JP5910828B2 - Image evaluation apparatus and image evaluation program - Google Patents
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Description
本発明は、画像評価装置及び画像評価プログラムに関するものである。 The present invention relates to an image evaluation apparatus and an image evaluation program.
媒体上に形成されたカラー画像について、その画質の良否が問題となる場合がある。画質の良否を評価する方法としては、人間が見て感じる品質の良し悪しを数量化する心理評価と、画像の物理特性を測定した値による物理評価とがある。心理評価は広く使われているが、評価者による差や、疲労・体調、周辺環境等により変動してしまう。さらに、一般的に評価値が離散値であり、または合否のみであり、微小な違いを扱うことが物理評価に比べて難しい。例えば、画像形成装置を使用し続けてゆくうちに生じる画質低下の傾向から不具合の発生の予兆を発見する、といった用途には不向きである。 For a color image formed on a medium, the quality of the image may be a problem. As a method of evaluating the quality of image quality, there are psychological evaluation for quantifying the quality that humans see and feel, and physical evaluation based on a value obtained by measuring physical characteristics of an image. Psychological evaluation is widely used, but varies depending on the evaluator's difference, fatigue / physical condition, surrounding environment, and the like. Furthermore, the evaluation value is generally a discrete value or only pass / fail, and it is difficult to handle minute differences compared to physical evaluation. For example, it is unsuitable for applications such as finding a sign of occurrence of a malfunction from the tendency of image quality degradation that occurs while the image forming apparatus continues to be used.
物理評価の例としては、例えば特許文献1に記載されているものがある。この特許文献1では、二次元走査型測色計によって、被評価画像についての二次元位置情報を含む三刺激値X,Y,Zを取り込み、L* ,a* ,b* に変換し、明度、彩度、色相を表す情報L* ,C* ,h°に変換し、被評価画像全体についての明度、彩度、色相の平均値との差である明度差、彩度差、色相差の情報ΔL* ,ΔC* ,ΔHを算出する。そして、被評価画像を複数の画像(データ群)に分割し、それぞれの画像につき、ΔL* ,ΔC* ,ΔHに対して二次元フーリエ変換を施して二次元パワースペクトルを算出した後、二次元パワースペクトルを一次元化し、この一次元化されたパワースペクトルを平均化し、人の視覚系の空間周波数特性を表す関数を掛け合わせ、積分して画像評価値を算出している。
Examples of physical evaluation include those described in
視覚特性としては、空間周波数に応じた特性のほか、明度や色彩に応じた特性もある。例えば低明度ではむらや粒状度が目立たない、グレーに近づくほど濃度むらと比べて色むらが目立たなくなるなど、明度や色彩に応じた視覚特性が存在する。これらの視覚特性に応じた補正を行って、物理評価により得られた評価値を人間の感覚に合わせることが望まれる。上述の特許文献1では、視覚の空間周波数特性に応じた補正を行っているが、明度や色彩の視覚特性に応じた補正は行っていない。
As visual characteristics, in addition to characteristics according to spatial frequency, there are characteristics according to lightness and color. For example, there are visual characteristics corresponding to lightness and color such that unevenness and granularity are not conspicuous at low lightness, and unevenness of color becomes less conspicuous than density unevenness as it approaches gray. It is desired to make corrections according to these visual characteristics to match the evaluation values obtained by physical evaluation with human senses. In
例えば特許文献2には、カラースキャナーからのRGB信号をL* a* b* に変換し、変換された信号から空間周波数成分を算出し、算出された空間周波数成分に対して視覚の空間周波数特性に応じた補正を行い、積分してa* 、b* 成分の評価値を算出し、明度成分の評価値を補正して出力する方法が記載されている。この方法では、明度成分の評価値についての補正を行っているが、色彩の視覚特性に応じた補正は行っていない。 For example, in Patent Document 2, RGB signals from a color scanner are converted into L * a * b * , a spatial frequency component is calculated from the converted signal, and visual spatial frequency characteristics are calculated with respect to the calculated spatial frequency component. A method is described in which an evaluation value of the a * and b * components is calculated by performing the correction according to the calculation, and the evaluation value of the lightness component is corrected and output. This method corrects the evaluation value of the lightness component, but does not perform correction according to the visual characteristics of the color.
本発明は、色や濃度によらず人間の感覚に合った画質の評価値を算出することができる画像評価装置及び画像評価プログラムを提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image evaluation apparatus and an image evaluation program that can calculate an evaluation value of an image quality suitable for a human sense regardless of color and density.
本願請求項1に記載の発明は、評価対象の画像のL* 成分とa* 、b* 成分について空間周波数分布を生成する生成手段と、前記空間周波数分布をもとに予め定められた人の視覚が敏感な周波数の帯域の積分値を画像評価値として算出する算出手段と、前記評価対象の画像の平均明度に従ってL* 成分の画像評価値を補正するとともに前記平均明度に対して単調増加する関数を用いて前記a* 成分の画像評価値を補正しまた前記平均明度に対して単調減少する関数を用いて前記b* 成分の画像評価値を補正する明度補正手段と、前記評価対象の画像の平均色彩値に従ってa* 、b* 成分の前記画像評価値を補正する色彩補正手段を有することを特徴とする画像評価装置である。 According to the first aspect of the present invention, the generation means for generating the spatial frequency distribution for the L * component and the a * and b * components of the image to be evaluated, and a predetermined person based on the spatial frequency distribution Calculation means for calculating an integral value of a frequency band sensitive to vision as an image evaluation value, and correcting the image evaluation value of the L * component according to the average brightness of the image to be evaluated and monotonously increasing with respect to the average brightness and brightness correction means for correcting an image evaluation value of the b * component using a function that monotonically decreases with respect to the a * component image evaluation value to correct also the average brightness of using the function, the evaluation object image An image evaluation apparatus comprising color correction means for correcting the image evaluation values of the a * and b * components in accordance with the average color value.
本願請求項2に記載の発明は、本願請求項1に記載の発明における前記色彩補正手段が、a* 、b* 成分の平均の絶対値に対して単調増加する関数を用いてa* 、b* 成分の画像評価値を補正することを特徴とする画像評価装置である。
The invention according to the claims 2, wherein said color correction means in the invention according to the
本願請求項3に記載の発明は、コンピュータに、請求項1または請求項2に記載の画像評価装置の機能を実行させるものであることを特徴とする画像評価プログラムである。
An invention according to
本願請求項1に記載の発明によれば、a* 成分、b* 成分について明度に対する視覚的な特性に応じた補正を評価値に対して行うことができ、色や濃度によらず人間の感覚に合った画質の評価値を算出することができるという効果がある。 According to the first aspect of the present invention, the a * component and the b * component can be corrected for the evaluation value according to the visual characteristic with respect to the brightness, and the human sense can be obtained regardless of the color and density. It is possible to calculate the evaluation value of the image quality suitable for.
本願請求項2に記載の発明によれば、a* 成分、b* 成分について色彩に対する視覚的な特性に応じた補正を評価値に対して行うことができる。 According to the invention described in claim 2 of the present application, correction of the a * component and b * component according to the visual characteristics for the color can be performed on the evaluation value.
本願請求項3に記載の発明によれば、本願請求項1または請求項2に記載の発明の効果を得ることができる。
According to the invention described in
図1は、本発明の実施の一形態を示す構成図である。図中、11は空間周波数分布生成部、12は評価値算出部、13は視感空間周波数特性補正部、14は積算部、15は明度特性補正部、16は色彩特性補正部、17は総合評価値演算部である。与えられる評価対象の画像は、この例ではCIELAB色空間の画像であるとする。例えば画像読取装置で読み取ったRGB色空間の画像など、他の色空間の画像については、CIELAB色空間への色空間変換の処理を予め行っておけばよい。もちろん、CIELAB色空間以外の明度と色彩の成分を有する色空間の画像を評価対象としてもよいことは言うまでもない。また、評価対象とする画像は、ある画像の部分でもよい。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a spatial frequency distribution generation unit, 12 is an evaluation value calculation unit, 13 is a visual spatial frequency characteristic correction unit, 14 is an integration unit, 15 is a lightness characteristic correction unit, 16 is a color characteristic correction unit, and 17 is a total. An evaluation value calculation unit. In this example, it is assumed that the image to be evaluated is a CIELAB color space image. For example, for an image in another color space such as an RGB color space image read by an image reading device, color space conversion processing to the CIELAB color space may be performed in advance. Of course, it goes without saying that an image in a color space having lightness and color components other than the CIELAB color space may be an evaluation target. The image to be evaluated may be a part of an image.
空間周波数分布生成部11は、与えられた評価対象の画像の明度成分と色彩成分、この例ではL* 成分とa* 成分、b* 成分について、それぞれ空間周波数分布を生成する。なお、空間周波数分布を生成する際に、周波数が0の周波数成分(直流成分)は、評価対象の画像の平均の明度(L* )、色彩(a* 、b* )の値を示し、これらを後述する明度特性補正部15や色彩特性補正部16で使用するとよい。
The spatial frequency distribution generation unit 11 generates a spatial frequency distribution for the brightness component and the color component of the given evaluation target image, in this example, the L * component, the a * component, and the b * component. When generating the spatial frequency distribution, the frequency component (DC component) having a frequency of 0 indicates the average brightness (L * ) and color (a * , b * ) values of the image to be evaluated. May be used in the brightness
評価値算出部12は、空間周波数分布生成部11で生成した空間周波数分布をもとに、予め定められた、人の視覚が敏感な周波数の帯域の積分値を画像評価値として算出する。この例では、評価値算出部12は視感空間周波数特性補正部13と積算部14を有している。
Based on the spatial frequency distribution generated by the spatial frequency distribution generation unit 11, the evaluation
視感空間周波数特性補正部13は、空間周波数分布生成部11で生成した空間周波数分布のそれぞれに対して、人間の空間周波数に対する視覚特性を模した補正を行う。
The luminosity spatial frequency
積算部14は、視感空間周波数特性補正部13で補正された空間周波数分布を用い、予め定められた周波数の帯域で積算し、それぞれの成分の画像評価値とする。この周波数の帯域は、人の視覚が敏感な周波数の帯域とするとよい。
The integrating
明度特性補正部15は、評価対象の画像の平均明度に従って、評価値算出部12で算出されたそれぞれの成分の画像評価値を補正する。この補正は、評価値算出部12で算出された画像評価値に対して、人間の明度に対する視覚特性に従った補正を行うものである。補正の一例としては、明度成分の画像評価値に対しては平均明度に対して単調増加する関数を用いて補正するとよい。また、色彩成分のうち、a* 成分の画像評価値に対しては平均明度に対して単調増加する関数を用い、b* 成分の画像評価値に対しては平均明度に対して単調減少する関数を用いて補正するとよい。
The lightness
色彩特性補正部16は、評価対象の画像の平均色彩値に従って、色彩成分の画像評価値を補正する。この例では、a* 成分の平均値とb* 成分の平均値に従って、a* 成分とb* 成分の画像評価値を補正する。この補正では、人間の色彩成分に対する視覚特性に従った補正を行っている。補正の一例としては、a* 成分、b* 成分の平均の絶対値に対して単調増加する関数を用いて、a* 成分とb* 成分の画像評価値を補正するとよい。
The color
総合評価値演算部17は、明度特性補正部15で補正された明度成分の画像評価値と、色彩特性補正部16で補正された色彩成分(a* 成分、b* 成分)の画像評価値から、総合評価値を算出する。この総合評価値を評価対象の画像の画質に関する評価値とすればよい。なお、明度特性補正部15で補正された明度成分の画像評価値と、色彩特性補正部16で補正されたa* 成分、b* 成分の画像評価値を最終的な評価値としてもよく、その場合にはこの総合評価値演算部17を設けずに構成してもよい。
The comprehensive evaluation
図2は、本発明の実施の一形態における動作の一例を示す流れ図である。上述の構成について、具体例を用いながら動作の一例を説明してゆく。以下の説明でも、一例として評価対象の画像がCIELAB色空間の画像であるとし、L* (明度)成分、a* 成分、b* 成分のそれぞれについて処理を行ってゆく様子を示している。上述したが、例えば画像読取装置で読み取ったRGB色空間の画像など、他の色空間の画像であれば、CIELAB色空間への色空間変換を行っておけばよい。また、種々の処理を予め施しておいてもよい。例えば、評価を行う画像領域の大きさが不足する場合に、画像端の折り返し処理等で画像を拡張してもよい。また、画像読取装置で読み取った画像が網点や縞によるハーフトーン画像である場合に、読取解像度を調節し、あるいは複数の解像度を使用して読み取って、読取解像度と網点や縞との干渉によるモアレ縞を避けてもよい。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation in the embodiment of the present invention. An example of the operation of the above configuration will be described using specific examples. In the following description, as an example, it is assumed that the image to be evaluated is an image in the CIELAB color space, and processing is performed for each of the L * (lightness) component, the a * component, and the b * component. As described above, for example, in the case of an image in another color space such as an image in the RGB color space read by the image reading device, the color space conversion to the CIELAB color space may be performed. Various processes may be performed in advance. For example, when the size of the image area to be evaluated is insufficient, the image may be expanded by an image edge folding process or the like. If the image read by the image reader is a halftone image with halftone dots and stripes, adjust the reading resolution or use multiple resolutions to read the interference between the resolution and halftone dots and stripes. Moire fringes may be avoided.
空間周波数分布生成部11は、それぞれの成分について空間周波数分布を生成する。ここではS1において、L* 成分、a* 成分、b* 成分のそれぞれに対し、二次元直交変換として離散的二次元フーリエ変換を施し、二次元の空間周波数分布を生成する。さらにこの例では、S2において、二次元の空間周波数分布から一次元の空間周波数分布を生成している。人の視覚系における周波数特性は、二次元の空間周波数分布における方向によらないことから、一次元の空間周波数分布を生成しておくとよい。もちろん、二次元の空間周波数分布を用いて以降の処理を行ってもよいことは言うまでもない。また、フーリエ変換以外の直交変換技術を用いてもよい。 The spatial frequency distribution generation unit 11 generates a spatial frequency distribution for each component. Here, in S1, a discrete two-dimensional Fourier transform is performed as a two-dimensional orthogonal transform on each of the L * component, a * component, and b * component to generate a two-dimensional spatial frequency distribution. Further, in this example, in S2, a one-dimensional spatial frequency distribution is generated from the two-dimensional spatial frequency distribution. Since the frequency characteristic in the human visual system does not depend on the direction in the two-dimensional spatial frequency distribution, it is preferable to generate a one-dimensional spatial frequency distribution. Of course, it goes without saying that the subsequent processing may be performed using a two-dimensional spatial frequency distribution. Further, an orthogonal transformation technique other than the Fourier transformation may be used.
図3は、空間周波数分布生成部における空間周波数分布の生成処理の具体例の説明図である。図3(A)には評価対象の画像を成分ごとに示しており、画像部に斜線を付して示している。評価対象の画像の各成分に対して離散的二次元フーリエ変換を施し、得られた二次元の空間周波数分布の一例を図3(B)に概略的に示している。 FIG. 3 is an explanatory diagram of a specific example of spatial frequency distribution generation processing in the spatial frequency distribution generation unit. FIG. 3A shows an image to be evaluated for each component, and the image portion is shown with diagonal lines. FIG. 3B schematically shows an example of a two-dimensional spatial frequency distribution obtained by performing discrete two-dimensional Fourier transform on each component of the image to be evaluated.
二次元の空間周波数分布では、原点からの距離が周波数に対応する。図3(C)に示すように、同心円状に積算してゆくことにより、周波数成分ごとに積分した値が得られることになる。さらに、円周の長さが周波数成分により異なることから、周波数成分により正規化してもよいことは言うまでもない。 In the two-dimensional spatial frequency distribution, the distance from the origin corresponds to the frequency. As shown in FIG. 3C, by integrating in concentric circles, an integrated value is obtained for each frequency component. Furthermore, since the length of a circumference changes with frequency components, it cannot be overemphasized that you may normalize by a frequency component.
このようにして得られた周波数成分ごとの値によって、一次元の周波数分布が生成される。図3(D)には、生成された一次元の周波数分布の一例を示しており、横軸が周波数成分であり、縦軸が積分値あるいは積分値を正規化した値である。なお、この例では周波数がある値以下については省略している。周波数が0の場合はDC成分などと呼ばれ、周波数成分(AC成分)とは別に扱う。なお、DC成分はそれぞれの成分の平均を示すことになり、これを明度特性補正部15及び色彩特性補正部16で使用すればよい。
A one-dimensional frequency distribution is generated by the value for each frequency component thus obtained. FIG. 3D shows an example of the generated one-dimensional frequency distribution, where the horizontal axis is the frequency component, and the vertical axis is the integrated value or a value obtained by normalizing the integrated value. In this example, frequencies below a certain value are omitted. When the frequency is 0, it is called a DC component or the like, and is handled separately from the frequency component (AC component). The DC component indicates the average of the respective components, and this may be used in the lightness
図2に戻り、評価値算出部12は、空間周波数分布生成部11で生成した空間周波数分布をもとに画像評価値を算出する。その処理として、ここではまずS3において、視感空間周波数特性補正部13は、空間周波数分布生成部11で生成した空間周波数分布のそれぞれに対して、人間の空間周波数に対する視覚特性を模した補正を行う。そしてS4において、積算部14は、S3で視感空間周波数特性補正部13により補正された空間周波数分布を用い、予め定められた周波数の帯域で積算し、それぞれの成分の画像評価値とする。
Returning to FIG. 2, the evaluation
図4は、評価値算出部12における画像評価値を算出する処理の具体例の説明図である。図4(A)には図3(D)に示した一次元の空間周波数分布の一例のうち、ある成分について再掲している。人間の視覚特性は空間周波数により異なっており、ある周波数で視認される度合いが最大となり、その周波数よりも高くなるほど次第に視認されにくくなってゆく。このような人間の空間周波数に対する視覚特性の一例を図4(B)に示している。ここでは、各成分ごとの人間の空間周波数に対する視覚特性を示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a specific example of processing for calculating an image evaluation value in the evaluation
図4(A)に示した評価対象の画像から得たそれぞれの成分における一次元の空間周波数分布に対して、それぞれの成分に対応する図4(B)に示した視覚特性を示す関数を乗算し、例えば図4(C)に示す補正後の空間周波数分布を得る。このような補正後の一次元の空間周波数分布をそれぞれの成分について得る。得られた補正後の空間周波数分布は、人間の空間周波数に対する視覚特性に応じた周波数分布となる。なお、二次元の空間周波数分布に対して視覚特性に応じた補正を行ってもよいが、上述のように人の視覚系における周波数特性は二次元の空間周波数分布における方向によらないことから、一次元の空間周波数分布を生成してから補正した方が、計算時間が短縮される。 The one-dimensional spatial frequency distribution in each component obtained from the image to be evaluated shown in FIG. 4A is multiplied by the function indicating the visual characteristic shown in FIG. 4B corresponding to each component. For example, the corrected spatial frequency distribution shown in FIG. 4C is obtained. Such a corrected one-dimensional spatial frequency distribution is obtained for each component. The obtained spatial frequency distribution after correction is a frequency distribution according to the visual characteristics with respect to the human spatial frequency. Although correction may be performed according to visual characteristics for the two-dimensional spatial frequency distribution, the frequency characteristics in the human visual system as described above do not depend on the direction in the two-dimensional spatial frequency distribution. The calculation time is shortened when the one-dimensional spatial frequency distribution is generated and then corrected.
それぞれの成分ごとに得て補正された一次元の空間周波数分布を用い、積算部14は、予め定められた周波数の帯域で積算し、それぞれの成分の画像評価値とする。予め定められた周波数の帯域は、具体例としては0.1cycle/mm以上1.0cycle/mm以下の範囲とするとよい。この周波数の帯域は、観察者においてざらつき感というよりはムラ感として認識される領域で、例えばモトルと呼ばれている。人の視覚が敏感な周波数の帯域である。図4(C)に、この周波数の帯域を示しており、補正された一次元の空間周波数分布をこの周波数の帯域で積分すれば、モトルに関する画像評価値が算出される。もちろん、積算する周波数の帯域はこの例に限られるものではなく、積分の開始及び終了の周波数は予め決めておけばよい。また、評価する項目に応じて周波数範囲を決めればよく、例えば、この例における周波数範囲よりも高い周波数範囲では、ざらつき感など、粒状性に関する画像評価値が算出される。
Using the one-dimensional spatial frequency distribution obtained and corrected for each component, the integrating
図2に戻り、S5において、明度特性補正部15は、評価対象の画像の平均明度を用い、評価値算出部12で算出されたそれぞれの成分の画像評価値に対して、人間の明度に対する視覚特性に従った補正を行う。評価値算出部12で算出された画像評価値をNV、評価対象の画像の平均明度をLave とすると、明度特性の補正後の画像評価値LNVは、
LNV=(Lave /100)α・NV ((Lave /100)α<β)
LNV=β・NV ((Lave /100)α≧β)
により求めればよい。αは明度補正係数であり、各成分における人間の明度に対する視覚特性により決まる。また、βは(Lave /100)αの上限を示す値である。なお、βを設けずに補正の処理を行ってもよい。
Returning to FIG. 2, in S <b> 5, the lightness
LNV = (Lave / 100) α · NV ((Lave / 100) α <β)
LNV = β · NV ((Lave / 100) α ≧ β)
It can be obtained by α is a lightness correction coefficient, which is determined by the visual characteristics of each component with respect to human lightness. Β is a value indicating the upper limit of (Lave / 100) α . The correction process may be performed without providing β.
図5は、明度特性補正部15における各成分についての補正関数の具体例の説明図である。図5(A)は明度(L* )成分の補正関数の一例を、図5(B)はa* 成分の補正関数の一例を、図5(C)はb* 成分の補正関数の一例を、それぞれ示している。この補正関数は、上述の(Lave /100)αであり、それぞれの成分により明度補正係数αが異なっている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a specific example of a correction function for each component in the brightness
明度成分では、明度が低くなるほど人間の感覚では見えにくくなるという特性を有しており、明度成分の画像評価値に対しては平均明度に対して単調増加する関数を用いて補正するとよい。図5(A)に示す明度(L* )成分の補正関数の一例では明度補正係数0<α<1の場合を示しており、横軸に示す平均明度に対して単調増加している。
The lightness component has a characteristic that the lower the lightness, the harder it is to be seen by human senses. The image evaluation value of the lightness component may be corrected using a function that monotonously increases with respect to the average lightness. An example of the lightness (L * ) component correction function shown in FIG. 5A shows a case where the
a* 成分についても、明度が低くなるほど人間の感覚では見えにくくなるという特性を有しており、a* 成分の画像評価値に対しては平均明度に対して単調増加する関数を用いて補正するとよい。図5(B)に示すa* 成分の補正関数の一例では明度補正係数α>1の場合を示しており、横軸に示す平均明度に対して単調増加している。 The a * component also has a characteristic that it becomes difficult to be seen by human senses as the lightness is low, and the image evaluation value of the a * component is corrected using a function that monotonously increases with respect to the average lightness. Good. An example of the correction function for the a * component shown in FIG. 5B shows a case where the brightness correction coefficient α> 1, and monotonously increases with respect to the average brightness shown on the horizontal axis.
一方、b* 成分については、明度が低くなるほど人間の感覚では見えやすくなるという特性を有している。従って、b* 成分の画像評価値に対しては平均明度に対して単調減少する関数を用いて補正するとよい。図5(C)に示すb* 成分の補正関数の一例では明度補正係数α<0の場合を示しており、横軸に示す平均明度に対して基本的には単調減少している。なお、この例では上限をβとしており、補正関数の値がβ以上となる場合にはβになっている。 On the other hand, the b * component has a characteristic that the lower the brightness, the easier it is to be seen by human senses. Therefore, the image evaluation value of the b * component may be corrected using a function that monotonously decreases with respect to the average brightness. An example of the b * component correction function shown in FIG. 5C shows a case where the lightness correction coefficient α <0, which basically decreases monotonously with respect to the average lightness shown on the horizontal axis. In this example, the upper limit is β, and is β when the value of the correction function is equal to or greater than β.
このような各成分に対応する補正関数を用い、それぞれの成分について求められた画像評価値を、人間の明度に対する視覚特性により補正している。なお、図5に示した補正関数は一例であって、この例に限られないことは言うまでもない。 Using such a correction function corresponding to each component, the image evaluation value obtained for each component is corrected by visual characteristics with respect to human brightness. Note that the correction function shown in FIG. 5 is an example, and needless to say, it is not limited to this example.
図2に戻り、S6において、色彩特性補正部16は、評価対象の画像の平均色彩値を用い、明度特性補正部15による補正後の色彩成分の画像評価値に対して、人間の色彩に対する視覚特性に従った補正を行う。明度特性補正部15による補正後の色彩成分の画像評価値をLNVa,LNVb、評価対象の画像のa* 、b* 成分の平均をaave ,bave とすると、色彩特性の補正後の画像評価値CNVa,CNVbは、
CNVa=((1/(1+exp(−g|aave |)))−0.5)・LNVa
CNVb=((1/(1+exp(−g|bave |)))−0.5)・LNVb
により求めればよい。gは色彩補正係数であり、a* 成分、b* 各成分における人間の色彩に対する視覚特性により決まる。
Returning to FIG. 2, in S <b> 6, the color
CNVa = ((1 / (1 + exp (−g | aave |))) − 0.5) · LNVa
CNVb = ((1 / (1 + exp (−g | bave |))) − 0.5) · LNVb
It can be obtained by g is a color correction coefficient, and is determined by the visual characteristics of the human color in each of the a * component and b * component.
図6は、色彩特性補正部16における各成分についての補正関数の具体例の説明図である。図6(A)はa* 成分の補正関数の一例を、図6(B)はb* 成分の補正関数の一例を、それぞれ示している。この補正関数は、上述の((1/(1+exp(−g|aave |)))−0.5)と((1/(1+exp(−g|bave |)))−0.5)であり、それぞれの成分により色彩補正係数gが異なっている。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a specific example of a correction function for each component in the color
色彩成分では、色彩画質の劣化が無彩色に近づくほど人間の感覚では見えにくくなり、濃度むらが見えやすいという特性を有している。そのため、無彩色に近い色で画像評価値としては色彩画質の劣化を示していても、観察者には劣化が認められない場合もある。その場合、色彩の成分の画像評価値による影響を抑制し、明度成分の画像評価値を優先して画質を評価した方が観察者の感覚による判断と対応する場合もある。このような色の違いによる評価値と観察者の感覚との乖離を、色彩特性補正部16によって補正している。
The color component has a characteristic that as the deterioration of the color image quality becomes closer to an achromatic color, it becomes harder to be seen by human senses and uneven density is more visible. Therefore, even if the image evaluation value is a color close to an achromatic color and the color image quality is deteriorated, the observer may not recognize the deterioration. In this case, the influence of the color component on the image evaluation value is suppressed, and the evaluation of the image quality by giving priority to the image evaluation value of the lightness component may correspond to the judgment based on the sense of the observer. The color
補正の一例として、ここではa* 成分及びb* 成分の画像評価値に対してはa* の平均値及びb* の平均の絶対値に対して単調増加する関数を用いて補正している。このようなa* 成分及びb* 成分のそれぞれに対応する補正関数を用い、それぞれの成分について明度に関する補正が施された画像評価値を、人間の色彩に対する視覚特性により補正し、色彩の違いがあっても画像評価値が観察者の感覚に合うようにしている。なお、図6に示した補正関数は一例であって、この例に限られないことは言うまでもない。 As an example of correction, here, the image evaluation values of the a * component and b * component are corrected using a function that monotonically increases with respect to the average value of a * and the average absolute value of b * . Using the correction function corresponding to each of the a * component and the b * component, the image evaluation value obtained by correcting the lightness for each component is corrected by the visual characteristic with respect to the human color. Even so, the image evaluation value matches the observer's feeling. Note that the correction function shown in FIG. 6 is an example, and needless to say, the correction function is not limited to this example.
図2に戻り、S7において、総合評価値演算部17は、明度特性補正部15で補正された明度成分の画像評価値と、色彩特性補正部16で補正された色彩成分(a* 成分、b* 成分)の画像評価値から、総合評価値を算出する。例えば、明度特性補正部15で補正された明度成分の画像評価値をLNVl、色彩特性補正部16で補正されたa* 成分とb* 成分の画像評価値をCNVa,CNVbとすると、総合評価値TNVは
TNV=p・LNVl+q・CNVa+r・CNVb+s
により求めればよい。この総合評価値TNVを、画質の良否を示す評価値とすればよい。なお、p、q、r、sは係数であり、予め決めておけばよい。もちろん、この例に限らず、種々の方法により総合評価値TNVを算出してもよい。
Returning to FIG. 2, in S <b > 7, the comprehensive evaluation
It can be obtained by The comprehensive evaluation value TNV may be an evaluation value indicating whether the image quality is good or bad. Note that p, q, r, and s are coefficients and may be determined in advance. Of course, the present invention is not limited to this example, and the comprehensive evaluation value TNV may be calculated by various methods.
総合評価値は、S4で積分した周波数範囲における画質の評価を行うものであり、積分した周波数の帯域の空間周波数成分が示す画質の劣化特性を示している。例えば、周波数の帯域の具体例として0.1cycle/mm以上1.0cycle/mm以下の範囲とした場合、モトルなどと呼ばれるムラ感についての評価値となる。また、この周波数の帯域よりも高い周波数帯域では、ざらつき感など、粒状性に関する評価値となる。いずれにしても、明度特性補正部15と色彩特性補正部16によって画像評価値を補正しており、得られた総合評価値は、明度によらず、さらに色彩によらずに、人間の感覚に合った画質の評価値となっている。
The comprehensive evaluation value is used for evaluating the image quality in the frequency range integrated in S4, and indicates the deterioration characteristic of the image quality indicated by the spatial frequency component in the integrated frequency band. For example, when the frequency band is in the range of 0.1 cycle / mm or more and 1.0 cycle / mm or less as a specific example of the frequency band, it becomes an evaluation value for unevenness called mottle. Further, in a frequency band higher than this frequency band, an evaluation value related to graininess such as a feeling of roughness is obtained. In any case, the image evaluation value is corrected by the lightness
図7は、画像評価値及び総合評価値と心理評価との相関関係の一例の説明図である。ここでは、評価値算出部12で算出された画像評価値をそのまま用いた場合、明度特性補正部15で明度に対する補正を施した画像評価値を用いた場合、さらに色彩特性補正部16で色彩に対する補正も施した画像評価値を用いた場合についてと、それぞれの場合の画像評価値から求めた総合評価値について、観察者が見て感じる品質の良し悪しを数量化した心理評価の値との関係を示している。各点はそれぞれ異なる評価対象の画像についての結果を示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of the correlation between the image evaluation value and the comprehensive evaluation value and the psychological evaluation. Here, when the image evaluation value calculated by the evaluation
図7(A)、(B)、(C)は、評価値算出部12で算出された画像評価値と心理評価の値との関係をそれぞれ示しており、図7(A)がL* 成分、図7(B)がa* 成分、図7(C)がb* 成分についての関係を示している。また、評価値算出部12で算出された画像評価値から、補正せずに総合評価値演算部17で算出した総合評価値と心理評価の値との関係を図7(D)に示している。算出された総合評価値と心理評価の値との関係には、ばらつきがあることが分かる。
7A, 7B, and 7C respectively show the relationship between the image evaluation value calculated by the evaluation
評価値算出部12で算出された画像評価値を明度特性補正部15で明度に対する補正を施した後の画像評価値と心理評価の値との関係を図7(E)、(F)、(G)に示している。図7(E)がL* 成分、図7(F)がa* 成分、図7(G)がb* 成分についての関係を示している。また、明度特性補正部15で補正した画像評価値から、色彩の補正を行わずに総合評価値演算部17で算出した総合評価値と心理評価の値との関係を図7(H)に示している。算出された総合評価値と心理評価の値との関係は、図7(D)に示した明度に対する補正を行わない場合に比べてバラツキは少なくなっているが、○で囲んだ点のように、他の点と離れている結果が得られる場合がある。従って、明度に対する補正だけでは、心理評価と合わない場合が生じることになる。
The relationship between the image evaluation value calculated by the evaluation
明度特性補正部15で明度に対する補正を行い、さらに色彩特性補正部16で色彩に対する補正を行った画像評価値と心理評価の値との関係を図7(I)、(J)、(K)に示している。図7(I)がL* 成分、図7(J)がa* 成分、図7(K)がb* 成分についての関係を示している。また、明度特性補正部15で補正したL* 成分の画像評価値と色彩特性補正部16で補正したa* 及びb* 成分の画像評価値から総合評価値演算部17で算出した総合評価値と心理評価の値との関係を図7(L)に示している。算出された総合評価値は心理評価の値と合っており、図7(H)に○で囲んで示した点についても揃っている。従って、得られた総合評価値は心理評価を示すと考えてよく、人間の感覚に合った画質の評価値が得られていることになる。
FIG. 7 (I), (J), (K) shows the relationship between the image evaluation value and the psychological evaluation value obtained by correcting the lightness by the lightness
図8は、本発明の実施の一形態で説明した機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。図中、21はプログラム、22はコンピュータ、31は光磁気ディスク、32は光ディスク、33は磁気ディスク、34はメモリ、41はCPU、42は内部メモリ、43は読取部、44はハードディスク、45はインタフェース、46は通信部である。 FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of a computer program, a storage medium storing the computer program, and a computer when the functions described in the embodiment of the present invention are realized by a computer program. In the figure, 21 is a program, 22 is a computer, 31 is a magneto-optical disk, 32 is an optical disk, 33 is a magnetic disk, 34 is a memory, 41 is a CPU, 42 is an internal memory, 43 is a reading unit, 44 is a hard disk, 45 is An interface 46 is a communication unit.
上述の本発明の実施の一形態として説明した各部の機能の全部または部分的に、コンピュータが実行するプログラム21によって実現してもよい。その場合、そのプログラム21およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータによって読み取られる記憶媒体に記憶させておけばよい。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取部43に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取部43にプログラムの記述内容を伝達するものである。例えば、光磁気ディスク31,光ディスク32(CDやDVDなどを含む)、磁気ディスク33,メモリ34(ICカード、メモリカード、フラッシュメモリなどを含む)等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。
You may implement | achieve the whole or a part of function of each part demonstrated as one Embodiment of the above-mentioned this invention with the
これらの記憶媒体にプログラム21を格納しておき、例えばコンピュータ22の読取部43あるいはインタフェース45にこれらの記憶媒体を装着して、コンピュータからプログラム21を読み出し、内部メモリ42またはハードディスク44(磁気ディスクやシリコンディスクなどを含む)に記憶し、CPU41によってプログラム21を実行し、上述の本発明の実施の一形態として説明した機能が全部又は部分的に実現される。あるいは、通信路を介してプログラム21をコンピュータ22に転送し、コンピュータ22では通信部46でプログラム21を受信して内部メモリ42またはハードディスク44に記憶し、CPU41によってプログラム21を実行して実現してもよい。
The
コンピュータ22には、このほかインタフェース45を介して様々な装置と接続してもよい。例えば画像読取装置が接続され、評価対象の画像を画像読取装置で読み取って、その評価対象の画像の評価値を得るように構成するとよい。評価対象の画像は、記憶媒体に記憶されていてインタフェース45で記憶媒体から読み出したり、内部メモリ42またはハードディスク44に記憶されていたり、あるいは、通信路を介して送られてくる構成であってもよい。
In addition, the
また、インタフェース45には情報を出力する出力装置が接続され、評価結果が出力されてもよい。もちろん、その他の装置がインタフェース45に接続されていてもよい。なお、各構成が1台のコンピュータにおいて動作する必要はなく、処理の段階に応じて別のコンピュータにより処理が実行されてもよい。
The
11…空間周波数分布生成部、12…評価値算出部、13…視感空間周波数特性補正部、14…積算部、15…明度特性補正部、16…色彩特性補正部、17…総合評価値演算部、21…プログラム、22…コンピュータ、31…光磁気ディスク、32…光ディスク、33…磁気ディスク、34…メモリ、41…CPU、42…内部メモリ、43…読取部、44…ハードディスク、45…インタフェース、46…通信部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Spatial frequency distribution generation part, 12 ... Evaluation value calculation part, 13 ... Luminous spatial frequency characteristic correction part, 14 ... Integration part, 15 ... Lightness characteristic correction part, 16 ... Color characteristic correction part, 17 ... Comprehensive evaluation value calculation Part, 21 ... program, 22 ... computer, 31 ... magneto-optical disk, 32 ... optical disk, 33 ... magnetic disk, 34 ... memory, 41 ... CPU, 42 ... internal memory, 43 ... reading part, 44 ... hard disk, 45 ... interface 46 Communication unit.
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