(57)【要約】【課題】本発明は、入力画像を必要とせずに復号画像の画質に関係する物理量を測定することができる画質測定方法及びその装置を提供することを目的とする。【解決手段】復号画像または符号化データストリームから絵柄に依存する物理量を求め、符号化データストリームから符号化時の量子化スケールを抽出し、量子化スケールを前記絵柄に依存する物理量を用いて補正し、絵柄に依存しない画質に関係する物理量を求めることにより、入力画像を必要とせずに復号画像の画質に関係する物理量を測定することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化データストリームから復号化された復号画像から画質に関係する物理量を求める画像測定方法において、
前記復号画像または前記符号化データストリームから絵柄に依存する物理量を求め、
前記符号化データストリームから符号化時の量子化スケールを抽出し、前記量子化スケールを前記絵柄に依存する物理量を用いて補正し、絵柄に依存しない画質に関係する物理量を求めることを特徴とする画質測定方法。
【請求項２】
符号化データストリームから復号化された復号画像から画質に関係する物理量を求める画像測定装置において、
前記復号画像または前記符号化データストリームから絵柄に依存する物理量を求める絵柄依存物理量演算手段と、
前記符号化データストリームから符号化時の量子化スケールを抽出し、前記量子化スケールを前記絵柄に依存する物理量を用いて補正し、絵柄に依存しない画質に関係する物理量を求める画質関係物理量演算手段を
有することを特徴とする画質測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像測定装置において、
前記絵柄に依存する物理量は、前記復号画像の画素値の分散値であることを特徴とする画質測定装置。
【請求項４】
請求項２記載の画像測定装置において、
前記絵柄に依存する物理量は、前記符号化データストリームのＤＣＴ係数値の分散値であることを特徴とする画質測定装置。
【請求項５】
請求項２記載の画像測定装置において、
前記画質に関係する物理量は、符号化ＰＳＮＲであることを特徴とする画質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画質測定方法及びその装置に関し、特に、高能率符号化された映像信号を復号した復号画像の画質に関係する物理量を測定する画質測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、復号画像から画質に関する物理量を測定する従来の画質測定方法の一例を説明するブロック図を示す。同図中、例えばテレビジョンの映像信号等の入力画像は符号化器１０で例えばＭＰＥＧ方式による符号化を行われた後、伝送路１１を伝送されて復号化器１２に供給され、ここでテレビジョンの映像信号等の復号画像に復号化される。
【０００３】
画質に関係する物理量演算部１４には上記復号化器１２の出力する復号画像と、伝送路１３を伝送された入力画像とが供給される。画質に関係する物理量演算部１４では、画質に関係する物理量として例えばＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ　Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）を算出する。ＰＳＮＲでは平均ノイズ電力ＭＳＥを入力画像と復号画像の輝度信号の差の２乗平均とし、最大信号電力Ｓｍａｘ２を最大輝度信号の大きさの２乗として、（１）式により算出する。
【０００４】
【数１】
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但し、ｄは復号画像の画素、ｏは入力画像の画素、Ｐは計算するフレーム数（１フレームだけのときはＰ２＝Ｐ１）、Ｍ，Ｎはフレーム内の画素位置であり、Ｓｍａｘ＝２５５とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画質測定装置は、符号化器１０，復号化器１２の検査を行うことを目的としており、復号画像の画質に関係する物理量としてのＰＮＳＲを得るために入力画像が必要である。
【０００６】
このため、復号化器１２が符号化器１０から離れた場所に設置された時に、画質に関係する物理量演算部１４を復号化器１２の近傍に配置して復号画像の画質に関係する物理量としてのＰＮＳＲを監視しようとした場合、伝送路１１とは別に広い伝送帯域の伝送路１３が必要であった。従って、現実的には符号化器１０から離れた場所に設置された復号化器１２の近傍において、復号画像の画質に関係する物理量をリアルタイムに監視することが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、入力画像を必要とせずに復号画像の画質に関係する物理量を測定することができる画質測定方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１，２に記載の発明は、絵柄に依存する物理量を求め、
前記符号化データストリームから符号化時の量子化スケールを抽出し、前記量子化スケールを前記絵柄に依存する物理量を用いて補正し、絵柄に依存しない画質に関係する物理量を求めることにより、
入力画像を必要とせずに復号画像の画質に関係する物理量を測定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画質測定方法の第１実施例を説明するブロック図を示す。同図中、テレビジョンの映像信号である入力画像は符号化器２０に供給され、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１２−２（ＭＰＥＧ−２映像符号化）規格に基づいて符号化が行われ、これにより得られた符号化データストリームは伝送路２１を伝送されて復号化器２２に供給される。復号化器２２は、ＭＰＥＧ−２映像復号化を行って符号化データストリームをテレビジョンの映像信号である復号画像に復号化して復号画像を出力する。
【００１０】
画質測定装置２４は、絵柄に依存する物理量演算部２６と画質に関係する物理量演算部２８から構成されており、復号化器２２からの復号画像は絵柄に依存する物理量演算部２６に供給され、伝送路２１からの符号化データストリームは画質に関係する物理量演算部２８に供給される。また、絵柄に依存する物理量演算部２６の出力する物理量は画質に関係する物理量演算部２８に供給される。
【００１１】
ここで、図２に、符号化データストリームに含まれる量子化スケールＱと画質に関する物理量である符号化ＰＮＳＲとの関係を示す。図２では、量子化スケールＱと符号化ＰＮＳＲの関係が絵柄によって異なり一意に決まらない。
【００１２】
このため、１フレームの復号画像の画素値の分散値ＣＶを８×８画素で構成されるブロック単位で求め、この分散値ＣＶを乗算して量子化スケールＱを補正すると、図３に示すように絵柄依存性が除去され、量子化スケールＱと符号化ＰＮＳＲの関係を一意に決めることが可能となる。
【００１３】
絵柄に依存する物理量演算部２６は、（２）式により復号画像の１フレーム（全ブロック）の画素値の分散値ＣＶを算出する。
【００１４】
【数２】
2004048362.tif 000004
但し、χは全画素値の平均であり、Ｖは８×８画素のブロックにおける画素位置（ｖ，ｕ）の画素値、ｍ，ｎは復号画像画面におけるブロック位置である。
【００１５】
画質に関係する物理量演算部２８は、符号化データストリームに含まれる量子化スケールＱを抽出し、（３）式により分散値ＣＶと定数Ｃを用いて量子化スケールＱを補正して画質に関する物理量である符号化ＰＮＳＲを算出して出力する。なお、定数Ｃは図３に示す特性直線の傾きに相当し、定数Ｃを乗算することで符号化ＰＮＳＲは量子化スケールＱの値に拘わらずほぼ一定となる。
【００１６】
符号化ＰＮＳＲ＝Ｃ×Ｑ×ＣＶ　　　　　　　　　　　　…（３）
上記実施例によれば、入力画像を必要とせず、復号画像から算出した分散と符号化データストリームから抽出した量子化スケールから画質に関する物理量である符号化ＰＮＳＲを測定することができる。このため、符号化器２０から離れた場所に設置された復号化器２２の近傍において、復号画像の画質に関係する物理量をリアルタイムに監視することが可能となる。なお、この監視においては、符号化ＰＮＳＲが所定の閾値を下回ったときに異常発生とする。
【００１７】
図４は、本発明の画質測定方法の第２実施例を説明するブロック図を示す。同図中、テレビジョンの映像信号である入力画像は符号化器２０に供給され、ＩＳＯ／１ＥＣ１３８１２−２（ＭＰＥＧ−２映像符号化）規格に基づいて符号化が行われ、これにより得られた符号化データストリームは伝送路２１を伝送されて復号化器２２に供給される。復号化器２２は、ＭＰＥＧ−２映像復号化を行って符号化データストリームをテレビジョンの映像信号である復号画像に復号化して復号画像を出力する。
【００１８】
画質測定装置３４は、絵柄に依存する物理量演算部３６と画質に関係する物理量演算部３８から構成されており、伝送路２１からの符号化データストリームは絵柄に依存する物理量演算部３６と画質に関係する物理量演算部３８に供給される。
【００１９】
絵柄に依存する物理量演算部３６は、（４）式により復号画像の１フレーム（全ブロック）のＤＣＴ係数値の分散値ＣＶ’を算出する。
【００２０】
【数３】
2004048362.tif 000005
但し、χ’は全ＤＣＴ係数値の平均であり、ＦＱは８×８画素のブロックにおける位置（ｖ，ｕ）のＤＣＴ係数値、ｍ，ｎは復号画像画面におけるブロック位置である。
【００２１】
画質に関係する物理量演算部３８は、符号化データストリームに含まれる量子化スケールＱを抽出し、（５）式により分散値ＣＶ’と定数Ｃを用いて量子化スケールＱを補正して画質に関する物理量である符号化ＰＮＳＲを算出して出力する。なお、定数Ｃは図３に示す特性直線の傾きに相当し、定数Ｃを乗算することで符号化ＰＮＳＲは量子化スケールＱの値に拘わらずほぼ一定となる。
【００２２】
符号化ＰＮＳＲ＝Ｃ×Ｑ×ＣＶ’　　　　　　　　　　　　…（５）
ところで、ＤＣＴ係数の分散値ＣＶ’は画素値の分散値ＣＶとほぼ同じ値であり、（３）式と（５）式で得られる符号化ＰＳＮＲはほぼ同じ値となる。従って、符号化器２０から離れた場所に設置された復号化器２２の近傍において、復号画像の画質に関係する物理量をリアルタイムに監視することが可能となる。
【００２３】
なお、図４においては、絵柄に依存する物理量演算部３６で符号化データストリームからＤＣＴ係数値を抽出して分散値を算出しているが、復号化部２２において符号化データストリームから抽出したＤＣＴ係数値を絵柄に依存する物理量演算部３６に供給する構成としても良く、この場合には絵柄に依存する物理量演算部３６からＤＣＴ係数値抽出部を省略でき、絵柄に依存する物理量演算部３６の構成を簡略化することができる。
【００２４】
なお、絵柄に依存する物理量演算部２６，３６が請求項記載の絵柄依存物理量演算手段に対応し、画質に関係する物理量演算部２８，３８が画質関係物理量演算手段に対応する。
【００２５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明は、復号画像または符号化データストリームから絵柄に依存する物理量を求め、符号化データストリームから符号化時の量子化スケールを抽出し、量子化スケールを絵柄に依存する物理量を用いて補正し、絵柄に依存しない画質に関係する物理量を求めることにより、入力画像を必要とせずに復号画像の画質に関係する物理量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画質測定方法の第１実施例を説明するブロック図である。
【図２】量子化スケールＱと符号化ＰＮＳＲとの関係を示す図である。
【図３】量子化スケールＱと符号化ＰＮＳＲとの関係を示す図である。
【図４】本発明の画質測定方法の第２実施例を説明するブロック図である。
【図５】従来の画質測定方法の一例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
２０　符号化器
２１　伝送路
２２　復号化器
２４，３４　画質測定装置
２６，３６　絵柄に依存する物理量演算部
２８，３８　画質に関係する物理量演算部
【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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