JP2001024821A - 画像評価装置および画像評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー画像入力装置から画像データを被評価
画像として入力し、ノイズに対する被評価画像の画像品
質を評価する場合に、人間の感覚と相関のよい、定量
的、安定的、かつ高精度な、ノイズに対する評価値（客
観評価値）を得ること。 【解決手段】 画像評価装置１００は、画像表示装置３
００の特性に対応させて被評価画像の変換を行う表示装
置特性対応変換部１０２と、変換された被評価画像から
均等色空間成分を算出する均等色空間成分算出部１０３
と、均等色空間成分における各成分の統計的な偏差を算
出する統計的偏差算出部１０４と、当該偏差に対する画
像表示装置３００の特性および／または人間の視覚特性
に基づいた重みを考慮して、画像品質の評価値を算出す
る評価値算出部１０５と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像入力装
置から画像データを被評価画像として入力し、ノイズに
対する前記被評価画像の画像品質を評価する画像評価装
置および画像評価方法に関し、特に、スキャナやデジタ
ルカメラなどのカラー画像入力装置によって入力された
被評価画像のノイズに対する画像品質を評価する画像評
価装置および画像評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像品質を評価する方法として様
々な試みが行われている。画像品質の評価方法には、主
として２つのタイプがあり、第１のタイプは、画像自体
がもつ画像品質の劣化要因を測定する客観（物理）評価
であり、第２のタイプは、画像品質に対して人間が感じ
る感覚を数値化する主観（心理）評価である。

【０００３】客観評価は、定量的な評価を得ることが出
来るが、評価結果と人間の主観との相性が必ずしもよい
とはいえないという問題点があった。一方、主観評価
は、劣化のある被評価画像を劣化のない画像と目視によ
り見比べること等によって行われる評価方法であって、
検査者が異なったり、検査者に疲労があったりすると検
査結果が異なってしまい、定量的、かつ安定的な評価結
果が得られないという問題点があった。

【０００４】従って、これら問題点を解決すべく、客観
評価を主観評価に一致させる評価装置および評価方法が
案出されている。この評価装置および評価方法を説明す
る前に、評価対象である画像の種類について説明する。

【０００５】評価対象となる画像（以下、被評価画像と
称する）には、以下の〜の３タイプが考えられる。 コピー機やプリンタなどから「出力」された画像 非可逆的な画像圧縮方法によって「圧縮／伸長」され
た画像 スキャナやデジタルカメラなどの画像入力装置によっ
て「入力」された画像

【０００６】上記の評価対象は、コピー機やプリンタ
などの画像出力装置である。各評価対象装置で出力され
た画像は、例えば、高精細のスキャナなどの画像入力装
置により同一条件で取り込まれる。客観評価は、ライン
のシャープさである精鋭度、ドットの散らばり具合であ
る粒状度、階調の変化具合である階調度、色の再現性な
どで評価される。一方、主観評価は、ハードコピーのよ
うな紙面上に出力された画像が用いられる。この分野で
は、前述した主観評価と相関のよい客観評価を得ようと
する様々な試みが行われている。

【０００７】例えば、特開平５−２８４２６０号公報
「画像評価方法および装置」では、２次元の位置情報と
光学的情報とを含む被評価画像情報成分を色彩成分に変
換し、続いて、空間周波数情報に直交変換し、人間の視
覚の周波数特性に対応した補正を加え１次元化した後、
積分する発明が開示されている。これにより、画像がカ
ラー画像であっても、画像に含まれるノイズ（明るさ、
色変動）を評価することが可能となり、しかも、画像の
周期パターンの影響を受けないで画像の評価を行うこと
が可能となる。

【０００８】上記の評価対象は、画像圧縮方法であ
り、様々な方法で圧縮／伸長された画像が評価される。
この分野では、原画像をいかに効率よく（圧縮率を大き
くして）圧縮し、これを伸長した場合に忠実な再現が行
えるかという「再現性」の評価が重要視される。客観評
価は、例えば１画素あたりの原画像と処理画像との差分
の対象であるＳ／Ｎを用いて評価される。一方、主観評
価は、紙面上に出力された画像と、ＣＲＴディスプレイ
などの画像表示装置に表示された画像の何れも用いられ
る。

【０００９】上記の評価対象はスキャナやデジタルカ
メラなどの画像入力装置である。同一の画像を各評価対
象装置で入力して（スキャナの場合は取り込んで、デジ
タルカメラの場合は撮影して）客観評価を行う。一方、
主観評価は、主にパソコンのＣＲＴディスプレイや液晶
ディスプレイの様な画像表示装置に表示された画像が使
用される。

【００１０】例えば、特開平９−２８４４２９号公報の
「画像評価装置」では、次の発明が開示されている。ま
ず、スキャナやカメラで取り込んだ被評価画像の画像情
報（画像データ）に対して空間周波数成分を求める。次
に、空間周波数成分に人間の視覚特性に対応した補正を
行う。補正後の空間周波数成分を逆変換して、変換され
た被評価画像の画像情報を得る。得られた画像情報をも
とに画像情報の各成分（例えばＬ^*ｕ^*ｖ^*カラースペー
スにおけるＬ^*成分、ｕ^*成分、ｖ^*成分）の標準偏差等
の統計量を求める。その後、評価式すなわち、各標準偏
差に一定数値の重みの乗算された式により評価値を得
る。この発明により、被評価画像の画像、換言すれば画
像入力装置の出力する画像に対して、主観評価と整合の
とれた信頼性の高い客観評価を行うことが可能となる。

【００１１】また、特開平７−２２００４２号公報の
「画像評価装置および画像評価方法」では次の発明が開
示されている。すなわち、網点面積率が一定の基準チャ
ートと、基準チャートに画像データの変化量がガウス分
布に従ったノイズを加えた試験チャートとを見比べるこ
とにより、人間のノイズに対する検知限（ノイズ検知
限）を予め得ておく。人間の目は反射光量を知覚するの
で、ノイズ検知限に関するデータを輝度値（明度）に変
換する。次に、一様な濃度で数段階の濃度階調をもった
入力評価原稿をスキャナなどの画像入力装置によって読
み取らせ、画像入力装置が発生するノイズ量を表す予想
ノイズ発生量を得る。ノイズ検知限をしきい値として予
想ノイズ発生量と比較することにより、画像入力装置の
出力する画像を評価することが可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では以下の問題点があった。すなわち、特開平９−
２８４４２９号公報の「画像評価装置」では、画像入力
装置のノイズに対する評価式が記載されているが、発明
者の実験によれば、評価者（検査者）は、主観評価にお
いて、画像自体に付加されたノイズと共に画像表示装置
自体のもつ、輝度分布が均一でないことに起因する、画
面の「ちらつき」をもノイズとして感じていることが分
かった。すなわち、この「画像評価装置」では、主観評
価実験をＣＲＴディスプレイ上で行っていながら、画像
表示装置自体のノイズ特性を考慮していないため、導出
された評価式によって求まるノイズ評価は人間の主観と
一致せず、不安定かつ精度が低いという問題点があっ
た。

【００１３】また、特開平７−２２００４２号公報の
「画像評価装置および画像評価方法」では、基準チャー
トと入力評価原稿が同一のものでないため、いわゆる地
の白色度（明度）の相違により、定量的な評価が得られ
ないという問題点があった。また、基準チャートと入力
評価原稿が同一であっても、画像入力装置の特性が考慮
されていないので、例えば、同一明度で別の色に変化す
るノイズが発生する場合は、主観評価ではノイズ有と判
断されるが、客観評価ではノイズ無と判断されるという
問題点があった。

【００１４】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、カラー画像入力装置から画像データを被評価画像と
して入力し、ノイズに対する被評価画像の画像品質を評
価する場合に、人間の感覚と相関のよい、定量的、安定
的、かつ高精度な、ノイズに対する評価値（客観評価
値）を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の画像評価装置は、カラー画像入
力装置から画像データを被評価画像として入力し、ノイ
ズに対する前記被評価画像の画像品質を評価する画像評
価装置において、前記カラー画像入力装置から画像デー
タを入力して表示または印刷する画像出力装置の特性に
対応させて前記被評価画像の変換を行う特性対応変換手
段と、前記特性対応変換手段で変換した前記被評価画像
を用いて均等色空間成分を算出する均等色空間成分算出
手段と、前記均等色空間成分算出手段で算出した均等色
空間成分における各成分の統計的な偏差を算出する統計
的偏差算出手段と、前記各成分の統計的な偏差に対する
前記画像出力装置の特性および／または人間の視覚特性
に基づいた重みを考慮して、前記各成分の統計的な偏差
から前記画像品質の評価値を算出する評価値算出手段
と、を具備するものである。

【００１６】また、請求項２に記載の画像評価装置は、
請求項１に記載の画像評価装置において、前記特性対応
変換手段が、前記画像出力装置の各原色の色度、白色点
の色度、およびガンマ特性のうち少なくとも１つをパラ
メータとして使用し、前記被評価画像に対して、前記画
像出力装置で出力したときの環境に対応した変換を行う
ものである。

【００１７】また、請求項３に記載の画像評価装置は、
請求項１に記載の画像評価装置において、前記均等色空
間成分算出手段が、前記被評価画像から少なくとも明度
成分を含む均等色空間成分を算出するものである。

【００１８】また、請求項４に記載の画像評価装置は、
請求項１、２または３に記載の画像評価装置において、
前記重みが、前記統計的偏差算出手段により算出された
明度成分の出力値に加算されるものであって、かつ、前
記被評価画像の平均明度値に比例して単調増加するもの
である。

【００１９】また、請求項５に記載の画像評価装置は、
請求項１、２または３に記載の画像評価装置において、
前記重みが、前記統計的偏差算出手段により算出された
明度成分の出力値に乗算されるものであって、かつ、前
記被評価画像の平均明度値に応じて指数的に増加するも
のである。

【００２０】また、請求項６に記載の画像評価方法は、
カラー画像入力装置から画像データを被評価画像として
入力し、ノイズに対する前記被評価画像の画像品質を評
価する画像評価方法において、前記カラー画像入力装置
から画像データを入力して表示または印刷する画像出力
装置の特性に対応させて前記被評価画像の変換を行う特
性対応変換工程と、前記特性対応変換工程で変換した前
記被評価画像を用いて均等色空間成分を算出する均等色
空間成分算出工程と、前記均等色空間成分算出工程で算
出した均等色空間成分における各成分の統計的な偏差を
算出する統計的偏差算出工程と、前記各成分の統計的な
偏差に対する前記画像出力装置の特性および／または人
間の視覚特性に基づいた重みを考慮して、前記各成分の
統計的な偏差から前記画像品質の評価値を算出する評価
値算出工程と、を含むものである。

【００２１】また、請求項７に記載の画像評価方法は、
請求項６に記載の画像評価方法において、前記特性対応
変換工程で、前記画像出力装置の各原色の色度、白色点
の色度、およびガンマ特性のうち少なくとも１つをパラ
メータとして使用し、前記被評価画像に対して、前記画
像出力装置で出力したときの環境に対応した変換を行う
ものである。

【００２２】また、請求項８に記載の画像評価方法は、
請求項６に記載の画像評価方法において、前記均等色空
間成分算出工程で、前記被評価画像から少なくとも明度
成分を含む均等色空間成分を算出するものである。

【００２３】また、請求項９に記載の画像評価方法は、
請求項６、７または８に記載の画像評価方法において、
前記重みが、前記統計的偏差算出工程で算出した明度成
分の出力値に加算するものであって、かつ、前記被評価
画像の平均明度値に比例して単調増加するものである。

【００２４】また、請求項１０に記載の画像評価方法
は、請求項６、７または８に記載の画像評価方法におい
て、前記重みが、前記統計的偏差算出工程で算出した明
度成分の出力値に乗算するものであって、かつ、前記被
評価画像の平均明度値に応じて指数的に増加するもので
ある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を〔画像入力装置〕〔画像評価装置〕、
〔表示装置特性対応変換部〕、〔均等色空間成分算出
部〕、〔統計的偏差算出部〕、〔評価値算出部〕の順に
詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明の画像評価装置の構成を表
すブロック図である。図において、１００は画像評価装
置を、２００は画像入力装置を、３００は画像表示装置
を表す。

【００２７】〔画像入力装置〕本実施の形態では画像入
力装置２００はデジタルカメラであるとする。画像入力
装置２００は、空間的、時間的に均一性が保証された入
力用画像もしくは被写体を撮影し、被評価画像を得る。
被写体として、例えば、インバータ光源を使用したライ
トビュアが挙げられる。またＮＤフィルタなどを使用し
てライトビュアである被写体の明るさを変えることも可
能である。

【００２８】画像入力装置２００がデジタルカメラであ
る場合は、撮影時の注意として、測光方式の違いが挙げ
られる。代表的な測光方式にファインダ中央部のみから
適正露出を判断する中央測光方式と、ファインダ全体を
いくつかの領域に分割し、適正露出を判断する分割測光
方式とがあるが、いずれの場合も被写体の空間的に均一
な部分が測光領域全面にはいることが必要である。画像
入力装置２００、換言すれば画像入力装置２００から出
力される被評価画像が画像評価装置１００の評価対象で
ある。

【００２９】画像入力装置２００として、デジタルカメ
ラの例を挙げたが、画像入力装置２００はこれに限定さ
れることなく、スキャナなどであってもよい。また、被
評価画像はライトビュアを撮影したが、種々の評価用チ
ャートを入力用画像または被写体として用いてもよい。

【００３０】〔画像評価装置〕画像評価装置１００は、
画像入力装置２００で読み取った画像を被評価画像とし
て格納する画像記憶部１０１と、被評価画像を、後述す
る画像表示装置３００の特性に対応して変換を行う表示
装置特性対応変換部１０２と、表示装置特性対応変換部
１０２により変換された被評価画像から均等色空間成分
を算出する均等色空間成分算出部１０３と、均等色空間
成分算出部により算出された均等色空間成分における各
成分の統計的な偏差を算出する統計的偏差算出部１０４
と、統計的偏差算出部１０４により画像表示装置３００
の特性および／または人間の視覚特性に基づいて算出さ
れた偏差から、画像入力装置２００の評価値を算出する
評価値算出部１０５と、を有する。

【００３１】また、画像評価装置１００は、表示装置特
性対応変換部１０２で画像表示装置３００の特性に対応
した変換を行う際に参酌する画像表示装置係数記憶部１
０６を有し、画像表示装置係数記憶部１０６には、後述
する白色点の三刺激値、ＲＧＢのｘｙ色度座標、ガンマ
（画像表示装置３００の入出力特性）に関するパラメー
タなどが格納されている。同様に、画像評価装置１００
は、評価値算出部１０５で画像入力装置２００の評価値
を算出する際に参酌する補正係数記憶部１０７を有し、
補正係数記憶部１０７には、後述する均等色空間補正係
数、モニタ特性係数、明度補正係数などが格納されてい
る。

【００３２】次に、画像評価装置１００による画像評価
方法の概略を説明する。図２は、画像評価装置により画
像評価方法の概略を説明するフローチャートである。

【００３３】まず、画像入力装置２００により、入力用
画像の撮影が行われる（ステップＳ１１）。撮影された
画像は被評価画像として画像評価装置１００の画像記憶
部１０１に格納される（ステップＳ１２）。

【００３４】ところで、通常撮影した画像はＣＲＴディ
スプレイや液晶ディスプレイなどの画像表示装置３００
に表示されることになる。表示装置特性対応変換部１０
２は、人間の主観と相性よく客観的に評価するため、画
像記憶部１０１に格納された被評価画像を、使用する画
像表示装置３００の特性に対応して変換し、均等色空間
成分算出部１０３に出力する（ステップＳ１３）。な
お、表示装置特性対応変換部１０２の詳細な処理内容は
後述する。

【００３５】均等色空間成分算出部１０３は、表示装置
特性対応変換部１０２の出力を、人間の色に対する知覚
的な相違を定量的に表したとされる均等色空間成分に変
換して、統計的偏差算出部１０４に出力する（ステップ
Ｓ１４）。なお、均等色空間成分算出部１０３の詳細な
処理内容は後述する。

【００３６】統計的偏差算出部１０４は、均等色空間成
分算出部１０３の出力をもとに、各色空間成分ごとに統
計的なばらつき値を算出する（ステップＳ１５）。統計
的なばらつき値の例としては標準偏差等が挙げられる。

【００３７】評価値算出部１０５は、統計的偏差算出部
１０４の出力した統計的なばらつき値に、画質への寄与
に応じた重み係数を乗じ（ステップＳ１６）、ノイズ評
価値として出力する（ステップＳ１７）。

【００３８】次に、表示装置特性対応変換部１０２、均
等色空間成分算出部１０３、統計的偏差算出部１０４、
および評価値算出部１０５の詳細な処理内容を説明す
る。

【００３９】〔表示装置特性対応変換部〕表示装置特性
対応変換部１０２は、上記したごとく、人間の主観と相
性よく客観的に評価すべく、画像記憶部１０１に格納さ
れた被評価用画像を、使用する画像表示装置３００の特
性に対応して変換する（図２のステップＳ１３）。この
具体的な処理内容を説明する。

【００４０】表示装置特性対応変換部１０２は、画像記
憶部１０１に記憶されている（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の０〜２５
５値の被評価画像のデータの各画素ごとに読み出し、例
えば、以下に示す式１に示す変換マトリクスによって表
示用ディスプレイの特性パラメータに応じた三刺激値
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に変換して均等色空間算出部１０３に出
力する。なお、変換マトリクスの導出方法は周知技術で
あるため、ここでは説明を省略する。変換マトリクスの
一例を示す。

【００４１】例えば、色温度９３００Ｋ°（一般のパソ
コンのディスプレイの色温度とほぼ同じ）にキャリブレ
ートされ、下記〜の条件をもつディスプレイの場合
の変換マトリクスは、式１のごとく表すことが出来る。

【００４２】白色点における三刺激値 （Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）＝（９５．２５、１００、１４
１．２５） ＲＧＢのｘｙ−色度座標 （ｘＲ、ｙＲ、ｚＲ）＝（０．６２５、０．３３９、１
−ｘＲ−ｙＲ） （ｘＧ、ｙＧ、ｚＧ）＝（０．２８３、０．６０６、１
−ｘＧ−ｙＧ） （ｘＢ、ｙＢ、ｚＢ）＝（０．１５０、０．０６３、１
−ｘＢ−ｙＢ） ガンマ（画像表示装置３００の入出力特性）＝１．０

【００４３】

【数１】

【００４４】なお、ＸＹＺデータについては、９３００
Ｋ°にキャリブレートされたＣＲＴディスプレイに限ら
れるものではなく、画像表示装置３００の特性に応じた
変換マトリクスを用いることにすればよい。

【００４５】以上説明したように、表示装置特性変換部
１０２は、画像表示装置３００の各原色の色度、白色点
の色度、およびガンマ特性の少なくとも１つをパラメー
タとして使用して、被評価画像に対して、当該画像表示
装置３００に表示したときの特性（環境）に対応した変
換を行うこととしたので、実際の観察環境を考慮した画
像品質の評価値を得ることが可能となる。

【００４６】〔均等色空間成分算出部〕均等色空間成分
算出部１０３は、上記したごとく、表示装置特性対応変
換部１０２の出力を人間の色に対する知覚的な相違を定
量的に表したとされる均等色空間成分に変換する（図２
のステップＳ１４）。この具体的な処理内容を詳細に説
明する。

【００４７】均等色空間成分算出部１０３は、表示装置
特性対応変換部１０２の出力を、例えばＬ^*ａ^*ｂ^*均等
色空間へ変換する。Ｌ^*ａ^*ｂ^*均等色空間へ変換する変
換式は、例えば、以下に示す式（２）のように表され
る。Ｌ^*ａ^*ｂ^*ｄａｔａ（ＣＩＥ１９７６Ｌ^*ａ^*ｂ^*ｄａ
ｔａ）は人間の色知覚を反映している色空間である。

【００４８】 Ｌ^*＝１１６ｆ（Ｙ／Ｙｎ）^1/3−１６ ａ^*＝５００｛ｆ（Ｘ／Ｘｎ）^1/3−ｆ（Ｙ／Ｙｎ）^1/3｝ ｂ^*＝２００｛ｆ（Ｙ／Ｙｎ）^1/3−ｆ（Ｚ／Ｚｎ）^1/3｝ ・・・（２）

【００４９】ここで、（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）は前述した
表示用ディスプレイの白色点における三刺激値である。
但し、暗い色に対しては補正式（３）が存在する。

【００５０】 Ｘ／Ｘｎ＞０．００８８５６(明るい色)の場合： ｆ（Ｘ／Ｘｎ）＝（Ｘ／Ｘｎ）^1/3 Ｘ／Ｘｎ≦０．００８８５６（暗い色の場合）： ｆ（Ｘ／Ｘｎ）＝７．７８７（Ｘ／Ｘｎ）^1/3＋１６／１１６・・・（３） なお、ｆ（Ｙ／Ｙｎ）、ｆ（Ｚ／Ｚｎ）についても同様
である。

【００５１】本実施の形態では、Ｌ^*ａ^*ｂ^*均等色空間
を使用しているが、均等色空間には、Ｌ^*ａ^*ｂ^*均等色
空間のほかにもＬｕｖ均等色空間などの種々の方法が提
案されており、それらの明度成分を用いてもよい。

【００５２】以上説明したように、均等色空間成分算出
部１０３が、明度成分（Ｌ^*）を算出する態様である場
合には、人間の視覚系は明度に対し最も敏感であるた
め、Ｌ ^*に基づく偏差を勘案した評価値を算出すること
が可能となる。

【００５３】〔統計的偏差算出部〕統計的偏差算出部１
０４は、上記したごとく、均等色空間成分算出部１０３
の出力をもとに、各色空間成分ごとに統計的なばらつき
値を算出する（図２のステップＳ１５）。被評価画像を
Ｌ^*ａ^*ｂ^*均等色空間で表現し、統計的なばらつき値と
して標準偏差を用いた場合を説明する。

【００５４】被写体が空間的に均一である場合、画像出
力装置２００の出力する画像データは、Ｌ^*ａ^*ｂ^*均等
色空間をはじめとし、いかなる均等色空間を採用して
も、標準偏差は０であることが理想である。すなわち、
画像出力装置２００が、光学的課程や、処理過程でノイ
ズが乗らなければ０であるが、実際には、レンズの狂い
や、処理回路のノイズにより、ノイズが発生する。Ｌ^*
ａ^*ｂ^*均等色空間で表現した場合の各成分の標準偏差を
それぞれ、ｓｄ（Ｌ^*）、ｓｄ（ａ^*）、ｓｄ（ｂ ^*）と
記す。なお、ここでは、統計的なばらつき値として標準
偏差を用いたがこれに限るものではない。

【００５５】〔評価値算出部〕評価値算出部１０５は、
統計的偏差算出部１０４の出力した統計的なばらつき値
に、画質への寄与に応じた重み係数を乗じる（図２のス
テップＳ１６）。画質への寄与に応じた重みについて以
下に説明する。

【００５６】統計的偏差算出部１０４の出力した統計的
ばらつきは、補正係数記憶部１０７に格納されている各
成分に対する補正係数である均等色空間補正係数｛α、
β、γ、ξ｝を乗じて式（４）で表されるノイズ評価値
を算出する。

【００５７】 ノイズ評価値 ＝α・ｓｄ（Ｌ^*）＋β・ｓｄ（ａ^*）＋γ・ｓｄ（ｂ^*）＋ξ・・・（４）

【００５８】なお、ノイズ評価値は上記（４）式では、
線形和としたが、これに限らず、非線形和を用いてもよ
い。

【００５９】画像表示装置３００は元々、モニタ画面上
に輝度ムラをもっている。しかし評価者は、この画像表
示装置３００自体のもつ輝度ムラと、被評価画像自体に
乗っているノイズを区別することが出来ない。従って、
画像表示装置３００の輝度ムラを取り除くため、式
（４）に「モニタ特性」を考慮する。発明者の実験によ
り、被評価画像の平均明度に比例して画像表示装置３０
０自体の輝度ムラが強調されることがわかった。その結
果は式（５）に表される。

【００６０】 モニタ特性値＝δ＋ε・（明度の平均） ・・・（５） δ＝０．０９４２０、ε＝−０．００６２４

【００６１】係数δ、εは発明者が主観評価実験で使用
した画像表示装置３００のノイズ特性を表すモニタ特性
係数であり、補正係数記憶部１０７に格納されている係
数である。人間の主観と相関よく客観的は評価値を算出
するために、被評価画像を表示する画像表示装置３００
の特性に応じて係数が決定される。式（５）を考慮した
ノイズ評価値は以下の式（６）となる。

【００６２】 ノイズ評価値 ＝α・｛ｓｄ（Ｌ^*）＋モニタ特性｝ ＋β・ｓｄ（ａ^*）＋γ・ｓｄ（ｂ^*）＋ξ ・・・（６）

【００６３】一方、人間のもつ視覚特性の１つとして、
画像上のノイズの数値的な量が同じであっても、すなわ
ち、標準偏差が同じであっても、近くされるノイズは異
なるという特徴がある。発明者の実験では、被評価画像
の平均明度に応じて指数関数的にノイズが強調されるこ
とが確認された。ノイズ評価値は画像の平均明度によら
ない値でなくてはならない。ノイズ評価値が同じであっ
ても、実際に人間の近くするノイズが異なっていては正
しい客観評価が出来ないからである。ノイズに対する明
度補正は、式（７）のごとく表されることがわかった。

【００６４】 明度補正値＝ｅｘｐ（明度の平均値×ζ＋η） ・・・（７） ζ＝０．０１１８、η＝−１．１２５８

【００６５】係数ζ、ηは発明者が主観評価実験で使用
し均等色空間での明度成分かかる明度補正係数であり、
補正係数記憶部１０７に記憶されている。

【００６６】式（６）および（７）を考慮したノイズ評
価値は以下の式（８）となる。

【００６７】 ノイズ評価値 ＝α・｛ｓｄ（Ｌ^*）＋モニタ特性値｝・（明度補正値） ＋β・ｓｄ（ａ^*）＋γ・ｓｄ（ｂ^*）＋ξ ・・・（８）

【００６８】式（８）は、均等色空間補正係数｛α、
β、γ、ξ｝のほかに、モニタ特性値および明度補正値
が勘案されているので、画像入力装置２００の特性と画
像表示装置３００の特性とを共に考慮した、高精度な、
ノイズに対する評価式である。従って、この評価式を用
いる画像評価装置および画像評価方法により、客観評価
と主観評価の高精度に一致した、ノイズに対する画像評
価を行うことが可能になる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像評価
装置（請求項１）は、特性対応変換手段がカラー画像入
力装置から画像データを入力して表示または印刷する画
像出力装置の特性に対応させて被評価画像の変換を行
い、均等色空間成分算出手段が特性対応変換手段で変換
した被評価画像を用いて均等色空間成分を算出し、統計
的偏差算出手段が均等色空間成分算出手段で算出した均
等色空間成分における各成分の統計的な偏差を算出し、
評価値算出手段が各成分の統計的な偏差に対する画像出
力装置の特性および／または人間の視覚特性に基づいた
重みを考慮して、各成分の統計的な偏差から画像品質の
評価値を算出するため、カラー画像入力装置から画像デ
ータを被評価画像として入力し、ノイズに対する被評価
画像の画像品質を評価する場合に、人間の感覚と相関の
よい、定量的、安定的、かつ高精度な、ノイズに対する
評価値（客観評価値）を得ることが可能となる。

【００７０】また、本発明の画像評価装置（請求項２）
は、特性対応変換手段が、画像出力装置の各原色の色
度、白色点の色度、およびガンマ特性のうち少なくとも
１つをパラメータとして使用し、被評価画像に対して、
画像出力装置で出力したときの環境に対応した変換を行
うため、実際の評価環境を考慮した評価値を得ることが
可能となる。

【００７１】また、本発明の画像評価装置（請求項３）
は、均等色空間成分算出手段が、被評価画像から少なく
とも明度成分を含む均等色空間成分を算出するため、よ
り簡単に評価値を得ることが可能となる。

【００７２】また、本発明の画像評価装置（請求項４）
は、重みが、統計的偏差算出手段により算出された明度
成分の出力値に加算されるものであって、かつ、被評価
画像の平均明度値に比例して単調増加するものであるた
め、画像表示装置自体のもつ固有の光学系のムラを考慮
した補正を行い、高精度な評価値を得ることが可能とな
る。

【００７３】また、本発明の画像評価装置（請求項５）
は、重みが、統計的偏差算出手段により算出された明度
成分の出力値に乗算されるものであって、かつ、被評価
画像の平均明度値に応じて指数的に増加するものである
ため、人間の視覚系の明度差の検出特性に対する補正を
行い、高精度な評価値を得ることが可能となる。

【００７４】また、本発明の画像評価方法（請求項６）
は、特性対応変換工程ではカラー画像入力装置から画像
データを入力して表示または印刷する画像出力装置の特
性に対応させて被評価画像の変換を行い、均等色空間成
分算出工程では特性対応変換工程で変換した被評価画像
を用いて均等色空間成分を算出し、統計的偏差算出工程
では均等色空間成分算出工程で算出した均等色空間成分
における各成分の統計的な偏差を算出し、評価値算出工
程では各成分の統計的な偏差に対する画像出力装置の特
性および／または人間の視覚特性に基づいた重みを考慮
して、各成分の統計的な偏差から画像品質の評価値を算
出するため、カラー画像入力装置から画像データを被評
価画像として入力し、ノイズに対する被評価画像の画像
品質を評価する場合に、人間の感覚と相関のよい、定量
的、安定的、かつ高精度な、ノイズに対する評価値（客
観評価値）を得ることが可能となる。

【００７５】また、本発明の画像評価方法（請求項７）
は、特性対応変換工程で、画像出力装置の各原色の色
度、白色点の色度、およびガンマ特性のうち少なくとも
１つをパラメータとして使用し、被評価画像に対して、
画像出力装置で出力したときの環境に対応した変換を行
うため、実際の評価環境を考慮した評価値を得ることが
可能となる。

【００７６】また、本発明の画像評価方法（請求項８）
は、均等色空間成分算出工程で、被評価画像から少なく
とも明度成分を含む均等色空間成分を算出するため、よ
り簡単に評価値を得ることが可能となる。

【００７７】また、本発明の画像評価方法（請求項９）
は、重みが、統計的偏差算出工程で算出した明度成分の
出力値に加算するものであって、かつ、被評価画像の平
均明度値に比例して単調増加するものであるため、画像
表示装置自体のもつ固有の光学系のムラを考慮した補正
を行い、高精度な評価値を得ることが可能となる。

【００７８】また、本発明の画像評価方法（請求項１
０）は、重みが、統計的偏差算出工程で算出した明度成
分の出力値に乗算するものであって、かつ、被評価画像
の平均明度値に応じて指数的に増加するものであるた
め、人間の視覚系の明度差の検出特性に対する補正を行
い、高精度な評価値を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像評価装置の構成を表すブロック図
である。

【図２】本発明の画像評価方法の概略を説明するフロー
チャートである。

【符号の説明】

１００ 画像評価装置 １０１ 画像記憶部 １０２ 表示装置特性対応変換部 １０３ 均等色空間成分算出部 １０４ 統計的偏差算出部 １０５ 評価値算出部 １０６ 画像表示装置係数記憶部 １０７ 補正係数記憶部 ２００ 画像入力装置 ３００ 画像表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C062 AB23 AC05 AE03 5C077 LL11 MP08 PP01 PP15 PP35 PP36 PP47 PQ19 SS07 5C079 HA19 HB08 HB09 JA23 KA02 KA03 LA02 LA12 LB02 MA17 NA02 NA03 5L096 AA02 CA02 EA12 FA14 FA37 9A001 BB02 BB03 GG01 GG03 GG05 HH23 JJ35 KK42

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像入力装置から画像データを被
   評価画像として入力し、ノイズに対する前記被評価画像
   の画像品質を評価する画像評価装置において、 前記カラー画像入力装置から画像データを入力して表示
   または印刷する画像出力装置の特性に対応させて前記被
   評価画像の変換を行う特性対応変換手段と、 前記特性対応変換手段で変換した前記被評価画像を用い
   て均等色空間成分を算出する均等色空間成分算出手段
   と、 前記均等色空間成分算出手段で算出した均等色空間成分
   における各成分の統計的な偏差を算出する統計的偏差算
   出手段と、 前記各成分の統計的な偏差に対する前記画像出力装置の
   特性および／または人間の視覚特性に基づいた重みを考
   慮して、前記各成分の統計的な偏差から前記画像品質の
   評価値を算出する評価値算出手段と、を具備することを
   特徴とする画像評価装置。
2. 【請求項２】 前記特性対応変換手段は、前記画像出力
   装置の各原色の色度、白色点の色度、およびガンマ特性
   のうち少なくとも１つをパラメータとして使用し、前記
   被評価画像に対して、前記画像出力装置で出力したとき
   の環境に対応した変換を行うことを特徴とする請求項１
   に記載の画像評価装置。
3. 【請求項３】 前記均等色空間成分算出手段は、前記被
   評価画像から少なくとも明度成分を含む均等色空間成分
   を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像評価
   装置。
4. 【請求項４】 前記重みは、前記統計的偏差算出手段に
   より算出された明度成分の出力値に加算されるものであ
   って、かつ、前記被評価画像の平均明度値に比例して単
   調増加するものであることを特徴とする請求項１、２ま
   たは３に記載の画像評価装置。
5. 【請求項５】 前記重みは、前記統計的偏差算出手段に
   より算出された明度成分の出力値に乗算されるものであ
   って、かつ、前記被評価画像の平均明度値に応じて指数
   的に増加するものであることを特徴とする請求項１、２
   または３に記載の画像評価装置。
6. 【請求項６】 カラー画像入力装置から画像データを被
   評価画像として入力し、ノイズに対する前記被評価画像
   の画像品質を評価する画像評価方法において、 前記カラー画像入力装置から画像データを入力して表示
   または印刷する画像出力装置の特性に対応させて前記被
   評価画像の変換を行う特性対応変換工程と、 前記特性対応変換工程で変換した前記被評価画像を用い
   て均等色空間成分を算出する均等色空間成分算出工程
   と、 前記均等色空間成分算出工程で算出した均等色空間成分
   における各成分の統計的な偏差を算出する統計的偏差算
   出工程と、 前記各成分の統計的な偏差に対する前記画像出力装置の
   特性および／または人間の視覚特性に基づいた重みを考
   慮して、前記各成分の統計的な偏差から前記画像品質の
   評価値を算出する評価値算出工程と、 を含むことを特徴とする画像評価方法。
7. 【請求項７】 前記特性対応変換工程は、前記画像出力
   装置の各原色の色度、白色点の色度、およびガンマ特性
   のうち少なくとも１つをパラメータとして使用し、前記
   被評価画像に対して、前記画像出力装置で出力したとき
   の環境に対応した変換を行うことを特徴とする請求項６
   に記載の画像評価方法。
8. 【請求項８】 前記均等色空間成分算出工程は、前記被
   評価画像から少なくとも明度成分を含む均等色空間成分
   を算出することを特徴とする請求項６に記載の画像評価
   方法。
9. 【請求項９】 前記重みは、前記統計的偏差算出工程で
   算出した明度成分の出力値に加算するものであって、か
   つ、前記被評価画像の平均明度値に比例して単調増加す
   るものであることを特徴とする請求項６、７または８に
   記載の画像評価方法。
10. 【請求項１０】 前記重みは、前記統計的偏差算出工程
    で算出した明度成分の出力値に乗算するものであって、
    かつ、前記被評価画像の平均明度値に応じて指数的に増
    加するものであることを特徴とする請求項６、７または
    ８に記載の画像評価方法。