示す文字列である。
【００３０】
図３および図４を比較してみると分かるように、領域（Ａ）、（Ｂ）および（Ｄ）は停止した状態で表示されている一方、領域（Ｃ）と領域（Ｄ）は同一速度で移動して表示されている。移動する正弦波バースト群の各々に近接して空間解像度数値が表示されていれば、現在の動きに対する動画特性を定量的に瞬時に読み取るのに好都合ではあるが、例えばディスプレイの動画表示性能が十分でないような場合には、動いている細かな数値も読み取れなくなる恐れがある。このような場合でも本実施の形態の構成では、画面の一部に、停止した状態で評価に関連する情報の表示がなされているので、この表示を参考にして総合的に判定が可能となり、ディスプレイの動画性能や動画信号処理の特性が十分でないような場合でも、適切な評価の状況を把握することができる。なお、領域（Ａ）、（Ｂ）の領域の画像は必ずしも停止した画像である必要はなく、数字が読み取れる程度にゆっくりと移動していても同様の効果が得られる。
【００３１】
図３および図４の領域（Ｅ）に4.0ppfの表記があるが、これは正弦波バースト群がスクロールする速度の情報をフレーム毎の画素数(ppf： pixel per frameの略)を単位として示したもので、本実施の形態では領域（Ｄ）の全ての正弦波バーストに対して共通の動きを示すものとして、図３または図４に示すような位置に停止した状態で表示している。この速度表記は停止して表示されているために、ディスプレイの動画性能や系統の動画信号処理の特性が十分でないような場合でも、評価中の画像の動き速度として正しく読み取ることが可能である。
（実施の形態３）
図５は、本発明の（実施の形態３）における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列の最初の１フレーム分の画像例である。また、図６は、本発明の（実施の形態３）における動画特性評価用画像発生装置で生成される画像列において、図５の画像から所定フレーム数を経過した後に生成される画像例である。図５および図６に示すようにそれぞれの画像は（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）、（Ｇ）の６個の水平方向の領域に分けられている。
【００３２】
領域（Ｆ）および領域（Ｇ）は、画像領域（Ｄ）の移動方向と直交する垂直方向に変化するパターンとして横線の本数が変化するパターンで、空間解像度の違いを表している。
【００３３】
図５および図６を比較してみると分かるように、領域（Ａ）、（Ｂ）および（Ｆ）は停止した状態で表示されている。一方領域（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｇ）は同一速度で移動して表示されている。領域（Ｆ）および（Ｇ）には１本ないし７本の横線がそれぞれの正弦波バーストの空間解像度を表す数値と併せて描かれている。これらの横線は、正弦波バーストの移動方向と直交する方向の垂直方向の画像成分を変化させて１から７までの７通りのパターンの区別をしている。
これらの横線パターンは水平方向に長い形状であるために、ディスプレイの動画性能や系統の動画信号処理の特性が十分でないような場合でも、水平方向の動きに対しては横線パターンの左右が多少ぼやけて表示される程度であり、横線の本数の見え方など、表示される画像の本質的な特徴は良好に保たれるため、画像中の動きの程度に左右されずに、適切に評価中の画像に関する情報を把握することができ、評価作業を効率的に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、例えばディスプレイ装置における信号源として用い、表示される画像を観測することで、ディスプレイ装置の動画解像度特性の定量的評価に利用できる。また、帯域圧縮処理を伴う動画伝送系統の信号源として用いて、様々な動きに対する伝送系統の圧縮効率の定量評価に利用できる。
【要約】      （修正有）【課題】装置の動画特性評価において効率的な評価を実現するとともに、主観評価の際の映像酔いの発生を抑制する。【解決手段】動画特性評価用画像発生装置において、複数の周期的パターンを空間解像度が降順または昇順になるように並べて形成した複数の画像領域Ａ〜Ｆを備え、少なくとも一つの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する。また、動画特性評価用画像発生装置において、複数の画像領域が、隣接する画像領域間で互いに反対方向に移動する部分を有するものとする。【選択図】図２【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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