(57)【要約】【課題】ランダム・ノイズ、圧縮ビデオ欠陥が存在してもこれらに強く、通常の番組素材を用いた動作期間中で相対チャネル遅延を測定する。【解決手段】ハイパス・フィルタ１２、１４により１対のコンポーネント信号の夫々から局部的な平均を除去し、絶対値モジュール１６、１８により絶対値を求める。相互相関モジュール２０により、コンポーネント信号の間の相互相関を求める。平均値モジュール２２、減算モジュール２４により相互相関からその平均を除去し、中心モジュール２６により相互相関の中心を見つける。乗算モジュール２８は、この中心を相対チャネル遅延の尺度としての遅延時間に変換する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号の１対のコンポーネント信号の間の相対チャネル遅延を測定する方法であって、
上記１対のコンポーネント信号から局部的平均を除去して、１対のフィルタ処理されたコンポーネント信号を発生し、
上記１対のフィルタ処理されたコンポーネント信号の間の相互相関を求め、
上記相互相関の中心を見つけ、
上記中心を、上記相対チャネル遅延の尺度としての遅延時間に変換する
ことを特徴とする相対チャネル遅延測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ビデオ測定に関し、特に、ランダム・ノイズや、圧縮によるビデオ欠陥（圧縮ビデオ欠陥）などに強く、また、定期的なプログラム・マテリアル（番組素材）を用いて通常動作期間中に実行できる相対チャネルの遅延測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン技術における関心事は、コンポーネント・アナログ・ビデオの３つのコンポーネントや、これらと等価なデジタル・データの間で、１対のチャネル間の相対遅延を自動的に測定する方法を用いることである。一例は、Ｙ（輝度）、Ｐｂ（青）、Ｐｒ（赤）コンポーネント・ビデオにおけるＹ及びＰｂの間の遅延である。従来の測定方法では、ビデオ・カラー・バー信号内の緑／マゼンタ遷移の如くビデオ信号のラインの特定部分の特定エッジや、ボウタイ信号の如くわずかに周波数の異なる複数の正弦波の和又は差がゼロになる部分のいずれかの相対位置を測定している。なお、ボウタイ信号については、米国特許第４８２９３６６号公報（特開昭６２−５４１７３号公報に対応）に記載されている。これら両方の場合において、特定信号を用い、ビデオ・ラインの小さな部分を用いて、測定を行っている。これら方法は、ビデオ波形を表示する手動測定としては直感的且つ実際的である。しかし、これら両方の方法は、ノイズの影響を比較的受けやすく、特殊テスト信号を用いるので通常動作期間中に測定できない。いずれの方法も、異なる周波数での遅延を容易に求めることができず、また異なる帯域幅にわたる遅延を平均化できない。さらに、これらの方法を自動化したものは、ビデオ信号に存在する欠陥又はノイズのために、測定が不正確になる可能性のある性能指数（figure of merit）までは本質的に達成できない。
【０００３】
他の従来方法は、米国特許第４７９２８４６号公報（特開平１−３２５８７号公報に対応）に記載されており、客観的な番組素材を用い、この番組素材のコンポーネントにおけるエッジ遷移を検出し、１つのコンポーネントを基準チャネルとして用いる。いくつかの遷移にわたって平均化したエッジ遷移の中心点の間の相対時間差により、基準チャネルに対する他の２チャネルのチャネル遅延量を求める。この遅延を用いて、複数のチャネルを再同期できる。しかし、この方法は、ノイズの影響を受けやすい。また、この方法は、ビデオ信号の欠陥又はノイズにより、測定が不正確になる可能性のある性能指数（figure of merit）までは本質的に達成できない。
【特許文献１】特開平１−３２５８７号公報
【特許文献２】特開２００３−００００００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、ランダム・ノイズ、圧縮ビデオ欠陥が存在してもこれらに強く、通常の番組素材を用いた動作期間中も実行できる相対チャネル遅延測定方法が求められている。また、ビデオ圧縮及び／又はノイズの結果により欠陥に応じても、測定の推定確度に相関した性能指数を決定することも望ましい。さらに、ＹＰｂＰｒ、ＲＧＢ、高解像度（ＨＤ）、標準解像度、コンピュータ・ビデオなどの任意のコンピュータ・ビデオ信号で動作すると共に、必然的な既知のアプリオリ（a priori：仮定された公理）でもないし、対応するデジタル・ビデオのクロック・レートにも関連しない可変サンプリング・レートで動作する相対チャネル遅延測定方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ビデオ信号の１対のコンポーネント信号の間の相対チャネル遅延を測定する方法であって；１対のコンポーネント信号（入力１及び２）から局部的平均（local mean）を除去して（１２、１４）、１対のフィルタ処理されたコンポーネント信号を発生し；１対のフィルタ処理されたコンポーネント信号の間の相互相関を求め（２０）；相互相関の中心を見つけ（２６）；中心を、相対チャネル遅延の尺度としての遅延時間に変換する（２８）ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、入力コンポーネント信号の各対から局部的な平均を除き、その結果の入力コンポーネント信号対の相互相関を求めることにより、ノイズ又は圧縮ビデオ欠陥の存在に対して強く、相対チャネル遅延を自動的に測定できる方法を提供する。相互相関から局部的な平均を除き、相互相関のピークに最も近いゼロ交差により領域境界内で相互相関の中心（centroid）を見つける。サンプリング・オフセットを除いた後に、この中心をサンプリング・レートの関数としての遅延時間に変換する。相互相関におけるピクセルの値が、遅延測定の推定確度に対する性能指数を与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細な説明から更に明らかになろう。
【実施例】
【０００８】
図１は、本発明により相対チャネル遅延を自動的に測定する方法を説明するブロック図である。２チャネルのビデオ入力信号がハイパス・フィルタ１２、１４の夫々に入力して、これら入力信号から局部的な平均が除去される。これは、イメージ処理において用いる「鋭くない」マスキング（"unsharp" masking）に等化である。ハイパス・フィルタは、元の信号と単一利得のロウパス・フィルタとの差を求めるフィルタとして実現でき、直流、傾斜などを除去する。すなわち、その後に求める相関において高周波情報を用い、遅延評価での良好な分解能を得る。
【０００９】
ハイパス・フィルタ１２、１４でろ波された（フィルタ処理した）信号は、次に、オプションとして（必要に応じて）絶対値モジュール（Y=|X|）１６、１８に夫々入力され、絶対値が発生する。これにより、遷移が同じ時点であるが異なる極性の（カラー・バーの如き）信号を相関させて、遅延を測定できる。本発明による相互相関の前後の対応ビデオ・コンポーネントを示す図２では、２つのコンポーネント・チャネルを示しているが、「オリジナル」で示すように、一方のチャネル（チャネル１）は、パルス構造であり、他方のチャネル（チャネル２）は、対応するステップ構造である。ハイパス・フィルタ１２、１４の処理により、「ＨＰＦの後」で示すようにエッジが再生しているが、チャネル１では、複数のエッジの極性が異なる。絶対値モジュール１６、１８によりこれらの絶対値を「絶対値化の後」に示すように求める。これら２つのチャネルのエッジは、同じ極性であり、遅延を測定できるように相関される。
【００１０】
フィルタ処理された１対の信号は、次に、絶対値モジュール１６，１８を介して、相互相関モジュール２０に供給される。この相互相関モジュール２０は、相互相関信号を発生すると共に、フィルタ処理された１対の信号の間の最大値の位置を求める。この相互相関信号を平均値モジュール２２に供給して、相互相関信号の平均である平均値信号を得る。相互相関モジュール２０からの相互相関信号及び平均値モジュール２２からの平均値信号を減算モジュール２４に供給して、相互相関信号からその平均値を除去する。その結果の相互相関信号を中心（セントロイド）モジュール２６に供給して、ピーク相互相関（相互相関信号のピーク）から最も近く、且つ複数のゼロ交差の間にあり、ピーク相互相関に最も近い両方のゼロ交差位置を見つけて、ピークの中心を見つける。典型的には、たとえ絶対値動作を用いた後でも、掃引及びバーストのような信号に対して減算モジュール２４の前にオリジナルの相互相関信号内のゼロ交差が存在するが、オリジナルの相互相関信号から平均を減算することは、総ての信号においてゼロ交差を確実にする。また、サンプリング・オフセットを除去する。このサンプリング・オフセットは、測定における進み（負の遅延）を合わせるために用いる予めの遅延（プリデレイ）である。
【００１１】
中心モジュール２６で求めた中心を表す信号を乗算モジュール２８に入力する。この乗算モジュール２８には、スケール・ファクタ（倍率）信号も入力して、中心を遅延時間に変換する。すなわち、［遅延時間］＝［サンプリング遅延］／［サンプリング・レート］である。このスケール・ファクタを用いて、サンプリング単位を時間単位に変換する。１．ｌ２３２３サンプリング遅延の場合、Ｔｓ＝１／［サンプル・レート］のスケール・ファクタを用い、［サンプル・レート］＝１００ＭＨｚで、Ｔｓ＝１０ｎｓなので、［遅延］＝１．２３２３×１０ｎｓ＝１２．３２３ｎｓである。また、ピークでの正規化した相互相関値は、遅延測定の推定確度用の性能指数である。すなわち、ピークでの相互相関値が大きくなれば、遅延測定の確度も高まる。
【００１２】
図３は、処理用に捕獲されたＲＧＢビデオ信号の赤コンポーネント及び緑コンポーネントの単一ラインからの対応アクティブ領域を示している。（なお、コンポーネント・ビデオ信号からのコンポーネントの任意の対が同じ方法で処理される。）これらは、次のように処理される。
【００１３】
・ステップ１：ハイパス・フィルタ１２、１４により、コンポーネント信号から局部的な平均を除去する。
・ステップ２：（オプション：相関遷移＝真ならば）絶対値モジュール１６、１８により、ハイパス・フィルタ１２、１４からのハイパス信号の絶対値を求める。
・ステップ３：相互相関モジュール２０により、各信号対の間の相互相関及び最大値の位置を求める。
・ステップ４：平均値モジュール２２及び減算モジュール２４により、相互相関信号からその平均値を除去する。
・ステップ５：最大の（ピーク）相互相関から両方の最も近いゼロ交差を見つける。
このステップ５は、次の２つのようになる。
５ａ：相互相関の進んだ（左側の）ゼロ交差用及び遅延した（右側の）ゼロ交差用の検索ウィンドウを定義する。
５ｂ：各ゼロ交差に対するピークから後方及び前方に検索する（本発明による相互相関の結果を示す図４を参照のこと）。
・ステップ６：中心モジュール２６により、これらゼロ交差の間で、相互相関の中心を見つける。
・ステップ７：サンプリング・オフセットを除去する（本発明によるサンプリング・オフセットがない場合の相互相関の結果を示す図５を参照のこと）。
・ステップ８：中心を時間に変換する。すなわち、乗算モジュール２８により、［遅延時間］＝［サンプリング遅延］／［サンプリング・レート］となる。（本発明により１対の関連コンポーネントの間の相対チャネル遅延を時間で示す図６を参照のこと。）
【００１４】
よって、本発明は、ノイズ及びその他の欠陥の存在に強い相対チャネル遅延測定方法を提供できる。この方法は、掃引、マルチバースト又は同様の正弦波信号を用いたとき、異なる帯域幅にわたって周波数及び平均遅延の関数として遅延を求めることができる。また、この方法は、測定のために番組素材（特別なテスト信号ではない）を用いることができる。さらに、この方法は、ピーク相互相関に正規化された入力チャネル・エネルギーとして得た相関係数により、測定の確度を適切にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明により相対チャネル遅延を自動的に測定する方法を説明するブロック図である。
【図２】本発明による相互相関の前後の対応ビデオ・コンポーネントを示す図である。
【図３】本発明により相対チャネル遅延を測定する際のビデオ信号の１対の関連コンポーネントの図である。
【図４】本発明による相互相関の結果を示す図であり、相互相関ピークに最も近いゼロ交差位置が判る。
【図５】本発明によるサンプリング・オフセットがない場合の相互相関の結果を示す図である。
【図６】本発明により１対の関連コンポーネントの間の相対チャネル遅延を時間で示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１２、１４  ハイパス・フィルタ
１６、１８  絶対値モジュール
２０  相互相関モジュール
２２  平均値モジュール
２４  減算モジュール
２６  中心モジュール
２８  乗算モジュール
【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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