JP2004245975A - Ｖｄｔ障害危険度情報発生装置および発生方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式に適用し、ＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置及び方法を提供すること。
【解決手段】ＶＤＴ障害危険度情報を求める際にフィールド画像信号に時間フィルタリング処理のみを施した場合の問題を解決するために、時間フィルタリング処理に加えて、画像信号に対して空間フィルタリングを施して低周波成分を通過させる。或いは、時間フィルタリング処理に加えて、フィールド画像の空間周波数を求めてＶＤＴ障害危険度情報を適応的に調整する。又は、時間フィルタリング処理に加えて、ＶＤＴ障害危険度情報の値が所定の閾値以上で所定時間継続しているかどうかを判定してＶＤＴ障害危険度情報を適応的に調整する。
【選択図】 図１
【解決手段】ＶＤＴ障害危険度情報を求める際にフィールド画像信号に時間フィルタリング処理のみを施した場合の問題を解決するために、時間フィルタリング処理に加えて、画像信号に対して空間フィルタリングを施して低周波成分を通過させる。或いは、時間フィルタリング処理に加えて、フィールド画像の空間周波数を求めてＶＤＴ障害危険度情報を適応的に調整する。又は、時間フィルタリング処理に加えて、ＶＤＴ障害危険度情報の値が所定の閾値以上で所定時間継続しているかどうかを判定してＶＤＴ障害危険度情報を適応的に調整する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置（ＶＤＴ（Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｒｍｉｎａｌ））に表示される輝度変化の激しい動画像を原因とするＶＤＴ障害の危険度を示す情報（信号）を発生させるＶＤＴ障害危険度情報発生装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビやコンピュータディスプレイなどの画像表示装置（ＶＤＴ）に表示される輝度変化の激しい動画像は、このような動画像を見る者に過度の緊張や疲労などの身体的症状を引き起こす場合があり、このような身体的症状はＶＤＴ障害として知られている。
【０００３】
近年、コンピュータグラフィックス技術や仮想現実技術の進歩に伴い、種々様々な映像が画像表示装置上に表示されるようになっている。これらの映像の中には像が激しく明滅するものがありこの種の画像を見るものにＶＤＴ障害を引き起こす危険性が指摘されている。例えば、１０Ｈｚから３０Ｈｚ程度の周波数で激しく明滅する画像（フリッカー）は、過度の緊張や乗り物酔いに類似した症状を引き起こしたり、場合によっては、激しい痙攣を引き起こしたりすることが報告されている。
【０００４】
この種のフリッカーによるＶＤＴ障害を防止するための技術が特許文献１に開示されている。この技術は、ＶＤＴ障害を引き起こす可能性の高い１０Ｈｚ付近の画像信号の時間周波数成分を時間フィルタにより減衰するものである。しかしながら、この技術によれば、ＶＤＴ障害の可能性を低下させることはできるが、表示される画像信号自体にフィルタリング処理を施すことになるために表示される画像が劣化するという問題がある。
【０００５】
そこで、ＶＤＴ障害を引き起こす可能性の高い画像信号から危険度情報（信号）を得ることができれば、この危険度情報を利用して種々の対応策が可能となる。例えば、危険度情報に応じて上述のＶＤＴ障害防止技術を適用するようにすれば表示画像の劣化を抑えることができる。また、ＶＤＴ障害を引き起こす可能性の高い画像信号の検出に応じて警報（アラーム）を発して視聴者に注意を促すことも可能となる。さらに又、上述の危険度情報が極めて高い場合には画像表示を一時停止させるなどの措置をとることもできる。
【０００６】
上述の危険度情報を求める従来技術は、本願の出願人により出願された特許文献２に開示されている。図６を参照してこの従来技術を説明する。尚、以下の説明では、ＮＴＳＣやＰＡＬなどで採用されているインターレース（飛越走査）方式に即して説明するが、この従来例はノンインターレース（順次走査）方式の画像処理の場合にも適用可能である。
【０００７】
図６に示した従来例は、ＶＤＴの原色信号発生器１０から表示装置に出力される原色信号Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）を利用してＶＤＴ障害危険度情報を求めるものである。尚、原色信号発生器１０には、周知のように、輝度信号Ｙ及び色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ及びＢ−Ｙ）が入力されている。原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理して危険度情報演算部１２に加える信号処理部１４，１６及び１８は夫々同一構成なので、信号処理部１４のみの内部構成ブロックを示し、他の信号処理部１６及び１８の内部構成の図示及びその説明を省略する。
【０００８】
アナログ信号である原色信号Ｒはフィールドを単位としてアナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２０に入力されてデジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器２０のデジタル信号出力はフィールドメモリ２２及び時間ローパスフィルタ２４の一部を構成するフィールドメモリ２６に入力される。時間ローパスフィルタ２４は、上記のフィールドメモリ２６の他に、フィールドメモリ２８，３０及び演算器３２を有する。
【０００９】
インターレース方式では、１フレームを構成する２つのフィールド（奇数及び偶数フィールド）が、フレーム周波数の２倍の周波数（ＮＴＳＣ方式では３０Ｈｚ）で走査されるが、図６の信号処理では、これらの２つのフィールドを区別せずに夫々のフィールドに含まれる画素信号の処理が行われる。演算器３２は、フィールドメモリ２６に記憶されているフレームの各画素信号値と、フィールドメモリ２８に記憶されている直前のフィールドの対応する画素信号値とから、次の（１）式を用いて新たな画素信号を求める。
Ｉｉ’（ｔ）＝（１−δ）×Ｉｉ（ｔ）＋δ×Ｉｉ（ｔ−Δｔ） ・・・（１）
式（１）において、ｉは各フィールドの画素の座標を表し、Ｉｉ（ｔ）は時刻ｔに於ける座標値ｉの画素信号の値（大きさ）を示し、Δｔは逐次入力する２つのフィールドの時間間隔（ＮＴＳＣ方式ではΔｔは６０分の１秒）である。またδはローパスフィルタの特性を定める定数であって、０＜δ≦１であり、例えば０．７に設定される。この定数δの値に応じて画像のボケ状態が異なるのでδはボケ係数と呼ばれる。
【００１０】
演算器３２は、上述のように、フィールド２６に記憶されている各画素信号Ｉｉ（ｔ）と、フレームメモリ２８に記憶されている１フィールド前の対応する画素信号Ｉｉ（ｔ−Δｔ）とに夫々に重み付けの積算を行って加算し、このように積和演算された各画素信号を次に設けたフィールドメモリ３０に保持する。従って、フィールドメモリ３０には、過去の隣接するフィールドの対応する画素信号値と係数α及び（１−α）が積和演算された画素信号値を反映した画素信号が蓄積される。
【００１１】
ＶＤＴ障害危険度情報演算器１２は、上述の時間ローパスフィルタ２４の出力（ローパスフィルタリングを受けたフィールド画素信号）と、フィールドメモリ２２に保持されているフィルタ処理を受けていないフィールド画素信号とを受けると共に、他の信号処理部１６及び１８の夫々からも信号処理部１４と同様のフィールド画素信号を受ける。その後、夫々の信号処理部からの対応する画素信号値の差分をとって、次の式（２）に従ってＶＤＴ障害危険度を演算し、ＶＤＴ障害危険度情報ｅ（ｔ）を出力する。
【００１２】
【数１】
【００１３】
式（２）において、ｗｃは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色信号成分に対する重み付けの係数ｗＲ，ｗＧ，ｗＢ（０＜ｗＲ，ｗＧ，ｗＢ≦１．０）を表す。Ｉｉ（ｔ）は、原色信号Ｒについて演算を行なっている場合には原色信号Ｒのフィールドの時刻ｔにおける座標値ｉでの画素信号値を示し、原色信号Ｇ及びＢについて演算を行なっている場合には夫々原色信号Ｇ及びＢのフィールドの時刻ｔにおける座標値ｉでの画素信号値を示す。Ｉｉ’（ｔ）は式（１）で求められる。Ｉｍａｘはフィールドの各画素における画素信号値の最大値であり、例えば各画素信号を８ビットで表現した場合には「２５５」になる。Ｎは１フィールドの画素信号数の総数を示し、例えば１フレームが６４０×４８０個の画素信号からなる場合には、Ｎ＝１５３６００（＝６４０×４８０）となる。ｍはＶＤＴ障害危険性に対する人間の感性の非線形性を示す指数であり、例えば「１」「２」或いは「３」の何れかに設定される。
【００１４】
式（２）において、重み付けの係数ｗＲ，ｗＧ，ｗＢを異ならせれば、画像の色彩に応じてＶＤＴ障害危険性を異ならせることができる。一般的には、赤色の画像の明滅がＶＤＴ障害を引き起こしやすいので重み付けの係数ｗＲを他の係数ｗＧ，ｗＢよりも大きくすれば、赤色の画像の明滅がＶＤＴ障害危険情報（ｅ（ｔ））に反映される。更に、１フィールドの画素信号数の総数Ｎにより正規化することにより、画像表示装置の表示画面の大きさの違いがＶＤＴ障害危険情報（ｅ（ｔ））に与える影響を低減することができる。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−２８６６５３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５４６４８号公報（第１０−１１頁、第６−７図）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のＶＤＴ障害危険度情報を求める技術によれば、フィールドの全域にわたって時間フィルタリング処理を行なった画素信号と、フィルタリング処理を行わない画素信号との差分を累積して危険度情報ｅ（ｔ）を算出している。このため、ＶＤＴ障害の危険性のないホワイトノイズ或いは画像の輪郭部などにより危険度情報値が高くなり、ＶＤＴ障害の危険性を人間の視覚特性に即して適切に評価することが困難な場合があるという問題があった。
【００１７】
すなわち、原色信号にホワイトノイズが乗ると、時間フィルタリング処理を行なわない画素信号と処理を行なった画素信号との差分値が大きくなり、危険度情報の値が非常に高くなる場合がある。例えば、画像の半分の画素が点滅する場合、点滅する半分の画素の位置が点在する第１の場合（即ちランダムに位置する場合）と、点滅する画素が画像の半分の領域にまとまって存在する第２の場合とがある。点滅する画素が点在する第１の場合はＶＤＴ障害の危険度は低く、一方、点滅する画素が集中している第２の場合は危険度が非常に高い。しかしながら、従来の技術では、第１の場合と第２の場合とを区別できないために同じようにＶＤＴ障害の危険度が高いと判断するという問題がある。
【００１８】
また、画像の輪郭部では隣接するフィールドの間で対応する画素信号の値が急激に変化する場合があり、その結果、上述の場合と同様に、時間フィルタリング処理を行なわない画素信号と処理を行なった画素信号との差分値が非常に大きくなり危険度情報の値が高くなるという不具合があった。
【００１９】
また、画像のフリッカー全てがＶＤＴ障害に結びつくとは言えず、ＶＤＴ障害の危険性の度合いは、フリッカーの周期（時間間隔）だけでなく、フリッカーが表示される領域にも依存する。つまり、フリッカーが表示される領域がある程度大きくてフリッカーの表示時間がながい程、身体的症状に与える影響は顕著になり、ＶＤＴ障害の危険性が高くなる。つまり、局所的あるいは一時的なフリッカーは、ＶＤＴ障害を引き起こす危険性が低い。したがって、ＶＤＴ障害を適正に定量化して、人間の身体的症状に与える影響を正しく評価するためには、空間要素を考慮する必要がある。
【００２０】
上述のＶＤＴ障害危険度情報を求める技術では、空間要素が考慮されることなくＶＤＴ障害の危険性を求めている。従って、現在のフィールドと過去のフィールドにわたって累積的に危険度指標値が算出されるため、人間の視覚では識別できない程の局所的な領域で連続的にフリッカーが発生した場合にはリスク指標値が異常に高くなるという問題がある。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、インターレース方式或いはノンインターレース方式の画像信号によるＶＤＴ障害の危険性を、人間の視覚特性に即して適切に定量化することができるＶＤＴ障害危険性定量化装置および方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理と空間フィルタリング処理とを施して夫々低周波成分を通過させる画像信号処理手段と、該画像信号処理手段の出力を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段とを有している。
【００２３】
本願の第２の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理および空間フィルタリング処理を施して夫々低周波成分を通過させて第１の画像信号を生成する第１の画像信号処理手段と、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に空間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させて第２の画像信号を生成する第２の画像信号処理手段と、前記第１及び前記第２の画像信号処理手段から出力する画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段とを有している。
【００２４】
本願の第３の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理を施す時間ローパスフィルタと、画像信号をフィールド或いはフレーム単位で保持するメモリと、フィールド或いはフレーム単位に空間周波数を求める空間周波数算出部とを有する画像信号処理手段と、前記時間ローパスフィルタと、前記メモリと、前記空間周波数算出部との出力を用いてＶＤＴ障害の危険度を表す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段とを有している。
【００２５】
本願の第４の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間周波数の低周波成分を通過させる時間ローパスフィルタと、画像信号をフィールド或いはフレーム単位で一時的に保持するメモリと、前記時間ローパスフィルタ及びメモリから画像信号を受けてＶＤＴ障害の危険度を示す情報をフィールド或いはフレーム単位で出力するＶＤＴ障害危険度情報演算手段と、該ＶＤＴ障害危険度情報演算手段の出力を受けて、前記危険度を示す信号の値の内、所定の閾値以上であって所定時間継続している危険度を示す信号を選択的に出力するＶＤＴ障害危険度情報判定部とを有している。
【００２６】
本願の第５の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理と空間フィルタリング処理とを施して夫々低周波成分を通過させるステップと、（ｂ） ステップ（ａ）の処理を施した画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するステップとを含んでいる。
【００２７】
本願の第６の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理および空間フィルタリング処理を施して夫々低周波成分を通過させて第１の画像信号を生成するステップと、（ｂ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に空間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させて第２の画像信号を生成するステップと、（ｃ） 前記第１及び前記第２の画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるステップとを含んでいる。
【００２８】
本願の第６の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させるステップと、（ｂ） 画像信号をフィールド或いはフレーム単位で保持するステップと、（ｃ） ステップ（ｂ）で保持された画像信号を取り出してフィールド或いはフレーム単位に空間周波数を求めるステップと、（ｄ） ステップ（ａ）の処理を施された画像信号と、ステップ（ｂ）に保持された画像信号と、ステップ（ｃ）で求めた空間周波数とを用いてＶＤＴ障害の危険度を表す情報を求めるステップとを有している。
【００２９】
本願の第７の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間周波数の低周波成分を通過させるステップと、（ｂ） 画像信号をフィールド或いはフレーム単位で一時的に保持するステップと、（ｃ） ステップ（ａ）の処理を受けた画像信号と、ステップ（ｂ）で保持された画像信号を受けてＶＤＴ障害の危険度を示す情報をフィールド或いはフレーム単位で出力するステップと、（ｅ） ステップ（ｄ）で出力された情報の内、所定の閾値以上の情報であって所定時間継続している情報を危険度を表す情報として出力するステップとを有している。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付の図を参照して説明する。本発明に係る実施の形態はハードウェア或いはソフトウェアのいずれによっても実現可能である。本発明に係る実施の形態は、インターレース方式の画像信号によるＶＤＴ障害の危険性を定量化する場合について説明するが、ノンインターレース方式の画像信号にも応用可能である。尚、本発明は、上述の特許文献２に開示された従来技術を前提としたものであり、時間ローパスフィルタのみを使用した場合の問題を解決するものである。したがって、既に説明した従来技術については、本発明を説明するために必要となる場合を除きその説明を省略する。
【００３１】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明の実施の形態１に係るＶＤＴ障害危険度情報を求める装置（システム）をブロック図で示す。
【００３２】
図１では原色信号Ｒについての構成のみを示す。他の原色信号Ｇ及びＢについても同様の構成なので図示及び説明を省略する。ＶＤＴ障害危険度情報演算器１２は、図６の場合と同様に、原色信号Ｒ、Ｇ及びＢ毎に信号処理された画像信号が入力される。尚、原色信号Ｒ、Ｇ及びＢの変わりに輝度信号Ｙを用いてＶＤＴ障害危険度情報を求めることも可能である。この場合、図１の原色信号Ｒに変えて輝度信号Ｙを入力すればよい。他の実施の形態においても輝度信号を用いることが可能なことは同様である。
【００３３】
図１に示すように、本発明の実施の形態１は、図６のＡ／Ｄ変換器２０の次に空間ローパスフィルタ４０を設けたものであり、このフィルタ４０の出力が図６に示した時間ローパスフィルタ２４及びフィールドメモリ２２に入力される。空間ローパスフィルタ４０は、この実施の形態１では、例えば、フィールドメモリ４２，４４及び演算器４６から構成される。空間ローパスフィルタ自体は公知であり、入力画像の空間周波数（画素信号値のフィールド面内での周期）の高周波成分を除去する（画像を平滑化する）ものである。
【００３４】
図６で説明した従来技術と同様に、画像信号Ｒが、フィールド単位で、Ａ／Ｄ変換器２０から隣接するフィールド（奇数及び偶数フィールド）を区別しないで空間周波数ローパスフィルタ４０に入力される。入力されたフィールド単位の画素信号は、順次、フィールドメモリ４２に記憶される。
【００３５】
図２は、空間ローパスフィルタ４０の動作例を説明する図である。演算器４６は、フィールドメモリ４２に記憶されているフィールド画像の一部（図２の場合は６×６（＝３６）個の画素信号を取り出し、この画素信号と、演算器４６に予め設定して３×３（図２の場合）のローパスフィルタリング係数とを畳み込み演算を行なって、平滑化した６×６の出力画像をフィールドメモリ４４に出力する。この動作を順次フィールド全体の画素信号について行い、演算後の画素信号を順次フィールドメモリ４４に出力する。尚、フィルタリング係数は、入力するフィールド画像信号を考慮して決定されるものであり、図２に示す係数は単なる例示である。更に、１度にフィルタリングされる入力画素数は３６（＝６×６）に限定されないことはもちろんであり、フィルタに入力されたフィールドの端部付近の画素信号のフィルタ処理については公知の方法で行なえばよい。
【００３６】
空間ローパスフィルタ４０は、フィールド画素を２次元的（走査線と並行方向及び直角方向）に平滑化するので、走査線と直交する方向の画素の空間周波数の高周波成分（最高周波数は隣接する走査線間隔に相当する周波数成分）、及び、走査線方向に短い周期で変化する横方向の画素の縞模様による高周波成分を除去することができる。
【００３７】
したがって、空間ローパスフィルタ４０を設けたことにより、ホワイト雑音に起因するフィールドの空間周波数の高周波成分、或いは、画像の輪郭部で発生する空間周波数の高周波成分を除去することができる。これらの空間高周波成分はＶＤＴ障害の原因になる可能性が低いので、このような空間高周波成分を除去した画素信号を次段の時間ローパスフィルタ２４及びフィールドメモリ２２を送れば、ＶＤＴ障害危険度情報演算器１２から信頼性の高いＶＤＴ障害危険度情報を得ることができる。
【００３８】
図３は上述の本発明の実施の形態１の変形例を示す図である。
【００３９】
図１を参照して説明した実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換された入力画像信号は空間ローパスフィルタ４０において空間高周波成分を除去されて２つに分岐し、一方の信号は時間ローパスフィルタを介してＶＤＴ障害危険度情報演算部１２に入力し、他方の信号はそのまま演算部１２に入力している。
【００４０】
一方、図３に示す実施の形態１の変形例では、Ａ／Ｄ変換された入力画像信号は２つに分岐され、分岐された一方の画素信号は、時間ローパスフィルタ２４において時間高周波成分を除去された後に空間ローパスフィルタ４０ａにおいて空間高周波成分が除去されて演算器１２に入力し、一方、分岐された他方の画素信号は、フィールドメモリに一時的に保持された後に空間ローパスフィルタ４０ｂにおいて空間高周波成分が除去されて演算器１２に入力される。図３の変形例で使用するローパスフィルタ４０ａ及び４０ｂは夫々図１のローパスフィルタ４０と同構成としてよい。このように、図３の変形例はＡ／Ｄ変換器２０から出力される画像信号（フィールド画像信号）を２つに分岐して、夫々の画像信号に対して空間ローパスフィルタリングを施している点のみが図１の実施の態様１と異なる。したがって、図３の変形例の動作は図１の実施の形態１の説明から容易に理解できる。
【００４１】
尚、図３の変形例において、空間ローパスフィルタ４０ａ及び４０ｂを夫々時間ローパスフィルタ２４及びフィールドメモリ２２の前に設けるようにしてもよい。
【００４２】
＜実施の形態２＞
図４を参照して本発明の実施の形態２を説明する。本実施の形態は、図４（Ａ）に示すように、図６のフィールドメモリ２２の次に空間周波数算出部４８を設けたものである。フィールドメモリ２２からＶＤＴ障害危険度情報演算器１２にフィールド画像信号が直接入力される点は従来例と同様である。
【００４３】
図４（Ｂ）を参照して、空間周波数算出部４８の動作を説明する。空間周波数算出部４８は、算出したフィールドの走査線方向及びこれに直角方向での画素信号の空間周波数の中間値或いは最高値に基づいて係数ａ（０＜ａ≦１）を求め、この係数ａをＶＤＴ障害危険度情報演算部１２に出力する。演算部１２は、係数ａを考慮しないで演算した危険度情報に係数ａを乗算して危険度情報ｅ（ｔ）を外部に出力する。
【００４４】
図４（Ｂ）の（ａ）に示すように、フィールドメモリ２２から空間周波数算出部４８に、フィールドの全面が一色（白、赤などの単色）の画素信号が送られてきた場合は、このフィールドの空間周波数は略ゼロである。このような場合には画像を見る者に対してＶＤＴ障害を引き起こす危険度が高い。つまり、以後のフィールド画面で図４（Ｂ）の（ａ）と異なる色信号がフィールド全面に存在し、ＶＤＴ画面全体の色が１０Ｈｚ（例えば）前後で一定時間継続して変化する場合にはＶＤＴ障害の危険性が極めて大きくなる。このような場合には、係数ａを最大値である１或いは１に極めて近い値として出力する。
【００４５】
一方、図４（Ｂ）の（ｃ）に示すように、空間周波数算出部４８がフィールドメモリ２２から、フィールド全面にランダム雑音が加わっている画像信号を受けた場合は、算出されるフィールドの空間周波数は非常に高くなる（走査線と直角方向の最高周波数は上述したように隣接する走査線間隔に等しい）。このような場合には、ＶＤＴ障害危険度は非常に少ないので、算出部４２は略ゼロの係数ａを出力する。
【００４６】
他方、図４（Ｂ）の（ｂ）に示すように、空間周波数算出部４８が受け取るフィールド画像信号が、例えば、白一色の背景に赤一色の領域を示す場合、白と赤の領域の境目（エッジ）部分において比較的高い空間周波数が発生する。しかし、フィールド全体の空間周波数の中間値はそれ程高くはならない。この場合、後続のフィールド画像信号において、赤の領域が明滅すると仮定すると、上述の画面全体が明滅する場合に比べてＶＤＴ障害の危険度は低いが、依然としてＶＤＴ障害危険度は比較的高いといえる。したがって、算出部４２は、算出した空間周波数に応じて係数ａ（図４（Ｂ）の（ａ）と（ｃ）の中間値）をＶＤＴ障害危険度情報算出部１２に出力する。この場合の係数ａの実際の値は、ＶＤＴ画面の大きさ、図４（Ｂ）の（ｂ）で例示した赤領域の大きさと空間周波数の関係、赤領域の大きさに基づくＶＤＴ障害の危険性などを考慮して決定される。
【００４７】
上述の説明では、空間周波数算出部４８が空間周波数を計算して係数ａを出力するとしたが、係数ａを出力する代わりに空間周波数そのものを出力するようにしてもよい。この場合、空間周波数算出部４８は空間周波数に応じてＶＤＴ障害危険度情報の値を変更して出力するようにすればよい。
【００４８】
＜実施の形態３＞
図５を参照して本発明に係る実施の形態３を説明する。本実施の形態は、図５に示すように、図６のＶＤＴ障害危険度情報算出部１２の次に、この算出部１２が出力する危険度情報ｅ（ｔ）’を判定する危険度情報判定部５０を設けたものである。
【００４９】
上述したように、ＶＤＴ障害危険度情報算出部１２は、フィールド単位にＶＤＴ障害危険度情報を演算して出力する。しかしながら、或るフィールドにおいてＶＤＴ障害危険度情報の値が予め設定した閾値を超えたとしても、後続のフィールドにおいて閾値を超える危険度情報の値が所定時間継続しなければ、実際にはＶＤＴ障害の危険度は非常に小さいといえる。換言すれば、ＶＤＴ障害情報の値が散発的に閾値を超えたとしても、実際にＶＤＴ障害を引き起こす危険度は低い。上述の閾値及び継続時間は、ＶＤＴ障害に関連する人間の視覚特性などを考慮して求められる。
【００５０】
以上の説明では、インターレース方式の画像信号について本発明の実施の形態を説明したが、本発明はノンインターレース方式にも適用できる。この場合、上述のフィールドメモリは１フレームを記憶するフレームメモリとする必要がある。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ＶＤＴ障害危険度情報を求める際に、フィールド画像信号に時間フィルタリング処理のみを施した場合の問題を解決することができる。つまり、ＶＤＴ障害の危険性のないホワイトノイズ或いは画像の輪郭部などにより危険度情報値が高くなるという不具合を除去することが可能であり、ＶＤＴ障害の危険性を人間の視覚特性に即して適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を説明するブロック図。
【図２】図１の空間ローパスフィルタの動作例を説明する図。
【図３】図１の実施の形態１の変形例を示すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態２を説明するブロック図。
【図５】本発明の実施の形態３を説明するブロック図。
【図６】従来例を示すブロック図。
【符号の説明】
１２：ＶＤＴ障害危険度情報算出部
２０：Ａ／Ｄ変換器
２４：時間ローパスフィルタ
２２、４２、４４：フィールドメモリ
４０、４０ａ、４０ｂ：空間ローパスフィルタ
４６：空間ローパスフィルタの算出部
４８：空間周波数算出部
５０：危険度情報判定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置（ＶＤＴ（Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｒｍｉｎａｌ））に表示される輝度変化の激しい動画像を原因とするＶＤＴ障害の危険度を示す情報（信号）を発生させるＶＤＴ障害危険度情報発生装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビやコンピュータディスプレイなどの画像表示装置（ＶＤＴ）に表示される輝度変化の激しい動画像は、このような動画像を見る者に過度の緊張や疲労などの身体的症状を引き起こす場合があり、このような身体的症状はＶＤＴ障害として知られている。
【０００３】
近年、コンピュータグラフィックス技術や仮想現実技術の進歩に伴い、種々様々な映像が画像表示装置上に表示されるようになっている。これらの映像の中には像が激しく明滅するものがありこの種の画像を見るものにＶＤＴ障害を引き起こす危険性が指摘されている。例えば、１０Ｈｚから３０Ｈｚ程度の周波数で激しく明滅する画像（フリッカー）は、過度の緊張や乗り物酔いに類似した症状を引き起こしたり、場合によっては、激しい痙攣を引き起こしたりすることが報告されている。
【０００４】
この種のフリッカーによるＶＤＴ障害を防止するための技術が特許文献１に開示されている。この技術は、ＶＤＴ障害を引き起こす可能性の高い１０Ｈｚ付近の画像信号の時間周波数成分を時間フィルタにより減衰するものである。しかしながら、この技術によれば、ＶＤＴ障害の可能性を低下させることはできるが、表示される画像信号自体にフィルタリング処理を施すことになるために表示される画像が劣化するという問題がある。
【０００５】
そこで、ＶＤＴ障害を引き起こす可能性の高い画像信号から危険度情報（信号）を得ることができれば、この危険度情報を利用して種々の対応策が可能となる。例えば、危険度情報に応じて上述のＶＤＴ障害防止技術を適用するようにすれば表示画像の劣化を抑えることができる。また、ＶＤＴ障害を引き起こす可能性の高い画像信号の検出に応じて警報（アラーム）を発して視聴者に注意を促すことも可能となる。さらに又、上述の危険度情報が極めて高い場合には画像表示を一時停止させるなどの措置をとることもできる。
【０００６】
上述の危険度情報を求める従来技術は、本願の出願人により出願された特許文献２に開示されている。図６を参照してこの従来技術を説明する。尚、以下の説明では、ＮＴＳＣやＰＡＬなどで採用されているインターレース（飛越走査）方式に即して説明するが、この従来例はノンインターレース（順次走査）方式の画像処理の場合にも適用可能である。
【０００７】
図６に示した従来例は、ＶＤＴの原色信号発生器１０から表示装置に出力される原色信号Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）を利用してＶＤＴ障害危険度情報を求めるものである。尚、原色信号発生器１０には、周知のように、輝度信号Ｙ及び色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ及びＢ−Ｙ）が入力されている。原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理して危険度情報演算部１２に加える信号処理部１４，１６及び１８は夫々同一構成なので、信号処理部１４のみの内部構成ブロックを示し、他の信号処理部１６及び１８の内部構成の図示及びその説明を省略する。
【０００８】
アナログ信号である原色信号Ｒはフィールドを単位としてアナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２０に入力されてデジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器２０のデジタル信号出力はフィールドメモリ２２及び時間ローパスフィルタ２４の一部を構成するフィールドメモリ２６に入力される。時間ローパスフィルタ２４は、上記のフィールドメモリ２６の他に、フィールドメモリ２８，３０及び演算器３２を有する。
【０００９】
インターレース方式では、１フレームを構成する２つのフィールド（奇数及び偶数フィールド）が、フレーム周波数の２倍の周波数（ＮＴＳＣ方式では３０Ｈｚ）で走査されるが、図６の信号処理では、これらの２つのフィールドを区別せずに夫々のフィールドに含まれる画素信号の処理が行われる。演算器３２は、フィールドメモリ２６に記憶されているフレームの各画素信号値と、フィールドメモリ２８に記憶されている直前のフィールドの対応する画素信号値とから、次の（１）式を用いて新たな画素信号を求める。
Ｉｉ’（ｔ）＝（１−δ）×Ｉｉ（ｔ）＋δ×Ｉｉ（ｔ−Δｔ） ・・・（１）
式（１）において、ｉは各フィールドの画素の座標を表し、Ｉｉ（ｔ）は時刻ｔに於ける座標値ｉの画素信号の値（大きさ）を示し、Δｔは逐次入力する２つのフィールドの時間間隔（ＮＴＳＣ方式ではΔｔは６０分の１秒）である。またδはローパスフィルタの特性を定める定数であって、０＜δ≦１であり、例えば０．７に設定される。この定数δの値に応じて画像のボケ状態が異なるのでδはボケ係数と呼ばれる。
【００１０】
演算器３２は、上述のように、フィールド２６に記憶されている各画素信号Ｉｉ（ｔ）と、フレームメモリ２８に記憶されている１フィールド前の対応する画素信号Ｉｉ（ｔ−Δｔ）とに夫々に重み付けの積算を行って加算し、このように積和演算された各画素信号を次に設けたフィールドメモリ３０に保持する。従って、フィールドメモリ３０には、過去の隣接するフィールドの対応する画素信号値と係数α及び（１−α）が積和演算された画素信号値を反映した画素信号が蓄積される。
【００１１】
ＶＤＴ障害危険度情報演算器１２は、上述の時間ローパスフィルタ２４の出力（ローパスフィルタリングを受けたフィールド画素信号）と、フィールドメモリ２２に保持されているフィルタ処理を受けていないフィールド画素信号とを受けると共に、他の信号処理部１６及び１８の夫々からも信号処理部１４と同様のフィールド画素信号を受ける。その後、夫々の信号処理部からの対応する画素信号値の差分をとって、次の式（２）に従ってＶＤＴ障害危険度を演算し、ＶＤＴ障害危険度情報ｅ（ｔ）を出力する。
【００１２】
【数１】
式（２）において、ｗｃは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色信号成分に対する重み付けの係数ｗＲ，ｗＧ，ｗＢ（０＜ｗＲ，ｗＧ，ｗＢ≦１．０）を表す。Ｉｉ（ｔ）は、原色信号Ｒについて演算を行なっている場合には原色信号Ｒのフィールドの時刻ｔにおける座標値ｉでの画素信号値を示し、原色信号Ｇ及びＢについて演算を行なっている場合には夫々原色信号Ｇ及びＢのフィールドの時刻ｔにおける座標値ｉでの画素信号値を示す。Ｉｉ’（ｔ）は式（１）で求められる。Ｉｍａｘはフィールドの各画素における画素信号値の最大値であり、例えば各画素信号を８ビットで表現した場合には「２５５」になる。Ｎは１フィールドの画素信号数の総数を示し、例えば１フレームが６４０×４８０個の画素信号からなる場合には、Ｎ＝１５３６００（＝６４０×４８０）となる。ｍはＶＤＴ障害危険性に対する人間の感性の非線形性を示す指数であり、例えば「１」「２」或いは「３」の何れかに設定される。
【００１４】
式（２）において、重み付けの係数ｗＲ，ｗＧ，ｗＢを異ならせれば、画像の色彩に応じてＶＤＴ障害危険性を異ならせることができる。一般的には、赤色の画像の明滅がＶＤＴ障害を引き起こしやすいので重み付けの係数ｗＲを他の係数ｗＧ，ｗＢよりも大きくすれば、赤色の画像の明滅がＶＤＴ障害危険情報（ｅ（ｔ））に反映される。更に、１フィールドの画素信号数の総数Ｎにより正規化することにより、画像表示装置の表示画面の大きさの違いがＶＤＴ障害危険情報（ｅ（ｔ））に与える影響を低減することができる。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−２８６６５３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５４６４８号公報（第１０−１１頁、第６−７図）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のＶＤＴ障害危険度情報を求める技術によれば、フィールドの全域にわたって時間フィルタリング処理を行なった画素信号と、フィルタリング処理を行わない画素信号との差分を累積して危険度情報ｅ（ｔ）を算出している。このため、ＶＤＴ障害の危険性のないホワイトノイズ或いは画像の輪郭部などにより危険度情報値が高くなり、ＶＤＴ障害の危険性を人間の視覚特性に即して適切に評価することが困難な場合があるという問題があった。
【００１７】
すなわち、原色信号にホワイトノイズが乗ると、時間フィルタリング処理を行なわない画素信号と処理を行なった画素信号との差分値が大きくなり、危険度情報の値が非常に高くなる場合がある。例えば、画像の半分の画素が点滅する場合、点滅する半分の画素の位置が点在する第１の場合（即ちランダムに位置する場合）と、点滅する画素が画像の半分の領域にまとまって存在する第２の場合とがある。点滅する画素が点在する第１の場合はＶＤＴ障害の危険度は低く、一方、点滅する画素が集中している第２の場合は危険度が非常に高い。しかしながら、従来の技術では、第１の場合と第２の場合とを区別できないために同じようにＶＤＴ障害の危険度が高いと判断するという問題がある。
【００１８】
また、画像の輪郭部では隣接するフィールドの間で対応する画素信号の値が急激に変化する場合があり、その結果、上述の場合と同様に、時間フィルタリング処理を行なわない画素信号と処理を行なった画素信号との差分値が非常に大きくなり危険度情報の値が高くなるという不具合があった。
【００１９】
また、画像のフリッカー全てがＶＤＴ障害に結びつくとは言えず、ＶＤＴ障害の危険性の度合いは、フリッカーの周期（時間間隔）だけでなく、フリッカーが表示される領域にも依存する。つまり、フリッカーが表示される領域がある程度大きくてフリッカーの表示時間がながい程、身体的症状に与える影響は顕著になり、ＶＤＴ障害の危険性が高くなる。つまり、局所的あるいは一時的なフリッカーは、ＶＤＴ障害を引き起こす危険性が低い。したがって、ＶＤＴ障害を適正に定量化して、人間の身体的症状に与える影響を正しく評価するためには、空間要素を考慮する必要がある。
【００２０】
上述のＶＤＴ障害危険度情報を求める技術では、空間要素が考慮されることなくＶＤＴ障害の危険性を求めている。従って、現在のフィールドと過去のフィールドにわたって累積的に危険度指標値が算出されるため、人間の視覚では識別できない程の局所的な領域で連続的にフリッカーが発生した場合にはリスク指標値が異常に高くなるという問題がある。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、インターレース方式或いはノンインターレース方式の画像信号によるＶＤＴ障害の危険性を、人間の視覚特性に即して適切に定量化することができるＶＤＴ障害危険性定量化装置および方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理と空間フィルタリング処理とを施して夫々低周波成分を通過させる画像信号処理手段と、該画像信号処理手段の出力を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段とを有している。
【００２３】
本願の第２の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理および空間フィルタリング処理を施して夫々低周波成分を通過させて第１の画像信号を生成する第１の画像信号処理手段と、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に空間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させて第２の画像信号を生成する第２の画像信号処理手段と、前記第１及び前記第２の画像信号処理手段から出力する画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段とを有している。
【００２４】
本願の第３の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理を施す時間ローパスフィルタと、画像信号をフィールド或いはフレーム単位で保持するメモリと、フィールド或いはフレーム単位に空間周波数を求める空間周波数算出部とを有する画像信号処理手段と、前記時間ローパスフィルタと、前記メモリと、前記空間周波数算出部との出力を用いてＶＤＴ障害の危険度を表す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段とを有している。
【００２５】
本願の第４の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間周波数の低周波成分を通過させる時間ローパスフィルタと、画像信号をフィールド或いはフレーム単位で一時的に保持するメモリと、前記時間ローパスフィルタ及びメモリから画像信号を受けてＶＤＴ障害の危険度を示す情報をフィールド或いはフレーム単位で出力するＶＤＴ障害危険度情報演算手段と、該ＶＤＴ障害危険度情報演算手段の出力を受けて、前記危険度を示す信号の値の内、所定の閾値以上であって所定時間継続している危険度を示す信号を選択的に出力するＶＤＴ障害危険度情報判定部とを有している。
【００２６】
本願の第５の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理と空間フィルタリング処理とを施して夫々低周波成分を通過させるステップと、（ｂ） ステップ（ａ）の処理を施した画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するステップとを含んでいる。
【００２７】
本願の第６の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理および空間フィルタリング処理を施して夫々低周波成分を通過させて第１の画像信号を生成するステップと、（ｂ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に空間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させて第２の画像信号を生成するステップと、（ｃ） 前記第１及び前記第２の画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるステップとを含んでいる。
【００２８】
本願の第６の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させるステップと、（ｂ） 画像信号をフィールド或いはフレーム単位で保持するステップと、（ｃ） ステップ（ｂ）で保持された画像信号を取り出してフィールド或いはフレーム単位に空間周波数を求めるステップと、（ｄ） ステップ（ａ）の処理を施された画像信号と、ステップ（ｂ）に保持された画像信号と、ステップ（ｃ）で求めた空間周波数とを用いてＶＤＴ障害の危険度を表す情報を求めるステップとを有している。
【００２９】
本願の第７の発明は、ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間周波数の低周波成分を通過させるステップと、（ｂ） 画像信号をフィールド或いはフレーム単位で一時的に保持するステップと、（ｃ） ステップ（ａ）の処理を受けた画像信号と、ステップ（ｂ）で保持された画像信号を受けてＶＤＴ障害の危険度を示す情報をフィールド或いはフレーム単位で出力するステップと、（ｅ） ステップ（ｄ）で出力された情報の内、所定の閾値以上の情報であって所定時間継続している情報を危険度を表す情報として出力するステップとを有している。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付の図を参照して説明する。本発明に係る実施の形態はハードウェア或いはソフトウェアのいずれによっても実現可能である。本発明に係る実施の形態は、インターレース方式の画像信号によるＶＤＴ障害の危険性を定量化する場合について説明するが、ノンインターレース方式の画像信号にも応用可能である。尚、本発明は、上述の特許文献２に開示された従来技術を前提としたものであり、時間ローパスフィルタのみを使用した場合の問題を解決するものである。したがって、既に説明した従来技術については、本発明を説明するために必要となる場合を除きその説明を省略する。
【００３１】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明の実施の形態１に係るＶＤＴ障害危険度情報を求める装置（システム）をブロック図で示す。
【００３２】
図１では原色信号Ｒについての構成のみを示す。他の原色信号Ｇ及びＢについても同様の構成なので図示及び説明を省略する。ＶＤＴ障害危険度情報演算器１２は、図６の場合と同様に、原色信号Ｒ、Ｇ及びＢ毎に信号処理された画像信号が入力される。尚、原色信号Ｒ、Ｇ及びＢの変わりに輝度信号Ｙを用いてＶＤＴ障害危険度情報を求めることも可能である。この場合、図１の原色信号Ｒに変えて輝度信号Ｙを入力すればよい。他の実施の形態においても輝度信号を用いることが可能なことは同様である。
【００３３】
図１に示すように、本発明の実施の形態１は、図６のＡ／Ｄ変換器２０の次に空間ローパスフィルタ４０を設けたものであり、このフィルタ４０の出力が図６に示した時間ローパスフィルタ２４及びフィールドメモリ２２に入力される。空間ローパスフィルタ４０は、この実施の形態１では、例えば、フィールドメモリ４２，４４及び演算器４６から構成される。空間ローパスフィルタ自体は公知であり、入力画像の空間周波数（画素信号値のフィールド面内での周期）の高周波成分を除去する（画像を平滑化する）ものである。
【００３４】
図６で説明した従来技術と同様に、画像信号Ｒが、フィールド単位で、Ａ／Ｄ変換器２０から隣接するフィールド（奇数及び偶数フィールド）を区別しないで空間周波数ローパスフィルタ４０に入力される。入力されたフィールド単位の画素信号は、順次、フィールドメモリ４２に記憶される。
【００３５】
図２は、空間ローパスフィルタ４０の動作例を説明する図である。演算器４６は、フィールドメモリ４２に記憶されているフィールド画像の一部（図２の場合は６×６（＝３６）個の画素信号を取り出し、この画素信号と、演算器４６に予め設定して３×３（図２の場合）のローパスフィルタリング係数とを畳み込み演算を行なって、平滑化した６×６の出力画像をフィールドメモリ４４に出力する。この動作を順次フィールド全体の画素信号について行い、演算後の画素信号を順次フィールドメモリ４４に出力する。尚、フィルタリング係数は、入力するフィールド画像信号を考慮して決定されるものであり、図２に示す係数は単なる例示である。更に、１度にフィルタリングされる入力画素数は３６（＝６×６）に限定されないことはもちろんであり、フィルタに入力されたフィールドの端部付近の画素信号のフィルタ処理については公知の方法で行なえばよい。
【００３６】
空間ローパスフィルタ４０は、フィールド画素を２次元的（走査線と並行方向及び直角方向）に平滑化するので、走査線と直交する方向の画素の空間周波数の高周波成分（最高周波数は隣接する走査線間隔に相当する周波数成分）、及び、走査線方向に短い周期で変化する横方向の画素の縞模様による高周波成分を除去することができる。
【００３７】
したがって、空間ローパスフィルタ４０を設けたことにより、ホワイト雑音に起因するフィールドの空間周波数の高周波成分、或いは、画像の輪郭部で発生する空間周波数の高周波成分を除去することができる。これらの空間高周波成分はＶＤＴ障害の原因になる可能性が低いので、このような空間高周波成分を除去した画素信号を次段の時間ローパスフィルタ２４及びフィールドメモリ２２を送れば、ＶＤＴ障害危険度情報演算器１２から信頼性の高いＶＤＴ障害危険度情報を得ることができる。
【００３８】
図３は上述の本発明の実施の形態１の変形例を示す図である。
【００３９】
図１を参照して説明した実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換された入力画像信号は空間ローパスフィルタ４０において空間高周波成分を除去されて２つに分岐し、一方の信号は時間ローパスフィルタを介してＶＤＴ障害危険度情報演算部１２に入力し、他方の信号はそのまま演算部１２に入力している。
【００４０】
一方、図３に示す実施の形態１の変形例では、Ａ／Ｄ変換された入力画像信号は２つに分岐され、分岐された一方の画素信号は、時間ローパスフィルタ２４において時間高周波成分を除去された後に空間ローパスフィルタ４０ａにおいて空間高周波成分が除去されて演算器１２に入力し、一方、分岐された他方の画素信号は、フィールドメモリに一時的に保持された後に空間ローパスフィルタ４０ｂにおいて空間高周波成分が除去されて演算器１２に入力される。図３の変形例で使用するローパスフィルタ４０ａ及び４０ｂは夫々図１のローパスフィルタ４０と同構成としてよい。このように、図３の変形例はＡ／Ｄ変換器２０から出力される画像信号（フィールド画像信号）を２つに分岐して、夫々の画像信号に対して空間ローパスフィルタリングを施している点のみが図１の実施の態様１と異なる。したがって、図３の変形例の動作は図１の実施の形態１の説明から容易に理解できる。
【００４１】
尚、図３の変形例において、空間ローパスフィルタ４０ａ及び４０ｂを夫々時間ローパスフィルタ２４及びフィールドメモリ２２の前に設けるようにしてもよい。
【００４２】
＜実施の形態２＞
図４を参照して本発明の実施の形態２を説明する。本実施の形態は、図４（Ａ）に示すように、図６のフィールドメモリ２２の次に空間周波数算出部４８を設けたものである。フィールドメモリ２２からＶＤＴ障害危険度情報演算器１２にフィールド画像信号が直接入力される点は従来例と同様である。
【００４３】
図４（Ｂ）を参照して、空間周波数算出部４８の動作を説明する。空間周波数算出部４８は、算出したフィールドの走査線方向及びこれに直角方向での画素信号の空間周波数の中間値或いは最高値に基づいて係数ａ（０＜ａ≦１）を求め、この係数ａをＶＤＴ障害危険度情報演算部１２に出力する。演算部１２は、係数ａを考慮しないで演算した危険度情報に係数ａを乗算して危険度情報ｅ（ｔ）を外部に出力する。
【００４４】
図４（Ｂ）の（ａ）に示すように、フィールドメモリ２２から空間周波数算出部４８に、フィールドの全面が一色（白、赤などの単色）の画素信号が送られてきた場合は、このフィールドの空間周波数は略ゼロである。このような場合には画像を見る者に対してＶＤＴ障害を引き起こす危険度が高い。つまり、以後のフィールド画面で図４（Ｂ）の（ａ）と異なる色信号がフィールド全面に存在し、ＶＤＴ画面全体の色が１０Ｈｚ（例えば）前後で一定時間継続して変化する場合にはＶＤＴ障害の危険性が極めて大きくなる。このような場合には、係数ａを最大値である１或いは１に極めて近い値として出力する。
【００４５】
一方、図４（Ｂ）の（ｃ）に示すように、空間周波数算出部４８がフィールドメモリ２２から、フィールド全面にランダム雑音が加わっている画像信号を受けた場合は、算出されるフィールドの空間周波数は非常に高くなる（走査線と直角方向の最高周波数は上述したように隣接する走査線間隔に等しい）。このような場合には、ＶＤＴ障害危険度は非常に少ないので、算出部４２は略ゼロの係数ａを出力する。
【００４６】
他方、図４（Ｂ）の（ｂ）に示すように、空間周波数算出部４８が受け取るフィールド画像信号が、例えば、白一色の背景に赤一色の領域を示す場合、白と赤の領域の境目（エッジ）部分において比較的高い空間周波数が発生する。しかし、フィールド全体の空間周波数の中間値はそれ程高くはならない。この場合、後続のフィールド画像信号において、赤の領域が明滅すると仮定すると、上述の画面全体が明滅する場合に比べてＶＤＴ障害の危険度は低いが、依然としてＶＤＴ障害危険度は比較的高いといえる。したがって、算出部４２は、算出した空間周波数に応じて係数ａ（図４（Ｂ）の（ａ）と（ｃ）の中間値）をＶＤＴ障害危険度情報算出部１２に出力する。この場合の係数ａの実際の値は、ＶＤＴ画面の大きさ、図４（Ｂ）の（ｂ）で例示した赤領域の大きさと空間周波数の関係、赤領域の大きさに基づくＶＤＴ障害の危険性などを考慮して決定される。
【００４７】
上述の説明では、空間周波数算出部４８が空間周波数を計算して係数ａを出力するとしたが、係数ａを出力する代わりに空間周波数そのものを出力するようにしてもよい。この場合、空間周波数算出部４８は空間周波数に応じてＶＤＴ障害危険度情報の値を変更して出力するようにすればよい。
【００４８】
＜実施の形態３＞
図５を参照して本発明に係る実施の形態３を説明する。本実施の形態は、図５に示すように、図６のＶＤＴ障害危険度情報算出部１２の次に、この算出部１２が出力する危険度情報ｅ（ｔ）’を判定する危険度情報判定部５０を設けたものである。
【００４９】
上述したように、ＶＤＴ障害危険度情報算出部１２は、フィールド単位にＶＤＴ障害危険度情報を演算して出力する。しかしながら、或るフィールドにおいてＶＤＴ障害危険度情報の値が予め設定した閾値を超えたとしても、後続のフィールドにおいて閾値を超える危険度情報の値が所定時間継続しなければ、実際にはＶＤＴ障害の危険度は非常に小さいといえる。換言すれば、ＶＤＴ障害情報の値が散発的に閾値を超えたとしても、実際にＶＤＴ障害を引き起こす危険度は低い。上述の閾値及び継続時間は、ＶＤＴ障害に関連する人間の視覚特性などを考慮して求められる。
【００５０】
以上の説明では、インターレース方式の画像信号について本発明の実施の形態を説明したが、本発明はノンインターレース方式にも適用できる。この場合、上述のフィールドメモリは１フレームを記憶するフレームメモリとする必要がある。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ＶＤＴ障害危険度情報を求める際に、フィールド画像信号に時間フィルタリング処理のみを施した場合の問題を解決することができる。つまり、ＶＤＴ障害の危険性のないホワイトノイズ或いは画像の輪郭部などにより危険度情報値が高くなるという不具合を除去することが可能であり、ＶＤＴ障害の危険性を人間の視覚特性に即して適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を説明するブロック図。
【図２】図１の空間ローパスフィルタの動作例を説明する図。
【図３】図１の実施の形態１の変形例を示すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態２を説明するブロック図。
【図５】本発明の実施の形態３を説明するブロック図。
【図６】従来例を示すブロック図。
【符号の説明】
１２：ＶＤＴ障害危険度情報算出部
２０：Ａ／Ｄ変換器
２４：時間ローパスフィルタ
２２、４２、４４：フィールドメモリ
４０、４０ａ、４０ｂ：空間ローパスフィルタ
４６：空間ローパスフィルタの算出部
４８：空間周波数算出部
５０：危険度情報判定部
Claims (16)
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、
画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理と空間フィルタリング処理とを施して夫々低周波成分を通過させる画像信号処理手段（２２，２４，４０）と、該画像信号処理手段の出力を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段（１２）とを有することを特徴とするＶＤＴ障害危険度情報発生装置。 - 前記画像信号は色差信号或いは輝度信号である請求項１に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生装置。
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、
画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理および空間フィルタリング処理を施して夫々低周波成分を通過させて第１の画像信号を生成する第１の画像信号処理手段（４０又は４０ａ，２４）と、
画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に空間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させて第２の画像信号を生成する第２の画像信号処理手段（４０又は４０ｂ，２２）と、
前記第１及び前記第２の画像信号処理手段から出力する画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段（１２）と
を備えたことを特徴とするＶＤＴ障害危険度情報発生装置。 - 前記画像信号は色差信号或いは輝度信号である請求項３に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生装置。
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、
画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理を施す時間ローパスフィルタと、画像信号をフィールド或いはフレーム単位で保持するメモリと、フィールド或いはフレーム単位に空間周波数を求める空間周波数算出部とを有する画像信号処理手段（２２，２４，４２）と、
前記時間ローパスフィルタと、前記メモリと、前記空間周波数算出部との出力を用いてＶＤＴ障害の危険度を表す情報を求めるＶＤＴ障害危険度情報演算手段と
を有することを特徴とするＶＤＴ障害危険度情報発生装置。 - 前記空間周波数算出部は、空間周波数を出力する代わりに空間周波数に応じた係数を表す信号を前記ＶＤＴ障害危険度情報演算手段に出力する請求項５に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生装置。
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生装置であって、
画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間周波数の低周波成分を通過させる時間ローパスフィルタと、
画像信号をフィールド或いはフレーム単位で一時的に保持するメモリと、
前記時間ローパスフィルタ及びメモリから画像信号を受けてＶＤＴ障害の危険度を示す情報をフィールド或いはフレーム単位で出力するＶＤＴ障害危険度情報演算手段と
該ＶＤＴ障害危険度情報演算手段の出力を受けて、前記危険度を示す信号の値の内、所定の閾値以上であって所定時間継続している危険度を示す信号を選択的に出力するＶＤＴ障害危険度情報判定部と
を有するＶＤＴ障害危険度情報発生装置。 - 前記画像信号は色差信号或いは輝度信号である請求項７に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生装置。
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、
（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理と空間フィルタリング処理とを施して夫々低周波成分を通過させるステップと、
（ｂ） ステップ（ａ）の処理を施した画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するステップと
を含むことを特徴とするＶＤＴ障害危険度情報発生方法。 - 前記画像信号は色差信号或いは輝度信号である請求項９に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生方法。
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理および空間フィルタリング処理を施して夫々低周波成分を通過させて第１の画像信号を生成するステップと、
（ｂ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に空間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させて第２の画像信号を生成するステップと、
（ｃ） 前記第１及び前記第２の画像信号を用いてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を求めるステップと
を有することを特徴とするＶＤＴ障害危険度情報発生方法。 - 前記画像信号は色差信号或いは輝度信号である請求項１１に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生方法。
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間フィルタリング処理を施して低周波成分を通過させるステップと、
（ｂ） 画像信号をフィールド或いはフレーム単位で保持するステップと、
（ｃ） ステップ（ｂ）で保持された画像信号を取り出してフィールド或いはフレーム単位に空間周波数を求めるステップと、
（ｄ） ステップ（ａ）の処理を施された画像信号と、ステップ（ｂ）で保持された画像信号と、ステップ（ｃ）で求めた空間周波数とを用いてＶＤＴ障害の危険度を表す情報を求めるステップと、
を有するＶＤＴ障害危険度情報発生方法。 - 前記空間周波数算出部は、空間周波数を出力する代わりに空間周波数に応じた係数を表す信号を前記ＶＤＴ障害危険度情報演算手段に出力する請求項１３に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生方法。
- ＶＤＴ画面を走査して画像表示を行なう方式においてＶＤＴ障害の危険度を示す情報を出力するＶＤＴ障害危険度情報発生方法であって、（ａ） 画像信号に対してフィールド或いはフレーム単位に時間周波数の低周波成分を通過させるステップと、
（ｂ） 画像信号をフィールド或いはフレーム単位で一時的に保持するステップと、
（ｃ） ステップ（ａ）の処理を受けた画像信号と、ステップ（ｂ）で保持された画像信号を受けてＶＤＴ障害の危険度を示す情報をフィールド或いはフレーム単位で出力するステップと、
（ｅ） ステップ（ｄ）で出力された情報の内、所定の閾値以上の情報であって所定時間継続している情報を危険度を表す情報として出力するステップと
を有するＶＤＴ障害危険度情報発生方法。 - 前記画像信号は色差信号或いは輝度信号である請求項１５に記載のＶＤＴ障害危険度情報発生方法。
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