JP2017034611A - Picture evaluation device, picture evaluation system, and picture evaluation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a picture evaluation device capable of evaluating a picture by using an evaluation index including a geometrical and optical factors having high correlation with a visual psychological characteristic of a human.SOLUTION: A picture evaluation device for evaluating picture quality of a projection picture projected by a projection device includes: an imaging unit for imaging the projection picture; an extraction unit for extracting a plurality of parameters set with respect to a geometrical factor on picture quality and an optical factor on picture quality from an imaged picture imaged by the imaging unit; and a conversion unit that converts the plurality of parameters extracted by the extraction unit to an evaluation value for the picture quality of the projection picture, by using conversion information on relation between the evaluation value for the picture quality and the geometrical and optical factors based on a visual psychological characteristic of a human.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本発明は、画像評価装置、画像評価システム及び画像評価方法に関する。   The present invention relates to an image evaluation apparatus, an image evaluation system, and an image evaluation method.

近年、投影装置として用いられるプロジェクタとして、至近距離から投影面に画像を投影する短焦点プロジェクタが開発され普及している。この短焦点プロジェクタは、至近距離から画像を投影するため、省スペース化を実現できるという利点を有しているが、投影面の正面ではなく、角度が付いた位置からの投影になるため、投影面に凹凸がある場合には、投影された画像が歪みやすい。   In recent years, as a projector used as a projection apparatus, a short focus projector that projects an image onto a projection surface from a close range has been developed and is widely used. This short-focus projector has the advantage that it can save space because it projects an image from a close range, but it projects from an angled position rather than the front of the projection surface. When the surface is uneven, the projected image is easily distorted.

画像の歪みは、補正を行うことにより小さくすることや、あるいはなくすことができるが、補正を行うかどうか、あるいは補正した画像が適切であるかを判断する際には、歪みの強さや程度の指標が必要となる。このため、画像の歪みの強さや程度を指標化することが重要となる。   Image distortion can be reduced or eliminated by performing corrections, but when determining whether corrections are to be performed or whether the corrected images are appropriate, the distortion strength and degree Indicators are needed. For this reason, it is important to index the strength and degree of image distortion.

従来、例えば歪み量算出用画像を投影面に投射し、それを撮像した撮像画像に基づき、歪み量算出用画像の各特徴点における歪みの大きさを複数段階の歪み量の大きさとして判定する技術が知られている(例えば、特許文献1)。この技術では、特徴点で歪みがあると、撮像装置系座標とプロジェクタ系座標とにずれが生じるため、そのずれの大きさで、複数段階の歪み量の大きさを判定している。   Conventionally, for example, a distortion amount calculation image is projected onto a projection surface, and based on a captured image obtained by capturing the image, the distortion amount at each feature point of the distortion amount calculation image is determined as a plurality of levels of distortion amounts. A technique is known (for example, Patent Document 1). In this technique, if there is a distortion at a feature point, a shift occurs between the image pickup apparatus system coordinate and the projector system coordinate. Therefore, the magnitude of the distortion amount in a plurality of stages is determined based on the size of the shift.

また、他に画質を定量的に評価する方法としては、DLP(Digital Light Processing)方式に特有の画像欠陥である「色割れ」に関するものが開示されている(例えば、特許文献2、非特許文献1)。   As another method for quantitatively evaluating image quality, a method relating to “color breakup”, which is an image defect peculiar to the DLP (Digital Light Processing) method, is disclosed (for example, Patent Document 2, Non-Patent Document). 1).

ところで、特許文献1に記載されている技術は、各特徴点におけるずれの大きさで歪み量の大きさを判定するのみで、人間の感覚で投影画像が歪んでいるかどうか、どの程度歪んでいるかという評価をすることはできない。例えば、人間の視覚心理特性によれば、実際の個々の歪みは非常に小さいが、歪んでいる箇所が多いため歪みを強く感じる場合等があるからである。   By the way, the technique described in Patent Document 1 only determines the amount of distortion based on the magnitude of deviation at each feature point, and whether or not the projected image is distorted by a human sense. It cannot be evaluated. For example, according to human visual psychological characteristics, the actual individual distortion is very small, but there are cases where the distortion is strongly felt because there are many distorted portions.

また、実際に投影装置により投影される画像の画質からは、歪み以外にも、輝度やコントラスト、色温度、色再現範囲等の光学的因子も重要となる。従って、投影された画質の評価を行う際には、歪み等の幾何的因子のみならず、光学的因子も組み合わせて行った方が、より人間の視覚に対応した評価を行うことができる。   In addition to distortion, optical factors such as brightness, contrast, color temperature, and color reproduction range are important from the image quality of the image actually projected by the projection apparatus. Therefore, when evaluating the projected image quality, it is possible to perform evaluation corresponding to human vision more by combining not only geometric factors such as distortion but also optical factors.

このため、人間の視覚心理特性と相関の高い幾何的因子と光学的因子とが含まれた評価指標により、画像の評価を行うことのできる画像評価装置が求められている。   Therefore, there is a need for an image evaluation apparatus that can evaluate an image using an evaluation index that includes a geometric factor and an optical factor that are highly correlated with human visual psychological characteristics.

本実施の形態の一観点によれば、投影装置により投影された投影画像の画質を評価するための画像評価装置であって、前記投影画像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された撮像画像より、画質の幾何的因子及び画質の光学的因子に関して設定された複数のパラメータを抽出する抽出部と、人間の視覚心理特性に基づく前記幾何的因子及び前記光学的因子と画質の評価値との関係の変換情報を用いて、前記抽出部により抽出された前記複数のパラメータより、前記投影画像の画質の評価値に変換する変換部と、を有することを特徴とする。   According to one aspect of the present embodiment, there is provided an image evaluation device for evaluating the image quality of a projection image projected by a projection device, the imaging unit capturing an image of the projection image, and the image captured by the imaging unit An extraction unit that extracts a plurality of parameters set with respect to a geometric factor of image quality and an optical factor of image quality from the captured image, and the geometric factor based on human visual psychological characteristics and evaluation values of the optical factor and the image quality A conversion unit that converts the plurality of parameters extracted by the extraction unit into an evaluation value of the image quality of the projection image using conversion information on the relationship between

開示の画像評価装置によれば、人間の視覚心理特性と相関の高い幾何的因子と光学的因子とが含まれた評価指標により、画像の評価を行うことができる。   According to the disclosed image evaluation apparatus, an image can be evaluated using an evaluation index including a geometric factor and an optical factor that are highly correlated with human visual psychological characteristics.

DLP方式のプロジェクタの構成図Configuration diagram of a DLP projector 短焦点プロジェクタで投影画像の歪みが発生する理由の説明図Explanatory diagram of the reason why distortion of the projected image occurs in the short focus projector 角度誤差による歪みの説明図Illustration of distortion due to angle error 角度誤差の説明図Illustration of angle error 官能評価の説明図Illustration of sensory evaluation 官能評価に用いられた画像の一例を示す図The figure which shows an example of the image used for sensory evaluation 官能評価により得られた輝度とMOS値との相関図Correlation diagram between brightness and MOS value obtained by sensory evaluation 第1の実施の形態における画像評価装置を含む投影システムの構成図Configuration diagram of a projection system including an image evaluation apparatus according to the first embodiment 第1の実施の形態における画像評価装置の構成図1 is a configuration diagram of an image evaluation apparatus according to a first embodiment. 第1の実施の形態における画像評価方法のフローチャート(1)Flowchart (1) of the image evaluation method in the first embodiment 第1の実施の形態における画像評価方法のフローチャート(2)Flowchart (2) of the image evaluation method in the first embodiment 各種評価パターンを例示した図(1)Figure (1) illustrating various evaluation patterns 色再現範囲の説明図Illustration of color reproduction range 第1の実施の形態における画像評価方法のフローチャート(3)Flowchart (3) of the image evaluation method in the first embodiment 各種評価パターンを例示した図(2)Figure (2) illustrating various evaluation patterns 第2の実施の形態における画像評価方法のフローチャートFlowchart of image evaluation method according to second embodiment

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。   The form for implementing this invention is demonstrated below. In addition, about the same member etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

〔第1の実施の形態〕
現在の主流である投影装置としてのプロジェクタは、液晶方式、DLP方式、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)方式に大別することができる。液晶方式は、液晶パネルに光源からの光を透過させ、レンズで拡大して投影面となるスクリーン上に投影する方式である。LCOS方式は、液晶方式とは異なり、液晶パネルに光を反射させてスクリーン上に投影する方式である。DLP方式については、図1を参照して簡単に説明する。DLP方式のプロジェクタは、光源10からの白色光を、高速回転するカラーホイール11を透過させることにより色ごとの光に分光し、その光を、画素数分の微細なミラーが並ぶDMD(Digital Micromirror Device)12に照射する。DMD12は、ON/OFF制御を行い、反射/非反射を選択し、反射した光を光学系13へ入射し、光学系13で拡大する等してスクリーンに画像を投影する。
[First Embodiment]
Projectors serving as projection apparatuses that are currently mainstream can be roughly classified into a liquid crystal system, a DLP system, and an LCOS (Liquid Crystal On Silicon) system. The liquid crystal method is a method in which light from a light source is transmitted through a liquid crystal panel, magnified by a lens, and projected onto a screen as a projection surface. Unlike the liquid crystal method, the LCOS method is a method in which light is reflected on a liquid crystal panel and projected onto a screen. The DLP method will be briefly described with reference to FIG. A DLP projector splits white light from a light source 10 into light for each color by passing through a color wheel 11 that rotates at high speed, and the light is DMD (Digital Micromirror) in which minute mirrors are arranged for the number of pixels. Device) 12 is irradiated. The DMD 12 performs ON / OFF control, selects reflection / non-reflection, enters the reflected light into the optical system 13, and enlarges the optical system 13 to project an image on the screen.

また、プロジェクタには、至近距離から投影することが可能な短焦点プロジェクタがある。このプロジェクタは、図2(a)に示すように、画像を投影するための投影光20のスクリーン21への入射角θが大きいため、スクリーン21に対して垂直に入射させた場合と比較して、投射位置のずれδが大きくなる。このずれδは、画像の歪みとなって現れ、例えば、図2(b)に示すような歪みを有する画像となる。このプロジェクタは、至近距離から投影することによる省スペース化が大きなメリットとして挙げられるが、画像を投影するための投影光20のスクリーン21への入射角θが大きいため、投影面となるスクリーン21の微妙な凹凸の影響を受け、スクリーン21に投影された画像は局所的に歪みが大きくなりやすい。また、生じる歪み方についてもプロジェクタ間における個体差が大きい。このため、短焦点プロジェクタにおいては、投影された画像における歪みの程度が、どの程度画質に影響を及ぼすかを指標化することが極めて重要となる。   As a projector, there is a short focus projector capable of projecting from a close range. In this projector, as shown in FIG. 2A, the incident angle θ of the projection light 20 for projecting the image onto the screen 21 is large. Further, the deviation δ of the projection position becomes large. This deviation δ appears as image distortion, for example, an image having distortion as shown in FIG. This projector has a great advantage of space saving by projecting from a close distance, but since the incident angle θ of the projection light 20 for projecting the image onto the screen 21 is large, the projection of the screen 21 serving as a projection surface is effective. Under the influence of subtle unevenness, the image projected on the screen 21 tends to be locally distorted. In addition, the individual difference between the projectors is large in the distortion method. Therefore, in a short focus projector, it is extremely important to index how much the degree of distortion in the projected image affects the image quality.

また、このような投影画像においては、歪みだけではなく、輝度やコントラスト、色温度、色再現範囲等を含めた画質の総合的な評価も求められている。具体的には、現状においては、輝度と色再現範囲では、どちらがどの程度、画質を強く支配するのか、輝度と色温度では、どちらがどの程度、画質を強く支配するのか等については定量化されてはいない。一般的には、輝度は高い方がよいとか、色温度が高い方が好ましいと思われている程度である。複数の光学的因子から画質を評価することにより、画質の向上に効果的なアプローチ、例えば、輝度を向上させるのがよいか色再現範囲を向上させるのがよいかを定量的に行うことができる。これにより、効率的、かつ、効果的に画質を向上させることができる。また、歪みのような幾何的因子と輝度等の光学的因子とを含めて画質を総合的に評価する評価指標は、現在のところ存在してはいない。従って、このような評価指標があれば、例えば、歪みと輝度では、どちらがどの程度、画質を支配するか等が定量的に解るため好ましい。更には、液晶プロジェクタとDLPプロジェクタでは、投影原理が大きく異なるため、双方の画質の差を定量的に知ることもできる。   Further, in such a projected image, comprehensive evaluation of image quality including not only distortion but also luminance, contrast, color temperature, color reproduction range and the like is also required. Specifically, at present, the luminance and the color reproduction range have been quantified as to which degree strongly controls the image quality, and the luminance and color temperature to what extent the image quality is strongly controlled. No. In general, it is considered that higher luminance is better or higher color temperature is considered preferable. By evaluating the image quality from multiple optical factors, it is possible to quantitatively determine whether it is better to improve the luminance or the color reproduction range, for example, an effective approach for improving the image quality. . Thereby, the image quality can be improved efficiently and effectively. Also, there is currently no evaluation index for comprehensively evaluating image quality including geometric factors such as distortion and optical factors such as luminance. Therefore, it is preferable to have such an evaluation index because, for example, to what extent distortion and luminance dominate image quality can be quantitatively understood. Furthermore, since the projection principle differs greatly between the liquid crystal projector and the DLP projector, the difference in image quality between the two can be quantitatively known.

ところで、幾何的因子においては、歪みを評価するための簡素な指標の1つとして、角度誤差という指標が用いられている。角度誤差は、格子パターンを投影した際、歪みのない理想的な格子(正方形や長方形)に対して、どのくらいの角度で格子が歪んだかを示すものであり、角度誤差が大きいほど、投影歪みが大きいことが一意に示される。   By the way, in the geometric factor, an index called angle error is used as one of simple indexes for evaluating distortion. The angle error indicates how much the lattice is distorted with respect to an ideal lattice (square or rectangle) without distortion when the lattice pattern is projected. It is uniquely shown to be large.

図3は、この角度誤差による投影歪みを説明する図である。図3では、複数の直線を交差させ、格子状に配置した格子パターンを投影した画像が示されている。破線で示す格子パターンは、直線同士が直交する、歪みのない理想的な格子パターンであり、実線で示す格子パターンは、その理想的な格子パターンに対してどの程度の角度で歪んだかを示したものである。尚、破線と実線とのなす角αが角度誤差である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the projection distortion due to the angle error. FIG. 3 shows an image in which a plurality of straight lines are intersected and a lattice pattern arranged in a lattice shape is projected. The lattice pattern indicated by a broken line is an ideal lattice pattern in which straight lines are orthogonal to each other without distortion, and the lattice pattern indicated by a solid line indicates how much the strain is distorted with respect to the ideal lattice pattern. Is. An angle α formed by the broken line and the solid line is an angle error.

歪みの指標としては、角度誤差の他、歪みの空間的な周期や投影面内の個数、さらには歪みが連続的に分布するか離散的に分布するかといった指標もあるが、角度誤差が最も画質に与える影響が強いため、ここでは角度誤差に絞って説明する。   In addition to angle errors, distortion indices include the spatial period of distortion, the number of projection planes, and whether the distortion is distributed continuously or discretely. Since the influence on the image quality is strong, the following description will focus on the angle error.

角度誤差は、角度誤差が大きいほど、局所的な歪みが大きいことを示す。角度誤差は、図4に示すように、図4(a)、図4(b)、図4(c)の順で大きくなる。   The angle error indicates that the larger the angle error, the greater the local distortion. As shown in FIG. 4, the angle error increases in the order of FIG. 4 (a), FIG. 4 (b), and FIG. 4 (c).

次に、投影画像の画質の光学的因子の指標となる輝度、コントラスト比、色温度、色再現範囲等について説明する。   Next, luminance, contrast ratio, color temperature, color reproduction range, and the like, which are indicators of optical factors of the image quality of the projected image will be described.

輝度は、White(白)を表示した際の明るさで、主にcd/m2が単位として用いられる。 Luminance is the brightness when White is displayed, and cd / m 2 is mainly used as a unit.

コントラスト比は、White(白)とBlack(黒)の輝度の比で、(Whiteの輝度)/(Blackの輝度)となる。   The contrast ratio is the ratio of the luminance of white (white) and black (black), and is (white luminance) / (black luminance).

色温度は、Whiteを表示した際のある温度(高熱)の黒体から放射される光の色と対応させ、その時の黒体の温度(K)としたものであり、色温度が高いほど青みが強く、色温度が低いほど赤みが強くなる。   The color temperature corresponds to the color of light emitted from a black body at a certain temperature (high heat) when White is displayed, and is the temperature (K) of the black body at that time. , And the lower the color temperature, the stronger the redness.

色再現範囲は、プロジェクタで表現できる色の全範囲を示し、xy色度の2次元範囲で表される場合もあれば、CIELAB色空間の3次元範囲で表される場合もある。   The color reproduction range indicates the entire range of colors that can be expressed by the projector, and may be represented by a two-dimensional range of xy chromaticity or may be represented by a three-dimensional range of the CIELAB color space.

本実施の形態においては、上述したパラメータから画質の評価値を得るための近似式を用いるが、この近似式を生成する際に官能評価を行い、官能評価における評価結果とパラメータとを結びつけることにより、人間の視覚心理特性との相関を高めている。   In the present embodiment, an approximate expression for obtaining an image quality evaluation value from the above-described parameters is used. When generating this approximate expression, a sensory evaluation is performed, and an evaluation result in the sensory evaluation and a parameter are combined. , Increase the correlation with human visual psychological characteristics.

画像の官能評価にはいくつかの評価方法があるが、本実施の形態に適した評価方法を図5に基づき説明する。図5(a)には、基準画像、画像A、画像Bが示されているが、基準画像は、歪み等のない理想的な画像であり、画像A、画像Bは、上記の各種のパラメータを付与し、歪み等が含まれている画像である。画像A、画像Bは、各種のパラメータを正確に反映させるため、画像処理により人為的に歪みや光学的因子に変化を加えたシミュレーション画像を用いることが好ましい。図5(a)に示すように、1評価単位において、基準画像を投影した後、画像Aを投影し、画像Aにおける評価を行い、次の1評価単位において、基準画像を投影した後、画像Bを投影し、画像Bにおける評価を行う。   There are several evaluation methods for sensory evaluation of an image. An evaluation method suitable for this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a reference image, an image A, and an image B. The reference image is an ideal image without distortion or the like, and the image A and the image B are the above-described various parameters. Is an image including distortion and the like. In order to accurately reflect various parameters, it is preferable to use simulation images in which distortion and optical factors are artificially changed by image processing. As shown in FIG. 5A, after projecting the reference image in one evaluation unit, the image A is projected, the evaluation in the image A is performed, and after the reference image is projected in the next one evaluation unit, the image B is projected and the evaluation in the image B is performed.

評価結果は、基準画像に対して評価対象となる画像A、画像Bがどの程度歪んでいるかや光学的因子における良し悪しの程度を図5(b)に示す評定語を用いて評価する。評定語は、各段階を表す語であり、各評定語には、評価値としてMOS値が対応している。図5(b)に示される場合では、7段階で評価しているが、これに限定されるものではなく、2段階〜6段階、8段階以上であってもよい。   The evaluation result is evaluated by using the evaluation words shown in FIG. 5B to determine how much the images A and B to be evaluated with respect to the reference image are distorted and the degree of quality in optical factors. A rating word is a word representing each stage, and a MOS value corresponds to each rating word as an evaluation value. In the case shown in FIG. 5 (b), the evaluation is made in seven stages, but is not limited to this, and may be two to six stages, eight stages or more.

尚、基準画像は、例えば標準的な液晶プロジェクタの画質とし、評価画像となる画像A、画像Bは、DLPプロジェクタにより投影された画像としてもよい。これにより、液晶プロジェクタに対するDLPプロジェクタの相対的な画質も知ることができる。   The reference image may be an image quality of a standard liquid crystal projector, for example, and the images A and B serving as evaluation images may be images projected by a DLP projector. Thereby, the relative image quality of the DLP projector with respect to the liquid crystal projector can also be known.

評価画像に与える幾何的因子となる歪みや光学的因子における範囲等は、例えば、以下の範囲とすることができる。尚、解像度や粒状性等については便宜上省略する。
歪みについては、角度誤差0〜6.0度、面内100ヶ所以内
輝度については、200〜1000cd/m
コントラスト比については、上記輝度に準ずる。
色温度については、5000〜10000K
色再現範囲については、sRGB比80〜120%
尚、上記の範囲は一例であり、上記の範囲と異なる範囲であってもよい。
For example, the range of distortion and optical factors that are geometric factors given to the evaluation image can be set to the following ranges, for example. Note that the resolution and graininess are omitted for convenience.
For distortion, the angle error is 0 to 6.0 degrees, and the luminance within 100 in-plane is 200 to 1000 cd / m 2.
Contrast ratio conforms to the above luminance.
About color temperature, 5000-10000K
For color reproduction range, sRGB ratio 80-120%
In addition, said range is an example and the range different from said range may be sufficient.

同時に評価する光学的因子については、1つでは単調な傾向しか解らないため、少なくとも2つ以上用いるのが好ましい。例えば、光学的因子として、輝度と色温度を用いることにより、輝度と色温度では、どちらがどの程度、画質に強い影響を与えるかを定量的に知ることができる。また、各々の光学的因子は、お互いに相互作用のない独立した因子であるため、2つ以上用いることで、後述する評価値を算出する式の精度を高めることができる。また、官能評価の評価画像は、各種パラメータにおいて振られる値をすべて3段階以上にすることが好ましいが、2段階にしてサンプル数を多少減らすことも可能である。また、必ずしもすべての光学的因子について評価を行う必要はない。   As for the optical factors to be evaluated at the same time, it is preferable to use at least two optical factors because only one monotonic tendency is understood. For example, by using the luminance and the color temperature as optical factors, it is possible to quantitatively know how much the luminance and the color temperature have a strong influence on the image quality. Further, since each optical factor is an independent factor that does not interact with each other, the use of two or more can improve the accuracy of an expression for calculating an evaluation value, which will be described later. In the sensory evaluation evaluation image, it is preferable that all values to be shaken in various parameters have three or more levels, but it is possible to reduce the number of samples somewhat by using two levels. Moreover, it is not always necessary to evaluate all optical factors.

この評価対象となる画像が基準画像とどの程度の画質差があるかを、図5(b)に示した評定語を用いて評価する。評価画像が文書の場合には、図6に示されるような直線を多く含むコンテンツが歪みを評価するためには好ましく、自然画やアニメの場合には、標準画像等の複数の平均値を用いることが好ましい。   The degree of image quality difference between the image to be evaluated and the reference image is evaluated using the evaluation word shown in FIG. When the evaluation image is a document, content including many straight lines as shown in FIG. 6 is preferable for evaluating distortion, and in the case of a natural image or animation, a plurality of average values such as a standard image are used. It is preferable.

また、官能評価の被験者は20人以上、少なくとも10人以上が好ましく、各種パラメータと評価値を重回帰分析等によって解析し、下記の数1及び数2に示される評価値を算出する近似式を得る。尚、直線の多い文書は局所的な歪みが強く知覚されるが、自然画やアニメの場合は局所的な歪みが知覚されにくいため、数1に示される文書における近似式と数2に示される自然画やアニメにおける近似式とに分けて導き出すことが好ましい。   Further, the number of test subjects for sensory evaluation is preferably 20 or more, preferably at least 10 or more, and various parameters and evaluation values are analyzed by multiple regression analysis or the like, and an approximate expression for calculating the evaluation values shown in the following equations 1 and 2 obtain. Note that local distortion is strongly perceived in a document with many straight lines, but in the case of a natural image or animation, local distortion is difficult to perceive, so the approximate expression in the document shown in Equation 1 and Equation 2 are used. It is preferable to derive it by dividing it into approximate expressions in natural images and animation.

図7は、一例として、1つのパラメータ(輝度)と評価値(MOS値)の回帰分析の結果を示すものである。各プロットは各実験条件の被験者の評価値であり、これらの分布を直線で近似したものである。本実施の形態においては、パラメータが複数になるため、図7を複数のパラメータに拡張させ、重回帰分析を行い、下記の数1及び数2に示される近似式を得る。尚、下記の数1及び数2におけるa〜f、g〜kの各係数は、重回帰分析等によって得られた値であり、a、gは切片、b〜f、h〜kは重回帰係数である。この近似式を後述する本実施の形態における画像評価装置に組み込むことにより、投影されている画像を撮像し、撮像された画像の幾何的因子及び光学的因子より、自動で画像の総合的な評価値を得ることができる。本願においては、下記の数1及び数2に示される近似式は、画質の評価値の変換式と記載する場合がある。
FIG. 7 shows, as an example, a result of regression analysis of one parameter (luminance) and an evaluation value (MOS value). Each plot is the evaluation value of the subject under each experimental condition, and these distributions are approximated by a straight line. In the present embodiment, since there are a plurality of parameters, FIG. 7 is expanded to a plurality of parameters, a multiple regression analysis is performed, and approximate expressions shown in the following equations 1 and 2 are obtained. In addition, the coefficients a to f and g to k in the following equations 1 and 2 are values obtained by multiple regression analysis or the like, a and g are intercepts, b to f, and h to k are multiple regressions. It is a coefficient. By incorporating this approximate expression into the image evaluation apparatus according to the present embodiment, which will be described later, the projected image is captured, and the overall evaluation of the image is automatically performed based on the geometric and optical factors of the captured image. A value can be obtained. In the present application, the approximate expression shown in the following equations 1 and 2 may be described as a conversion equation for image quality evaluation values.

(画像評価装置及び画像評価システム)
以上の内容に基づき、本実施の形態における画像評価装置及び画像評価システムについて説明する。本実施の形態における画像評価装置及び画像評価システムは、幾何的因子及び光学的因子のパラメータより、上記の数1及び数2に示される近似式に基づき、画質の評価値を得ることができるものである。
(Image evaluation apparatus and image evaluation system)
Based on the above contents, the image evaluation apparatus and the image evaluation system in the present embodiment will be described. The image evaluation apparatus and the image evaluation system in the present embodiment can obtain an evaluation value of image quality based on the approximate expression shown in the above equations 1 and 2 from the parameters of the geometric factor and the optical factor. It is.

図8は、本実施の形態における画像評価装置を含む投影システムを示し、図9は、本実施の形態における画像評価装置を示す。本実施の形態における投影システムは、画像評価装置30、投影装置31、スクリーン32等を有している。投影装置31は、投写距離が0.1〜1.5m程度の短焦点プロジェクタである。   FIG. 8 shows a projection system including the image evaluation apparatus according to the present embodiment, and FIG. 9 shows the image evaluation apparatus according to the present embodiment. The projection system in the present embodiment includes an image evaluation device 30, a projection device 31, a screen 32, and the like. The projection device 31 is a short focus projector having a projection distance of about 0.1 to 1.5 m.

また、本実施の形態における画像評価装置30は、撮像部51、抽出部52、変換部53、出力部54、記憶部55、送信部56等を有している。   In addition, the image evaluation apparatus 30 in the present embodiment includes an imaging unit 51, an extraction unit 52, a conversion unit 53, an output unit 54, a storage unit 55, a transmission unit 56, and the like.

撮像部51は、投影装置31がスクリーン32に投影された投影画像を撮像する。投影装置31により投影される投影画像は、格子パターン、白べた、黒べた、カラーバー等の画像であり、撮像部51は、これらの投影画像を撮像する。   The imaging unit 51 captures a projection image projected on the screen 32 by the projection device 31. The projection image projected by the projection device 31 is an image such as a grid pattern, white solid, black solid, or a color bar, and the imaging unit 51 captures these projection images.

抽出部52は、撮像部51において撮像された撮像画像から角度誤差や光学的因子等に関して設定された各々のパラメータを抽出する。例えば、格子パターンから角度誤差を抽出し、白べた画像から輝度と色温度を抽出し、白べた画像と黒べた画像よりコントラスト比を抽出し、カラーバーから色再現範囲を抽出する。   The extraction unit 52 extracts each parameter set with respect to an angle error, an optical factor, and the like from the captured image captured by the imaging unit 51. For example, the angle error is extracted from the grid pattern, the luminance and the color temperature are extracted from the white solid image, the contrast ratio is extracted from the white solid image and the black solid image, and the color reproduction range is extracted from the color bar.

角度誤差の抽出は図3に示されるように、格子パターン画像における理想状態と投影装置31により投影された投影画像との差異より抽出し、投影面内に角度誤差が複数ある場合には、ピーク値を用いる。あるいは、閾値(例えば3度とする)以上の複数の角度誤差の平均値としてもよい。輝度は、投影された白べた画像の投影面内の平均輝度より抽出する。色温度は、投影された白べた画像の投影面内の色温度を測定することにより抽出する。コントラスト比は、投影された白べた画像の平均輝度を投影された黒べた画像の平均輝度で割って抽出する。色再現範囲の抽出は、投影されたRGBの原色を含むカラーバーの画像からR、G、Bのxy色度を計測し、各々のx値とy値により形成される三角形の面積より抽出する。   As shown in FIG. 3, the angle error is extracted from the difference between the ideal state in the lattice pattern image and the projection image projected by the projection device 31. If there are a plurality of angle errors in the projection plane, the peak is extracted. Use the value. Or it is good also as an average value of a plurality of angle errors beyond a threshold (for example, 3 degrees). The luminance is extracted from the average luminance in the projection plane of the projected white solid image. The color temperature is extracted by measuring the color temperature in the projection plane of the projected solid image. The contrast ratio is extracted by dividing the average luminance of the projected white solid image by the average luminance of the projected black solid image. The color reproduction range is extracted by measuring the xy chromaticities of R, G, and B from the image of the color bar including the projected RGB primary colors, and extracting it from the area of the triangle formed by each x value and y value. .

尚、評価のために投影される画像は、必ずしも白べた、黒べた、カラーバー等の画像でなくともよく、上述した光学的因子を検出することのできる画像であればよい。例えば、RGBの原色を含むカラーバーの画像に代えて、R、G、Bの各々のべたの画像を用いてもよい。また、格子パターンは、投影装置31の解像度を1280×800画素とした場合、垂直方向の直線を64本、水平方向の直線を40本程度とすれば、直線間の間隔が20画素となり、適度な幅の歪みを検出することができる。   Note that the image projected for evaluation does not necessarily have to be a solid image, a solid image, a color bar, or the like, as long as it is an image that can detect the optical factors described above. For example, solid images of R, G, and B may be used in place of the color bar image including RGB primary colors. In addition, when the resolution of the projection device 31 is 1280 × 800 pixels, the lattice pattern has an interval between the straight lines of 20 pixels if the vertical straight lines are 64 lines and the horizontal straight lines are about 40 lines. A wide range of distortion can be detected.

尚、後述するように、画像の解像度を抽出する場合には、縦横の万線パターンを用い、画像の粒状性を抽出する場合には、灰色べた画像を用いることが好ましい。   As will be described later, when extracting the resolution of an image, it is preferable to use vertical and horizontal line patterns, and when extracting the granularity of an image, it is preferable to use a gray solid image.

解像度(鮮鋭度)は、解像度が高いほどシャープな画質となり、ppi(pixel per inch)で表されることが多い。解像度は、万線パターンの白ラインと黒ラインからなるコントラスト比から抽出することができ、コントラスト比が高いほど解像度が高く、コントラストが低いほど解像度が低いことを示す。万線パターンには縦方向と横方向があり、各々の方向における解像度の検出が可能であり、双方の万線パターンを用いることが好ましいが、どちらか一方であってもよい。   The resolution (sharpness) is sharper as the resolution is higher, and is often expressed in ppi (pixel per inch). The resolution can be extracted from the contrast ratio composed of white lines and black lines of the line pattern. The higher the contrast ratio, the higher the resolution, and the lower the contrast, the lower the resolution. The line pattern has a vertical direction and a horizontal direction, the resolution can be detected in each direction, and it is preferable to use both line patterns, but either one may be used.

粒状性は、投影面内の輝度や色味のムラであり、均一を理想とする灰色がどの程度のムラを有しているかを示す尺度である。粒状性は、投影面内の灰色の輝度の分散(σ2)を用いたRMS粒状度(Root Mean Square granularity)等が一般的に知られており、RMS粒状度の場合、平均輝度からの偏差の2乗平均平方根で表す。 Graininess is unevenness in brightness and color within the projection surface, and is a measure of how much unevenness the gray, which is ideally uniform. The granularity is generally known as RMS granularity (Root Mean Square granularity) using gray luminance dispersion (σ 2 ) in the projection plane. In the case of RMS granularity, the deviation from the average luminance is known. Of the root mean square.

変換部53は、上記の数1及び数2に示される近似式が記憶されており、抽出部52において抽出されたパラメータを上記の数1及び数2に示される近似式に代入し、視覚心理特性と相関の高い画質の評価値に変換する。   The converting unit 53 stores the approximate expressions shown in the above formulas 1 and 2, and substitutes the parameters extracted in the extractor 52 into the approximate formulas shown in the above formulas 1 and 2 for visual psychology. Convert to an image quality evaluation value that is highly correlated with the characteristics.

変換部53において得られる評価値は、上記の数1及び数2に示される近似式により得られる場合に限定されるものではなく、テーブル等を使用して変換して求めることも可能である。変換部53において得られた評価値は、出力部54に送られ、出力部54において、評価値またはその評価値に対応する評定語を表示等して出力する。本願においては、上記の数1及び数2に示される近似式や上述したテーブル等が変換情報となる。出力部54は、表示以外に、音声出力や印刷して出力するものであってもよい。記憶部55には、画像評価のための画像データ、具体的には、格子パターン、白べた、黒べた、カラーバー等の画像データが記憶されている。   The evaluation value obtained in the conversion unit 53 is not limited to the case where it is obtained by the approximate expression shown in Equation 1 and Equation 2 above, and can be obtained by conversion using a table or the like. The evaluation value obtained by the conversion unit 53 is sent to the output unit 54, and the output unit 54 displays and outputs the evaluation value or the rating word corresponding to the evaluation value. In the present application, the approximate expression shown in the above equations 1 and 2 and the above-described table are the conversion information. In addition to display, the output unit 54 may output sound or print it out. The storage unit 55 stores image data for image evaluation, specifically, image data such as a grid pattern, white solid, black solid, and color bar.

尚、角度誤差、空間的周期等のパラメータを適切に抽出するためには、撮像部51における解像度は、投影装置31における解像度よりも高い方が好ましい。また、撮像部51において撮像される画像は、撮像部51のレンズ歪み等の影響を補正する処理を行い、それらの要因を排除してもよい。   In order to appropriately extract parameters such as angle error and spatial period, it is preferable that the resolution in the imaging unit 51 is higher than the resolution in the projection device 31. Further, the image picked up by the image pickup unit 51 may be subjected to a process of correcting the influence of lens distortion or the like of the image pickup unit 51, and these factors may be excluded.

撮像部51は、入射される光を電気信号に変換する撮像素子、撮像時にのみ撮像素子に外部からの光を入射させるシャッター、入射される光の量を調整する絞り、電気信号をデジタルデータへ変換するA/Dコンバータ等を有している。また、撮像部51は、レンズ歪みの補正、ガンマ補正やシェーディング補正等を行う画像処理回路を備える。出力部54は、液晶ディスプレイ等を用いることができる。   The imaging unit 51 includes an imaging element that converts incident light into an electrical signal, a shutter that allows external light to enter the imaging element only during imaging, a diaphragm that adjusts the amount of incident light, and the electrical signal into digital data. It has an A / D converter for conversion. The imaging unit 51 also includes an image processing circuit that performs lens distortion correction, gamma correction, shading correction, and the like. As the output unit 54, a liquid crystal display or the like can be used.

送信部56は、投影装置31よりスクリーン32に投影させる投影画像、即ち、評価対象の画像等の画像データを投影装置31に送信する。   The transmission unit 56 transmits to the projection device 31 a projection image to be projected on the screen 32 from the projection device 31, that is, image data such as an image to be evaluated.

(画像評価方法)
次に、本実施の形態における画像評価方法について、図10及び図11に基づき説明する。本実施の形態における画像評価方法は、上述した本実施の形態における画像評価装置30を含む画像評価システムを用いて行われる。本実施の形態における画像評価方法は、図10に示される上記の数1及び数2に示される近似式を得る工程と、図11に示される得られた上記の数1及び数2に示される近似式に基づき、評価対象となる画像より評価値を得て出力する工程とにより行われる。まず、図10に示される上記の数1及び数2に示される近似式を得る方法について説明する。
(Image evaluation method)
Next, an image evaluation method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The image evaluation method in the present embodiment is performed using an image evaluation system including the image evaluation apparatus 30 in the present embodiment described above. The image evaluation method in the present embodiment is shown in the steps of obtaining the approximate expression shown in the above-described formulas 1 and 2 shown in FIG. 10 and the obtained formulas 1 and 2 shown in FIG. Based on the approximate expression, an evaluation value is obtained from an image to be evaluated and output. First, a method for obtaining the approximate expressions shown in the above equations 1 and 2 shown in FIG. 10 will be described.

最初に、ステップ102(S102)に示すように、上記の数1及び数2に示される近似式を得るための画像を投影装置31よりスクリーン32に投影する。具体的には、画像評価装置30より、近似式を得るための画像データは送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31は、この画像データに基づき近似式を得るための画像をスクリーン32に投影する。この際投影される画像は、例えば、図6に示される画像である。   First, as shown in step 102 (S102), an image for obtaining the approximate expression shown in the above equations 1 and 2 is projected from the projection device 31 onto the screen 32. Specifically, image data for obtaining an approximate expression is transmitted from the image evaluation apparatus 30 to the projection apparatus 31 via the transmission unit 56, and the projection apparatus 31 obtains an image for obtaining an approximate expression based on the image data. Project onto the screen 32. The image projected at this time is, for example, the image shown in FIG.

次に、ステップ104(S104)に示すように、スクリーン32に投影された投影画像の官能評価を行う。具体的には、スクリーン32に投影された各々の画像について、人により、図5(b)に示される標語に対応する評定語に対応する評点による評価を行う。   Next, as shown in step 104 (S104), sensory evaluation of the projected image projected on the screen 32 is performed. Specifically, each image projected on the screen 32 is evaluated by a person with a score corresponding to the rating word corresponding to the motto shown in FIG.

次に、ステップ106(S106)に示すように、投影画像の官能評価が所定の回数行われたか否かが判断される。投影画像の官能評価が所定の回数行われた場合には、ステップ108に移行し、投影画像の官能評価が所定の回数に満たない場合には、ステップ102に移行する。従って、ステップ102及びステップ104は複数回繰り返される。例えば、図5(a)に示されるような、スクリーン32への画像の投影、人による評価が、人等を変えて複数回繰り返される。   Next, as shown in step 106 (S106), it is determined whether or not the sensory evaluation of the projection image has been performed a predetermined number of times. If the sensory evaluation of the projection image has been performed a predetermined number of times, the process proceeds to step 108. If the sensory evaluation of the projection image has not reached the predetermined number of times, the process proceeds to step 102. Therefore, step 102 and step 104 are repeated a plurality of times. For example, projection of an image on the screen 32 and evaluation by a person as shown in FIG. 5A are repeated a plurality of times while changing the person or the like.

次に、ステップ108(S108)に示すように、スクリーン32に投影された画像とその画像の評点より、重回帰分析等により、上記の数1及び数2に示される近似式を算出する。   Next, as shown in step 108 (S108), from the image projected on the screen 32 and the score of the image, the approximate expression shown in the above equations 1 and 2 is calculated by multiple regression analysis or the like.

以上により、上記の数1及び数2に示される近似式を得ることができる。得られた近似式は、図9に示される画像評価装置30の変換部53または記憶部55に記憶される。   By the above, the approximate expression shown in the above equations 1 and 2 can be obtained. The obtained approximate expression is stored in the conversion unit 53 or the storage unit 55 of the image evaluation apparatus 30 shown in FIG.

次に、図11に示される評価対象となる画像より評価値を得て出力する方法について説明する。   Next, a method for obtaining and outputting an evaluation value from the image to be evaluated shown in FIG. 11 will be described.

最初、ステップ202(S202)に示すように、投影装置31よりスクリーン32に、図12(a)に示されるような格子パターンの画像を投影し、画像評価装置30の撮像部51において撮像する。この格子パターンの画像データは、画像評価装置30の記憶部55に記憶されており、記憶部55より、送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31よりスクリーン32に投影される。投影された格子パターンの画像は、撮像部51において撮像される。   First, as shown in step 202 (S202), the image of the lattice pattern as shown in FIG. 12A is projected from the projection device 31 onto the screen 32 and captured by the imaging unit 51 of the image evaluation device 30. The image data of the lattice pattern is stored in the storage unit 55 of the image evaluation device 30, transmitted from the storage unit 55 to the projection device 31 via the transmission unit 56, and projected from the projection device 31 onto the screen 32. The image of the projected lattice pattern is captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ204(S204)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像された格子パターンの画像に基づき角度誤差を抽出する。   Next, as shown in step 204 (S204), the extraction unit 52 of the image evaluation apparatus 30 extracts an angle error based on the lattice pattern image captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ212(S212)に示すように、投影装置31よりスクリーン32に図12(b)に示されるような白べたの画像を投影し、画像評価装置30の撮像部51において撮像する。この白べたの画像データは、画像評価装置30の記憶部55に記憶されており、記憶部55より、送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31よりスクリーン32に投影される。投影された白べたの画像は、撮像部51において撮像される。   Next, as shown in step 212 (S212), the solid image as shown in FIG. 12B is projected from the projection device 31 onto the screen 32, and is captured by the imaging unit 51 of the image evaluation device 30. The white solid image data is stored in the storage unit 55 of the image evaluation device 30, transmitted from the storage unit 55 to the projection device 31 via the transmission unit 56, and projected from the projection device 31 onto the screen 32. The projected solid image is picked up by the image pickup unit 51.

次に、ステップ214(S214)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像された白べたの画像に基づき輝度及び色温度を抽出する。   Next, as shown in step 214 (S214), the extraction unit 52 of the image evaluation apparatus 30 extracts the luminance and color temperature based on the solid white image captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ216(S216)に示すように、投影装置31よりスクリーン32に図12(c)に示されるような黒べたの画像を投影し、画像評価装置30の撮像部51において撮像する。この黒べたの画像データは、画像評価装置30の記憶部55に記憶されており、記憶部55より、送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31よりスクリーン32に投影される。投影された黒べたの画像は、撮像部51において撮像される。   Next, as shown in step 216 (S216), the solid image as shown in FIG. 12C is projected from the projection device 31 onto the screen 32 and captured by the imaging unit 51 of the image evaluation device 30. The solid black image data is stored in the storage unit 55 of the image evaluation device 30, transmitted from the storage unit 55 to the projection device 31 via the transmission unit 56, and projected from the projection device 31 onto the screen 32. The projected solid black image is captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ218(S218)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像された黒べたの画像とステップ214において撮像された白べたの画像に基づきコントラストを抽出する。   Next, as shown in step 218 (S218), the extraction unit 52 of the image evaluation apparatus 30 extracts contrast based on the solid black image captured by the imaging unit 51 and the solid white image captured in step 214. To do.

次に、ステップ222(S222)に示すように、投影装置31よりスクリーン32に図12(d)に示されるようなカラーバーの画像を投影し、画像評価装置30の撮像部51において撮像する。尚、カラーバーの画像は、本来はカラー画像であるが、図12(d)においては、便宜上、白黒で示している。このカラーバーの画像データは、画像評価装置30の記憶部55に記憶されており、記憶部55より、送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31よりスクリーン32に投影される。投影されたカラーバーの画像は、撮像部51において撮像される。   Next, as shown in step 222 (S222), the image of the color bar as shown in FIG. 12D is projected from the projection device 31 onto the screen 32 and captured by the imaging unit 51 of the image evaluation device 30. The color bar image is originally a color image, but in FIG. 12D, it is shown in black and white for convenience. The color bar image data is stored in the storage unit 55 of the image evaluation device 30, transmitted from the storage unit 55 to the projection device 31 via the transmission unit 56, and projected from the projection device 31 onto the screen 32. The image of the projected color bar is captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ224(S224)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像されたカラーバーの画像に基づき図13に示すような色再現範囲を抽出する。尚、図13に示される画像は、本来はカラー画像であるが、便宜上、白黒で示している。   Next, as shown in step 224 (S224), the extraction unit 52 of the image evaluation apparatus 30 extracts a color reproduction range as shown in FIG. 13 based on the color bar image captured by the imaging unit 51. The image shown in FIG. 13 is originally a color image, but is shown in black and white for convenience.

次に、ステップ242(S242)に示すように、変換部53において、抽出された角度誤差、輝度、色温度、コントラスト、色再現範囲より、評価値を得る。具体的には、ステップ204において抽出された角度誤差、ステップ214において抽出された輝度及び色温度、ステップ218において抽出されたコントラスト、ステップ224において抽出された色再現範囲より、評価値の変換式となる近似式から評価値を得る。この近似式が、上記の数1または数2に示される近似式となる。   Next, as shown in step 242 (S242), the conversion unit 53 obtains an evaluation value from the extracted angle error, luminance, color temperature, contrast, and color reproduction range. Specifically, from the angular error extracted in step 204, the luminance and color temperature extracted in step 214, the contrast extracted in step 218, and the color reproduction range extracted in step 224, An evaluation value is obtained from the following approximate expression. This approximate expression is an approximate expression shown in the above formula 1 or 2.

次に、ステップ244(S244)に示すように、ステップ242において得られた評価値を出力部54より出力する。   Next, as shown in step 244 (S244), the evaluation value obtained in step 242 is output from the output unit 54.

以上の工程により、本実施の形態における画像評価方法における画像評価を行うことができる。尚、上記において、投影装置31により投影される画像の順番は、入れ替えてもよい。   Through the above steps, image evaluation in the image evaluation method in the present embodiment can be performed. In the above description, the order of the images projected by the projection device 31 may be changed.

次に、本実施の形態における評価方法において、便宜上、図6に示される評価画像を対象とし、評価項目をDLPプロジェクタの歪みと輝度、色温度に絞って評価した場合について説明する。基準画像は液晶プロジェクタとし、歪みを示す角度誤差は0(°)、輝度は520(cd/m2)、色温度は6500(K)とする。 Next, in the evaluation method according to the present embodiment, for the sake of convenience, a case will be described in which the evaluation image shown in FIG. 6 is the target and evaluation items are evaluated by focusing on distortion, luminance, and color temperature of the DLP projector. The reference image is a liquid crystal projector, the angle error indicating distortion is 0 (°), the luminance is 520 (cd / m 2 ), and the color temperature is 6500 (K).

官能評価の結果、評価値となるMOS値との間には、下記の数3に示される重回帰式を得ることができ、MOS値と各種特性の相関係数は0.8以上となり、高い相関が認められた。
As a result of the sensory evaluation, the multiple regression equation shown in the following equation 3 can be obtained between the MOS value as the evaluation value, and the correlation coefficient between the MOS value and various characteristics is 0.8 or more, which is high. Correlation was observed.

例えば、輝度が300(cd/m2)、色温度が8000(K)、角度誤差の平均値が4.5(°)である場合には、評価値となるMOS値は−1.5となり、基準画像よりも画質が劣ることを意味する。一方、輝度が400(cd/m2)、色温度が9300(K)、角度誤差の平均値が3.0(°)である場合には、MOS値は0.38となり、基準画像よりも画質がやや勝ることを意味する。以上は歪みと輝度、色温度に絞っての例示であるが、更に他のパラメータを加えてもよい。 For example, when the luminance is 300 (cd / m 2 ), the color temperature is 8000 (K), and the average value of the angle error is 4.5 (°), the MOS value as the evaluation value is −1.5. This means that the image quality is inferior to that of the reference image. On the other hand, when the luminance is 400 (cd / m 2 ), the color temperature is 9300 (K), and the average angle error is 3.0 (°), the MOS value is 0.38, which is higher than that of the reference image. It means that the image quality is slightly better. The above is an example focusing on distortion, brightness, and color temperature, but other parameters may be added.

また、本実施の形態においては、上記の数1及または数2に示される近似式に、更に解像度や粒状性に関する項を加えて評価値を得るものであってもよい。この場合における画像評価方法のフローチャートを図14に示す。図14に示される画像評価方法のフローチャートは、図11に示す画像評価方法のフローチャートに、万線パターンや灰色べたの画像を投影するステップと、投影された万線パターンや灰色べたの画像を撮像するステップが含まれている。   Further, in the present embodiment, an evaluation value may be obtained by further adding terms relating to resolution and graininess to the approximate expression shown in Equation 1 and Equation 2 above. A flowchart of the image evaluation method in this case is shown in FIG. The flowchart of the image evaluation method shown in FIG. 14 is the same as the flowchart of the image evaluation method shown in FIG. 11, in which a line pattern or a gray solid image is projected, and the projected line pattern or a gray solid image is captured. Contains steps to do.

具体的には、ステップ252(S252)に示すように、投影装置31よりスクリーン32に図15(a)に示される万線パターンの画像を投影し、画像評価装置の撮像部51において撮像してもよい。この万線パターンの画像データは、画像評価装置30の記憶部55に記憶されており、記憶部55より、送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31よりスクリーン32に投影される。投影された画像は、撮像部51において撮像される。   Specifically, as shown in step 252 (S252), the image of the line pattern shown in FIG. 15A is projected from the projection device 31 onto the screen 32, and is captured by the imaging unit 51 of the image evaluation device. Also good. The line pattern image data is stored in the storage unit 55 of the image evaluation device 30, transmitted from the storage unit 55 to the projection device 31 via the transmission unit 56, and projected from the projection device 31 onto the screen 32. . The projected image is captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ254(S254)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像された画像に基づき解像度を抽出してもよい。   Next, as shown in step 254 (S254), the extraction unit 52 of the image evaluation apparatus 30 may extract the resolution based on the image captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ256(S256)に示すように、投影装置31よりスクリーン32に図15(b)に示される灰色べたの画像を投影し、画像評価装置の撮像部51において撮像してもよい。この灰色べたの画像データは、画像評価装置30の記憶部55に記憶されており、記憶部55より、送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31よりスクリーン32に投影される。投影された画像は、撮像部51において撮像される。   Next, as shown in step 256 (S256), the gray solid image shown in FIG. 15B may be projected from the projection device 31 onto the screen 32 and captured by the imaging unit 51 of the image evaluation device. The gray solid image data is stored in the storage unit 55 of the image evaluation device 30, transmitted from the storage unit 55 to the projection device 31 via the transmission unit 56, and projected from the projection device 31 onto the screen 32. The projected image is captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ258(S258)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像された画像に基づき粒状性を抽出してもよい。   Next, as shown in step 258 (S258), the extraction unit 52 of the image evaluation device 30 may extract the graininess based on the image captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ242(S242)では、変換部53において、抽出された角度誤差、輝度、色温度、コントラスト、色再現範囲、解像度、粒状性等より評価値を得る。評価値の変換式となる近似式は、上記の数1または数2に示される近似式に、解像度や粒状性に関する項を加えた近似式となる。   Next, in step 242 (S242), the conversion unit 53 obtains an evaluation value from the extracted angle error, luminance, color temperature, contrast, color reproduction range, resolution, graininess, and the like. The approximate expression that becomes the conversion formula of the evaluation value is an approximate expression obtained by adding terms relating to resolution and graininess to the approximate expression shown in Equation 1 or 2.

次に、ステップ244(S244)に示すように、ステップ242において得られた評価値を出力部54より出力する。   Next, as shown in step 244 (S244), the evaluation value obtained in step 242 is output from the output unit 54.

以上のように、本実施の形態における画像評価装置、画像評価システム、画像評価方法により、人間の視覚心理特性と相関の高い画像の評価値を導出することができる。これにより、画像における補正が必要かどうかを人間の感覚に沿って適切に判断することができ、画像の補正を行う場合も人間の感覚に沿った適切な補正を行うことが可能となる。   As described above, the image evaluation device, the image evaluation system, and the image evaluation method according to the present embodiment can derive an evaluation value of an image having a high correlation with human visual psychological characteristics. Accordingly, it is possible to appropriately determine whether or not correction is necessary in the image in accordance with human senses, and it is possible to perform appropriate correction in accordance with human senses even when image correction is performed.

また、本実施の形態における画像評価方法をプロジェクタの検査工程に用いることにより、人間の視覚心理特性に近いプロジェクタの個体差を簡易に知ることができる。   In addition, by using the image evaluation method according to the present embodiment for the projector inspection process, individual differences between projectors close to human visual psychological characteristics can be easily known.

〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態における画像評価方法に、更に、コンテンツ毎の評価値を出力する工程を加えたものである。コンテンツ毎の評価値とすることで、例えば画像D1、画像D2、画像D3とすると、画像D1〜D3ごとの評価値が出力される。コンテンツによって異なる特性として、平均輝度、平均彩度等が考えられる。平均輝度が低いコンテンツほど輝度の影響度が小さくなり、平均彩度が低いコンテンツほど色再現範囲の影響度が小さくなる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, a process of outputting an evaluation value for each content is added to the image evaluation method in the first embodiment. By setting the evaluation value for each content, for example, when the images are D1, D2, and D3, the evaluation values for the images D1 to D3 are output. The average brightness, the average saturation, etc. can be considered as characteristics that differ depending on the content. The content with lower average luminance has a lower influence of luminance, and the content with lower average saturation has a lower influence of color reproduction range.

平均輝度や平均彩度の算出には、例えばL*a*b*表色計を用いてもよく、平均輝度はコンテンツの各画素のL*の平均値、平均彩度はコンテンツの各画素のC*=(a2+b2)1/2の平均値を用いればよい。そのため、最高輝度(白べた)と最高彩度(カラーバー)を各々1とし、コンテンツの平均輝度(0〜1)と平均彩度(0〜1)を規格化する。この後、上記の数1及び数2に示される近似式における輝度の係数(c、h)に係数(s、t)を乗算し、色再現範囲の係数(f、k)に(u、y)を乗算する。このように得られた近似式を下記の数4及び数5に示す。尚、下記の数4及び数5に示される近似式は、画質の評価値の変換式と記載する場合がある。
For example, an L * a * b * colorimeter may be used to calculate the average luminance and the average saturation. The average luminance is the average value of L * of each pixel of the content, and the average saturation is the average of each pixel of the content. An average value of C * = (a 2 + b 2 ) 1/2 may be used. Therefore, the highest luminance (white solid) and the highest saturation (color bar) are set to 1, respectively, and the average luminance (0 to 1) and average saturation (0 to 1) of the content are normalized. Thereafter, the luminance coefficient (c, h) in the approximate expression shown in the above equations 1 and 2 is multiplied by the coefficient (s, t), and the color reproduction range coefficient (f, k) is multiplied by (u, y). ). The approximate expressions obtained in this way are shown in the following equations 4 and 5. Note that the approximate expression shown in the following equations 4 and 5 may be described as a conversion equation for the evaluation value of image quality.

本実施の形態における画像評価方法について、図16に基づき説明する。本実施の形態における評価方法は、第1の実施の形態における画像評価方法に、更に、コンテンツ毎の平均輝度、平均彩度を算出する工程を加えたものである。 The image evaluation method in the present embodiment will be described with reference to FIG. The evaluation method in the present embodiment is obtained by adding a step of calculating average luminance and average saturation for each content to the image evaluation method in the first embodiment.

具体的には、ステップ362(S362)に示すように、投影装置31よりスクリーン32に評価コンテンツとなる画像を投影し、画像評価装置の撮像部51において撮像する。この評価コンテンツとなる画像データは、画像評価装置の記憶部55に記憶されており、記憶部55より、送信部56を介し投影装置31に送信され、投影装置31よりスクリーン32に投影される。投影された評価コンテンツとなる画像は、撮像部51において撮像される。   Specifically, as shown in step 362 (S362), an image as evaluation content is projected from the projection device 31 onto the screen 32, and is captured by the imaging unit 51 of the image evaluation device. The image data serving as the evaluation content is stored in the storage unit 55 of the image evaluation device, transmitted from the storage unit 55 to the projection device 31 via the transmission unit 56, and projected from the projection device 31 onto the screen 32. An image serving as the projected evaluation content is captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ364(S364)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像された評価コンテンツとなる画像に基づき平均輝度を算出する。   Next, as shown in step 364 (S364), the extraction unit 52 of the image evaluation device 30 calculates the average luminance based on the image that is the evaluation content captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ366(S366)に示すように、画像評価装置30の抽出部52において、撮像部51において撮像された評価コンテンツとなる画像に基づき平均彩度を算出する。   Next, as shown in step 366 (S366), the extraction unit 52 of the image evaluation device 30 calculates the average saturation based on the image that is the evaluation content captured by the imaging unit 51.

次に、ステップ242(S242)に示すように、変換部53において、抽出された角度誤差、輝度、色温度、コントラスト、色再現範囲等より、評価値の変換式となる近似式から評価値を得る。評価値の変換式となる近似式が、上記の数4または数5に示される近似式となる。   Next, as shown in step 242 (S242), the conversion unit 53 obtains an evaluation value from an approximate expression that is an evaluation value conversion expression based on the extracted angle error, luminance, color temperature, contrast, color reproduction range, and the like. obtain. The approximate expression that is the conversion formula of the evaluation value is the approximate expression shown in the above formula 4 or 5.

次に、ステップ244(S244)に示すように、ステップ242において得られた評価値を出力部54より出力する。   Next, as shown in step 244 (S244), the evaluation value obtained in step 242 is output from the output unit 54.

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。従って、画像評価装置や画像評価システムが行う画像評価方法、上記プログラムが記録された記録媒体、上記プログラムを提供する外部機器、投影面や投影装置を含む投影システム等も提供することができる。   Although the embodiment has been described in detail above, it is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims. Accordingly, it is possible to provide an image evaluation method performed by the image evaluation apparatus and the image evaluation system, a recording medium on which the program is recorded, an external device that provides the program, a projection system including a projection surface and a projection apparatus, and the like.

10 光源
11 カラーホイール
12 DMD
13 光学系
20 投影光
21 スクリーン
30 画像評価装置
31 投影装置
32 スクリーン
51 撮像部
52 抽出部
53 変換部
54 出力部
55 記憶部
56 送信部
10 Light source 11 Color wheel 12 DMD
13 Optical system 20 Projection light 21 Screen 30 Image evaluation device 31 Projection device 32 Screen 51 Imaging unit 52 Extraction unit 53 Conversion unit 54 Output unit 55 Storage unit 56 Transmission unit

特開2010−028411号公報JP 2010-028411 A 特許第3719944号公報Japanese Patent No. 3719944 特開2006−042376号公報JP 2006-042376 A

Y Y. Huang et al., "Human Vision Model for Color Break-Up(CBU) and A CBU-less 5.6"Field Sequential Color Display", ASID'07 (2007).Y Y. Huang et al., "Human Vision Model for Color Break-Up (CBU) and A CBU-less 5.6" Field Sequential Color Display ", ASID'07 (2007).

Claims (13)

投影装置により投影された投影画像の画質を評価するための画像評価装置であって、
前記投影画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像より、画質の幾何的因子及び画質の光学的因子に関して設定された複数のパラメータを抽出する抽出部と、
人間の視覚心理特性に基づく前記幾何的因子及び前記光学的因子と画質の評価値との関係の変換情報を用いて、前記抽出部により抽出された前記複数のパラメータより、前記投影画像の画質の評価値に変換する変換部と、
を有することを特徴とする画像評価装置。
An image evaluation device for evaluating the image quality of a projection image projected by a projection device,
An imaging unit for imaging the projected image;
An extraction unit that extracts a plurality of parameters set with respect to a geometric factor of image quality and an optical factor of image quality from a captured image captured by the imaging unit;
Using the conversion information of the relationship between the geometric factor and the optical factor based on human visual psychological characteristics and the evaluation value of the image quality, the image quality of the projection image is determined from the plurality of parameters extracted by the extraction unit. A conversion unit for converting to an evaluation value;
An image evaluation apparatus comprising:
前記投影画像には、複数の直線が交差した格子パターンの画像が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の画像評価装置。   The image evaluation apparatus according to claim 1, wherein the projected image includes an image of a lattice pattern in which a plurality of straight lines intersect. 前記幾何的因子として設定されたパラメータには、基準となる格子パターンの直線と前記投影画像として投影された格子パターンの直線とのなす角より得られた角度誤差を含むものであることを特徴とする請求項2に記載の画像評価装置。   The parameter set as the geometric factor includes an angle error obtained from an angle formed by a straight line of a reference lattice pattern and a straight line of the lattice pattern projected as the projection image. Item 3. The image evaluation apparatus according to Item 2. 前記投影画像には、白、黒、RGBの原色、灰色、万線パターンを含んだ画像が含まれていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像評価装置。   4. The image evaluation apparatus according to claim 1, wherein the projected image includes an image including white, black, RGB primary colors, gray, and a line pattern. 前記光学的因子として設定されたパラメータには、輝度、コントラスト比、色温度、解像度、粒状度のうちの2以上が含まれていることを特徴とする請求項4に記載の画像評価装置。   The image evaluation apparatus according to claim 4, wherein the parameter set as the optical factor includes two or more of brightness, contrast ratio, color temperature, resolution, and granularity. 前記撮像部は、前記投影画像の投影面内における輝度や色度の分布を測定するものであることを特徴とする請求項4または5に記載の画像評価装置。   The image evaluation apparatus according to claim 4, wherein the imaging unit measures a distribution of luminance and chromaticity in a projection plane of the projection image. 前記投影装置により投影される前記投影画像の画像データを前記投影装置へ送信する送信部を有していることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の画像評価装置。   The image evaluation apparatus according to claim 1, further comprising: a transmission unit that transmits image data of the projection image projected by the projection apparatus to the projection apparatus. 前記撮像部の解像度が前記投影装置の解像度より高いことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の画像評価装置。   The image evaluation apparatus according to claim 1, wherein a resolution of the imaging unit is higher than a resolution of the projection apparatus. 前記変換情報は、前記幾何的因子及び前記光学的因子と画質の評価値との関係の変換式であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の画像評価装置。   The image evaluation apparatus according to claim 1, wherein the conversion information is a conversion formula of a relationship between the geometric factor and the optical factor and an evaluation value of image quality. 前記変換式は、前記投影装置により投影された投影画像を官能評価し、
前記官能評価された投影画像と前記官能評価と関係を解析することにより生成されたものであることを特徴とする請求項9に記載の画像評価装置。
The conversion formula is a sensory evaluation of a projection image projected by the projection device,
The image evaluation apparatus according to claim 9, wherein the image evaluation apparatus is generated by analyzing a relationship between the sensory-evaluated projection image and the sensory evaluation.
前記変換部により変換された前記評価値を出力する出力部を含み、
前記出力部は、前記評価値に対応する官能評価の評定語を表示または出力することを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の画像評価装置。
An output unit that outputs the evaluation value converted by the conversion unit;
The image output apparatus according to claim 1, wherein the output unit displays or outputs a sensory evaluation rating word corresponding to the evaluation value.
投影装置により投影された投影画像の画質を評価するための画像評価装置であって、
前記投影画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像より、画質の幾何的因子及び画質の光学的因子に関して設定された複数のパラメータを抽出する抽出部と、
人間の視覚心理特性に基づく前記幾何的因子及び前記光学的因子と画質の評価値との関係の変換情報を用いて、前記抽出部により抽出された前記複数のパラメータより、前記投影画像の画質の評価値に変換する変換部と、
を有する画像評価システム。
An image evaluation device for evaluating the image quality of a projection image projected by a projection device,
An imaging unit for imaging the projected image;
An extraction unit that extracts a plurality of parameters set with respect to a geometric factor of image quality and an optical factor of image quality from a captured image captured by the imaging unit;
Using the conversion information of the relationship between the geometric factor and the optical factor based on human visual psychological characteristics and the evaluation value of the image quality, the image quality of the projection image is determined from the plurality of parameters extracted by the extraction unit. A conversion unit for converting to an evaluation value;
An image evaluation system.
投影装置により投影された投影画像の画質を評価するための画像評価方法であって、
前記投影画像を撮像する工程と、
前記撮像された撮像画像より、画質の幾何的因子及び画質の光学的因子に関して設定された複数のパラメータを抽出する工程と、
人間の視覚心理特性に基づく前記幾何的因子及び前記光学的因子と画質の評価値との関係の変換情報を用いて、前記抽出された前記複数のパラメータより、前記投影画像の画質の評価値に変換する工程と、
を有することを特徴とする画像評価方法。
An image evaluation method for evaluating the image quality of a projection image projected by a projection device,
Capturing the projected image;
Extracting a plurality of parameters set with respect to an image quality geometric factor and an image quality optical factor from the captured image,
Using the conversion information of the relationship between the geometric factor and the optical factor based on human visual psychological characteristics and the evaluation value of image quality, the image quality evaluation value of the projection image is obtained from the extracted parameters. Converting, and
An image evaluation method characterized by comprising:
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