JP6718257B2

JP6718257B2 - 画質評価装置、画質評価方法及びプログラム

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Publication number: JP6718257B2
Application number: JP2016038921A
Authority: JP
Inventors: 明上村; 浜田　高宏; 高宏浜田
Original assignee: Nippon Television Network Corp
Current assignee: Nippon Television Network Corp
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2020-07-08
Anticipated expiration: 2036-03-01
Also published as: JP2017156935A

Description

本発明は、画質評価装置、画質評価方法及びプログラムに関する。

画質評価の手法のひとつとして、主観評価と呼ばれる手法が行われている。これは、数十名の被験者を集め、被験者に映像を提示し、被験者の主観により評点を付け、その評点を統計的に処理した数値を映像の品質として定義するものである。主観評価法の代表的な手法は、ITU-R勧告BT.500-11、ITU-T勧告P.910などに規定されている（例えば、非特許文献１，２）。

しかし、主観評価は勧告が規定する厳しい視聴条件を満たさねばならず、多数の被験者を募集しなければならないなど、決して簡易に映像品質を評価する方法とはいえなかった。

そこで、映像信号の分析により、映像特徴量と呼ばれるその映像の特徴を示す１つまたは複数の数値的指標を抽出し、その映像特徴量から当該映像の画質評価を算出する客観画質評価と呼ばれる手法がある。

ITU-T
J.143（非特許文献３）では客観画質評価法のフレームワークを規定している。客観評価法のフレームワークは、評価対象として、伝送、蓄積のどの段階の映像を使用するかによって、以下の３つに分類される。

（１）Full Reference(FR)型：圧縮符号化前の原画像および復号画像（蓄積の場合）、又は送信画像および受信画像（伝送の場合）のベースバンド情報を使用する方法。

（２）No Reference(NR)型：復号画像又は受信画像のベースバンド情報のみを使用する方法（原画像又は送信画像の情報は使用しない）。

（３）Reduced Reference(RR)型:情報量が制限された原画像又は送信画像の画像特徴量、および復号画像又は受信画像のベースバンド情報を利用する方法。

更に、客観画質評価方法としては、画像のＳ／Ｎ（元のデータと劣化したデータの差分の相対量）や、輝度値を評価するＭＰＳＮＲ（Modified Peak Signal Noise Ratio）(例えば、特許文献１)、各ブロックのブロック歪特徴量を算出して評価値として用いる方法(例えば、特許文献２)等がある。

これらの客観画質評価法では、主観画質評価との相関を高くするために、評価値を算出するために用いる値、又は算出された評価値を、人間の視覚特性に基づく評価値に近づける必要があるため、例えば、映像の複雑度合いや映像の動き度合いを考慮した注視領域の評価値を、他の領域の評価値よりも評価が厳しくなるように重みづけを行う等である。

一方、近年、撮像素子（イメージ・センサー）の高ビット化などにより、映像の高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）化が可能となっている。ＨＤＲ映像は、現実世界により近い映像表現することを目的とした技術であり、陰影をリアルに表現できる、眩しさを表現できるなどの利点がある。尚、一般的なダイナミックレンジのＳＤＲ（ＳＤＲ：ＳｔａｎｄａｒｄＤｙｎａｍｉｃＲｅｎｇｅ）映像は、高明度情報を撮影又は編集により圧縮するため、ダイナミックレンジが狭く、特に、明るい部分の映像表現に乏しい。

特開２０１１−２５００１３号公報特開２０１５−８０１６１号公報

RecommendationITU-R BT.500-11, "Methodology for the subjective assessmentof the quality of television pictures" ITU-TRecommendation P.910, "Subjective video qualityassessmen t methods for multimedia applications" ITU-TRecommendation J.143, "User requirements for objectivepe rceptual video quality measurements in digital cable television" ARIB STD-B67 Version 1.0, July 3,2015

ところで、従来の客観画質評価法により、ＨＤＲ映像を評価した場合、従来のＳＤＲ映像と同様な方法では主観評価に近い評価が得られない可能性がある。何故なら、ＨＤＲ映像には、上述したように、低輝度から非常に高輝度な領域まで含まれており、従来のＳＤＲ映像とは異なる視覚特性を持っていると考えられるからである。

そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、ＳＤＲ映像とは異なるＨＤＲ映像の視覚特性を考慮した客観画質評価方法、客観画質評価方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の一態様は、評価対象映像又は原映像に相当するＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の１フレームを複数の領域に分割し、前記各領域の輝度の統計値を算出し、所定の方法により算出された前記評価対象映像における前記各領域の画質評価値を、前記輝度統計値に基づいて得られる重みづけ値により重みづけを行う画質評価方法である。

本発明の一態様は、評価対象のＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の１フレームを複数の領域に分割する評価対象映像領域分割部と、前記評価対象映像又は原映像に相当するＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の１フレームを複数の領域に分割する映像領域分割部と、前記評価対象映像領域分割部で分割された領域の画質評価値を、所定の方法に算出する画質評価値算出部と、前記映像領域分割部で分割された領域の輝度の輝度統計値を算出する輝度統計値算出部と、前記輝度統計値と、所定の重みづけ値とが関連付けられて記憶されている重みづけ値数テーブルと、前記重みづけ値に記憶されている、前記算出された画質評価値の領域に対応する領域の輝度統計値に関連付けられている重みづけ値により、前記算出された画質評価値を重みづけする重みづけ部とを有する画質評価装置である。

本発明の一態様は、評価対象映像又は原映像に相当するＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の１フレームを複数の領域に分割する処理と、前記各領域の輝度の統計値を算出する処理と、所定の方法により算出された前記評価対象映像における前記各領域の画質評価値を、前記輝度統計値に基づいて得られる重みづけ値により重みづけを行う処理とを、コンピュータに実行させるプログラムである。

本発明は、ＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の特性に鑑みて、画像の各領域の輝度（明るさ）に着目し、その領域の画質評価値に対して重みづけを行うことにより、映像の客観画質評価の精度を高めることができる。

図１は本発明に係る実施の形態の画質評価装置の概略図である。図２は本発明の実施の形態における画質評価装置のブロック図である。図３は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。図４は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。図５は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。図６は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。図７は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。図８は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。図９はコンピュータシステムの構成図である。

本発明の概要を説明する。

ＨＤＲ映像に対して、従来のＳＤＲ映像と同様な客観画質評価を行うと、ＨＤＲ映像の客観画質評価が主観画質評価と大きく異なる可能性がある。何故なら、人間の視覚特性のひとつとして、明るさによって人間の視覚による画質劣化の見え方が変化することが知られている。そして、ＨＤＲ映像は、上述したように低輝度から非常に高輝度な領域まで含まれており、明るさについて、従来のＳＤＲ映像とは異なる視覚特性を持っていると考えられるからである。

そこで、本発明は、ＨＤＲ映像の客観画質評価において、ＨＤＲ映像の特有の輝度（明るさ）に着目し、輝度（明るさ）を客観画質評価値に重みづけるための指標として用いる。具体的には、客観画質評価の対象となるＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の１フレームの画像を複数の領域に分割し、各領域の輝度の輝度統計値を算出する。そして、所定の方法により算出された各領域の画質評価値に、その領域の輝度統計値に基づいて重みづけを行う。

ここで、ＨＤＲ映像の１フレームの画像を分割する領域の大きさ（サイズ）は限定しないが、例えば、８画素×８画素、又は１６画素×１６画素のブロックサイズである。また、ブロックサイズではなく、更に大きなサイズ、例えば、１画像全体を４、１２又は１６分割するようなサイズでも良い。

また、領域の輝度の統計値は、領域内の画素の輝度値の平均値や分散、領域内の画素の輝度値の平均値の所定フレーム間の輝度変化量、領域内の画素の輝度値の所定フレーム間の移動平均値等がある。

また、各領域の画質評価値の算出は、従来から行われている算出方法で良く、例えば、評価対象映像の画素値とその原映像の画素値との差分値に基づくＳＮ比などである。更に、画質評価値は、基本となる画質評価値に、従来から行われている人間の視覚特性を考慮した重みづけが行われたものであっても良い。例えば、領域の動きベクトルに基づき注視領域とされた領域の基本画質評価値に対して重みづけを行った後の画質評価値でも良い。

次に、各領域に対応する領域の輝度の統計値に基づいて、重みづけする領域（重視する領域）は、主観評価の実験の結果と各領域の輝度の統計値との関係から統計的に求めるが、一例として以下の例が考えられる。

（１）注視領域
領域の輝度統計値が高輝度領域を示している場合、主観評価において、その領域は視覚上の注視領域となりうる可能性がある。何故なら、ＨＤＲ映像の高輝度領域は、ＳＤＲ映像の高輝度領域と比較して、明るくても階調があり、視覚上の注視領域となりうるからである。

STD-B67（非特許文献４）で規定する映像信号を例にして、具体的に説明すると、STD-B67で規定されるＨＤＲ映像信号の輝度値は、最小輝度値を０、最大輝度を１００とした場合、輝度値０から５０まではカメラへの入力光に比例した電圧をγ補正と類似した値に比例し、輝度値５０から１００までは、カメラへの入力光に比例した電圧をログ演算した値に比例している。すると、このＨＤＲ映像信号の０から５０までの輝度値はＳＤＲ映像信号の０から１００までの輝度値に相当し、ＨＤＲ映像信号の５０から１００までの輝度値はＨＤＲ映像信号特有の信号に相当することになる。このＨＤＲ映像信号特有の輝度値５０から１００までの高輝度領域は、例えば、水面のきらめきや、金属光沢感等を表示する場合が多く、上述したように輝度値のレンジに余裕があり、明るくても階調もあり、視覚上の注視領域となりうる可能性がある。

そこで、輝度統計値が大きい高輝度領域を注視領域として着目し、その注視領域となる領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるようにする。例えば、輝度統計値が大きい高輝度領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるように重みづけを行う。

（２）１ビット差当たりの輝度差の相違による画質への影響
ＳＤＲ映像信号、ＨＤＲ映像信号は、ともに、輝度が高くなるほど、1ビット差当たりの輝度差が大きくなる。特に、ＨＤＲ映像信号はダイナミックレンジが広いので、ＳＤＲ映像信号に比べて、輝度が高くなるほど１ビット当たりの輝度差は大きくなる。従って、低輝度に比べて相対的に１ビット当たりの輝度差が大きくなるような輝度、例えば、中輝度から高輝度の領域では、ＨＤＲ映像信号は、ＳＤＲ映像信号に比較して1ビット差当たりの輝度差が大きいので、1ビットのノイズであっても、画質に与える影響が大きい可能性がある。

そこで、輝度統計値が１ビット当たりの輝度差が相対的に大きくなる輝度領域、例えば、中輝度から高輝度の領域を示している場合、その領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるようにする。例えば、１ビット差当たりの輝度差が大きくなる中・高輝度領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるように重みづけを行う。

（３）明るさによってノイズの目立ちやすい領域
映像上の明るい部分と暗い部分とでは、同じ絶対量のノイズであっても、目立ちやすさが異なる。特に、ＨＤＲ映像の場合、輝度のダイナミックレンジが大きいので、明るい部分と暗い部分との輝度差が大きいシーンがある。このような場合、明るい部分のノイズはあまり目立たず、暗い部分のノイズが目立つ場合がある。そこで、輝度統計値が低輝度領域を示している領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるようにする。例えば、輝度統計値が低輝度領域を示している領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるように重みづけを行う。

上述した領域はあくまで一例であり、主観評価の実験の結果と各領域の輝度統計値との関係から、重みづけする領域（重視する領域）を統計的に求めても良い。

また、重みづけする領域（重視する領域）に対する具体的な重み付け値（重みづけの係数）は、各領域の輝度統計値と、その領域に対する主観評価の結果とに基づいて、具体的な重み付け値（係数）を決定する。

このように、ＨＤＲ映像の特性に鑑みて、画像の各領域の輝度（明るさ）に着目し、その領域の画質評価値に重みづけを行うことにより、評価対象映像の客観画質評価の精度を高めることができる。

尚、本発明が適用される客観画質評価法として、ＦＲ型、ＮＲ型、ＲＲ型のいずれでも適用可能である。

以下、具体的な実施の形態として、本発明をＦＲ型の客観画質評価法に適用した例を説明する。

図１は本発明に係る実施の形態の画質評価装置の概略図である。

本発明に係る実施の形態の画質評価装置は、図１に示される如く、原映像とその原映像に対応する評価対象映像とが入力され、評価対象映像の評価結果が出力される。

図２は本発明の実施の形態における画質評価装置のブロック図である。

画質評価装置は、領域分割部１，２と、画質評価値算出部３と、輝度統計値算出部４と、重み係数テーブル５と、重みづけ部６とを備える。

領域分割部１は、評価対象映像を所定のサイズの領域に分割する。ここで、分割する領域のサイズは限定しないが、例えば、８画素×８画素、又は１６画素×１６画素のサイズである。また、領域分割部１は、８画素×８画素、１６画素×１６画素のようなブロックサイズではなく、更に大きなサイズ、例えば、画面全体を、４、１２又は１６分割するようなサイズの領域に分割しても良い。

領域分割部２は、領域分割部１と同様に、評価対象映像を所定のサイズの領域に分割する。分割する領域のサイズは、領域分割部１と同様なサイズでも良いが、領域分割部１の領域サイズよりも大きな、例えば、領域分割部１の分割された領域を複数まとめた大きさの領域サイズでも良い。

画質評価部３は、領域分割部１で分割された領域毎の客観画質値を算出する。客観画質値の算出は、例えば、領域分割部１で分割された領域の映像（評価対象映像）と領域分割部２で分割された領域の映像（原映像）との差分の１フレームごとの平均値、所定フレーム数における単位フレーム当たりの平均値等である。また、領域分割部１で分割された領域の映像（評価対象映像）と領域分割部２で分割された領域の映像（原映像）とのＳＮ比、例えば、映像の１フレームごとのＳＮ比、所定フレーム数における単位フレーム当たりのＳＮ比等でも良い。更に、これらの例に限られず、各領域のブロックノイズ等の評価値でも良い。

輝度統計値算出部４は、領域分割部２で分割された領域毎の輝度統計値を算出する。ここで、輝度統計値は、領域内の画素の輝度値の平均値や分散、領域内の画素の輝度値の平均値の所定フレーム数の輝度変化量、領域内の画素の輝度値の所定フレーム数における移動平均値等がある。

重み係数テーブル５は、画質評価部３で算出された各領域の客観画質値に重みづけするための係数（重みづけ値）が、輝度統計値と関連付けられて格納されたテーブルである。重みづけの係数は、各領域の輝度統計値と、その領域に対する主観評価の結果とに基づいて係数を決定し、この係数と領域の輝度統計値とが関連付けられて記憶される。そして、輝度統計値算出部４で算出された領域の輝度統計値に対応する重みづけの係数が、重みづけ部６に出力される。

係数の一例であるが、以下のようなものがある。

（１）注視領域の重みづけの係数
各領域の輝度により、被験者がどの領域を注視するかを主観評価に基づいて判定する。例えば、ある領域が高輝度である場合、その領域は視覚上の注視領域となりうる可能性がある。何故なら、ＨＤＲ映像の高輝度領域は、ＳＤＲ映像の高輝度領域と比較して、明るくても階調があり、視覚上の注視領域となりうるからである。

そこで、本実施の形態では、ある領域の輝度統計値が平均的な輝度よりも高い高輝度領域を示している場合、その領域の画質評価部３で算出された客観画質値が他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるような重みづけ係数を設定する。

尚、重み係数はひとつに限らず、複数の輝度統計値に対応させて複数の重み係数を持たせても良い。更に、輝度統計値にも幅を持たせても良い。例えば、輝度統計値が領域内の画素の輝度値の輝度平均値である場合、輝度平均値が５００ｎｉｔ未満の場合には重み係数は１、輝度平均値が５０１〜６００ｎｉｔの場合には重み係数は０．９、輝度平均値が６０１〜７００ｎｉｔの場合には重み係数は０．８、輝度平均値が７０１〜８００ｎｉｔの場合には重み係数は０．７、輝度平均値が８０１ｎｉｔ以上の場合には重み係数は０．６とする等である。

（２）１ビット差当たりの輝度差の相違による重みづけの係数
ＳＤＲ映像信号、ＨＤＲ映像信号は、ともに、輝度が高くなるほど、1ビット差当たりの輝度差が大きくなる。特に、ＨＤＲ映像信号はダイナミックレンジが広いので、ＳＤＲ映像信号に比べて、輝度が高くなるほど１ビット当たりの輝度差は大きくなる。従って、低輝度に比べて相対的に１ビット当たりの輝度差が大きくなるような輝度、例えば、中輝度から高輝度の領域では、ＨＤＲ映像信号は、ＳＤＲ映像信号に比較して1ビット差当たりの輝度差が大きいので、1ビットのノイズであっても、画質に与える影響が大きい可能性がある。

そこで、本実施の形態では、輝度統計値が１ビット差当たりの輝度差が大きくなる輝度領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるような重み係数を設定する。例えば、輝度統計値が領域内の画素の輝度値の輝度平均値である場合、輝度平均値が５０ｎｉｔ未満の場合には重み係数は１とし、１ビット差当たりの輝度差が大きくなるであろう、輝度平均値が５０〜１００ｎｉｔの場合には重み係数は０．９、輝度平均値が１０１〜５００ｎｉｔの場合には重み係数は０．８、輝度平均値が５０１〜７００ｎｉｔの場合には重み係数は０．７、輝度平均値が７０１〜８００ｎｉｔの場合には重み係数は０．６、輝度平均値が８０１ｎｉｔ以上の場合には重み係数は０．５とする等である。

（３）明るさによってノイズの目立ちやすい領域の重みづけの係数
映像上の明るい部分と暗い部分とでは、同じ絶対量のノイズであっても、目立ちやすさが異なる。特に、ＨＤＲ映像の場合、輝度のダイナミックレンジが大きいので、明るい部分と暗い部分との輝度差が大きいシーンがある。このような場合、明るい部分のノイズはあまり目立たず、暗い部分のノイズが目立つ場合がある。そこで、本実施の形態では、輝度統計値が低輝度領域を示している場合は、他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるような重み係数を設定する。例えば、輝度統計値が領域内の画素の輝度値の輝度平均値である場合、輝度平均値が０〜５ｎｉｔの場合には重み係数は０．３、輝度平均値が６〜１０ｎｉｔの場合には重み係数は０．６、輝度平均値が１１〜１５ｎｉｔの場合には重み係数は０．７、輝度平均値が１６〜２０ｎｉｔの場合には重み係数は０．８、輝度平均値が２１ｎｉｔ以上の場合には重み係数は１とする等である。

尚、上述した例は、あくまでも一例であり、他の重み係数でも良い。

重みづけ部６は、画質評価部３で算出された領域の客観画質値を、その領域に対応する輝度統計値に対応する重み係数を重み係数テーブル５から読み出し、その係数で重みづけを行う。そして、重みづけ後の評価値を、評価対象映像の客観画質評価値として出力する。

次に、上述の構成における画質評価装置の具体的な動作を説明する。尚、本例では、図３、図４に示す通り、評価対象映像及び原映像の分割する領域数を１２として説明する。また、以下の説明では、高輝度領域が注視領域となることに着目し、重み係数テーブル５には、領域の輝度統計値が平均的な輝度よりも高い高輝度領域を示している場合、その領域の画質評価部３で算出された客観画質値が他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるような重みづけ係数が設定されているものとする。具体的には、重み係数テーブル５には、図５に示すような係数が設定されているものとする。

まず、画像評価装置には、評価対象映像及び原映像が入力される。

領域分割部１は、評価対象映像を領域１〜領域１２の領域に分割する。領域分割部２は、原映像を領域１〜領域１２の領域に分割する。

画質評価部３は、領域分割部１で分割された領域１〜領域１２の客観画質値を、所定の方法で算出する。ここでは、図３に示す如く、領域１の算出された客観画質値がＡ１、領域２の算出された客観画質値がＡ２、領域３の算出された客観画質値がＡ３、領域４の算出された客観画質値がＡ４、領域５の算出された客観画質値がＡ５、領域６の算出された客観画質値がＡ６、領域７の算出された客観画質値がＡ７、領域８の算出された客観画質値がＡ８、領域９の算出された客観画質値がＡ９、領域１０の算出された客観画質値がＡ１０、領域１１の算出された客観画質値がＡ１１、領域１２の算出された客観画質値がＡ１２とする。

輝度統計値算出部４は、領域分割部２で分割された領域１〜領域１２の輝度統計値を算出する。ここでは、図４に示す如く、領域１の算出された輝度統計値が３５１、領域２の算出された輝度統計値が４０５、領域３の算出された輝度統計値が６５８、領域４の算出された輝度統計値が８０６、領域５の算出された輝度統計値が３６８、領域６の算出された輝度統計値が５２５、領域７の算出された輝度統計値が６８３、領域８の算出された輝度統計値が７４２、領域９の算出された輝度統計値が３２０、領域１０の算出された輝度統計値が４５７、領域１１の算出された輝度統計値が５８９、領域１２の算出された輝度統計値が４８０とする。

重みづけ部６は、輝度統計値算出部４で算出された領域１〜領域１２の輝度統計値に対応する重み係数を、重み係数テーブル５から読み出す。

本例では、領域１の重みづけの係数は、領域１の算出された輝度統計値が３５１なので、１．０となる。また、領域２の重みづけの係数は、領域２の算出された輝度統計値が４０５なので、１．０となる。また、領域３の重みづけの係数は、領域３の算出された輝度統計値が６５８なので、０．８となる。また、領域４の重みづけの係数は、領域４の算出された輝度統計値が８０６なので、０．６となる。また、領域５の重みづけの係数は、領域５の算出された輝度統計値が３６８なので、１．０となる。また、領域６の重みづけの係数は、領域６の算出された輝度統計値が５２５なので、０．９となる。また、領域７の重みづけの係数は、領域７の算出された輝度統計値が６８３なので、０．８となる。また、領域８の重みづけの係数は、領域８の算出された輝度統計値が７４２なので、０．７となる。また、領域９の重みづけの係数は、領域９の算出された輝度統計値が３２０なので、１．０となる。また、領域１０の重みづけの係数は、領域１０の算出された輝度統計値が４５７なので、１．０となる。また、領域１１の重みづけの係数は、領域１１の算出された輝度統計値が５８９なので、０．９となる。また、領域１２の重みづけの係数は、領域１２の算出された輝度統計値が４８０なので、１．０となる。

次に、重みづけ部６は、画質評価部３で算出された領域１〜領域１２の客観画質値を、その領域に対応する輝度統計値に対応する重み係数で重みづけを行う。本例では、重みづけ後の画質評価値は、以下の通りとなる。

領域１の画質評価値＝Ａ１×１．０
領域２の画質評価値＝Ａ２×１．０
領域３の画質評価値＝Ａ３×０．８
領域４の画質評価値＝Ａ４×０．６
領域５の画質評価値＝Ａ５×１．０
領域６の画質評価値＝Ａ６×０．９
領域７の画質評価値＝Ａ７×０．８
領域８の画質評価値＝Ａ８×０．７
領域９の画質評価値＝Ａ９×１．０
領域１０の画質評価値＝Ａ１０×１．０
領域１１の画質評価値＝Ａ１１×０．９
領域１２の画質評価値＝Ａ１２×１．０
そして、重みづけ部６は、重みづけ後の画質評価値を出力する。尚、各領域１〜領域１２の重みづけ後の画質評価値を合計した合計値を、評価対象画像の客観画質評価値としても良い。

続いて、上述の構成における画質評価装置の他の具体的な動作を説明する。尚、本例では、図６、図７に示す通り、評価対象映像及び原映像の分割する領域数を１２として説明する。また、以下の説明では、低輝度領域が注視領域となることに着目し、重み係数テーブル５には、領域の輝度統計値が低輝度領域を示している場合、その領域の画質評価部３で算出された客観画質値が他の領域の客観画質評価値よりも評価が厳しくなるような重みづけ係数が設定されているものとする。具体的には、重み係数テーブル５には、図８に示すような係数が設定されているものとする。

画質評価部３は、領域分割部１で分割された領域１〜領域１２の客観画質値を、所定の方法で算出する。ここでは、図６に示す如く、領域１の算出された客観画質値がＢ１、領域２の算出された客観画質値がＢ２、領域３の算出された客観画質値がＢ３、領域４の算出された客観画質値がＢ４、領域５の算出された客観画質値がＢ５、領域６の算出された客観画質値がＢ６、領域７の算出された客観画質値がＢ７、領域８の算出された客観画質値がＢ８、領域９の算出された客観画質値がＢ９、領域１０の算出された客観画質値がＢ１０、領域１１の算出された客観画質値がＢ１１、領域１２の算出された客観画質値がＢ１２とする。

輝度統計値算出部４は、領域分割部２で分割された領域１〜領域１２の輝度統計値を算出する。ここでは、図７に示す如く、領域１の算出された輝度統計値が３、領域２の算出された輝度統計値が１２、領域３の算出された輝度統計値が２１、領域４の算出された輝度統計値が１２３、領域５の算出された輝度統計値が６、領域６の算出された輝度統計値が１７、領域７の算出された輝度統計値が４７、領域８の算出された輝度統計値が１５２、領域９の算出された輝度統計値が３２０、領域１０の算出された輝度統計値が４５７、領域１１の算出された輝度統計値が３０５、領域１２の算出された輝度統計値が２５２とする。

本例では、領域１の重みづけの係数は、領域１の算出された輝度統計値が３なので、０．３となる。また、領域２の重みづけの係数は、領域２の算出された輝度統計値が１２なので、０．７となる。また、領域３の重みづけの係数は、領域３の算出された輝度統計値が２１なので、１．０となる。また、領域４の重みづけの係数は、領域４の算出された輝度統計値が１２３なので、１．０となる。また、領域５の重みづけの係数は、領域５の算出された輝度統計値が６なので、０．６となる。また、領域６の重みづけの係数は、領域６の算出された輝度統計値が１７なので、０．８となる。また、領域７の重みづけの係数は、領域７の算出された輝度統計値が４７なので、１．０となる。また、領域８の重みづけの係数は、領域８の算出された輝度統計値が１５２なので、１．０となる。また、領域９の重みづけの係数は、領域９の算出された輝度統計値が３２０なので、１．０となる。また、領域１０の重みづけの係数は、領域１０の算出された輝度統計値が４５７なので、１．０となる。また、領域１１の重みづけの係数は、領域１１の算出された輝度統計値が３０５なので、１．０となる。また、領域１２の重みづけの係数は、領域１２の算出された輝度統計値が２５２なので、１．０となる。

領域１の画質評価値＝Ｂ１×０．３
領域２の画質評価値＝Ｂ２×０．７
領域３の画質評価値＝Ｂ３×１．０
領域４の画質評価値＝Ｂ４×１．０
領域５の画質評価値＝Ｂ５×０．６
領域６の画質評価値＝Ｂ６×０．８
領域７の画質評価値＝Ｂ７×１．０
領域８の画質評価値＝Ｂ８×１．０
領域９の画質評価値＝Ｂ９×１．０
領域１０の画質評価値＝Ｂ１０×１．０
領域１１の画質評価値＝Ｂ１１×１．０
領域１２の画質評価値＝Ｂ１２×１．０
そして、重みづけ部６は、重みづけ後の画質評価値を出力する。尚、各領域１〜領域１２の重みづけ後の画質評価値を合計した合計値を、評価対象画像の客観画質評価値としても良い。

本実施の形態によれば、ＨＤＲ映像の明るさが考慮された客観画質評価値となり、ＨＤＲ映像の客観画質評価の精度を高めることができる。

尚、上述した実施の形態では、Full Reference(FR)型の画質評価方法に適用した場合を説明した。しかし、これに限らず、No Reference(NR)型、又は、Reduced Reference(RR)型に適用することもできる。

例えば、No Reference(NR)型の場合は、輝度統計値を計算するための映像として評価対象映像を用い、評価対象映像を所定のサイズに分割した領域の輝度統計値を算出し、この輝度統計値を重みづけのために用いればよい。また、Reduced Reference(RR)型の場合は、情報量が制限された原映像又は原映像の画像特徴量を用いて、評価対象映像の所定のサイズに分割された領域に相当する輝度統計値を算出し、この輝度統計値を重みづけのために用いればよい。

更に、画質評価値算出部３が算出する画質評価値も、従来のNo Reference(NR)型又はReduced Reference(RR)型で用いられる方法により算出することができる。例えば、No Reference(NR)型の場合、復号画像（評価対象画像）の画素ブロックに対しアダマール変換を施し、その変換係数のうち符号化ブロック境界における信号変化を表す成分の電力からブロック歪特徴量を求め、復号画像（評価対象画像）の画素ブロック内の画素分散が所与の閾値より低い場合に、当該画素ブロックにおけるフレーム間差分を計算する。そして、復号画像（評価対象画像）内の各画素ブロックのブロック歪特徴量の平均およびフリッカ特徴量の総和の２つを引数とする近似関数に基づき客観画質を算出する方法がある（例えば、特許第５０１３４８７号公報）。

このように、本発明は、Full Reference(FR)型、No Reference(NR)型、又は、Reduced Reference(RR)型を問わずに適用することができる。

また、上述した実施の形態では、各部をハードウェアで構成したが、上述した動作の処理を情報処理装置（ＣＰＵ）に行わせるプログラムによっても構成できる。

例えば、画質評価装置の全部又は一部は、図９に示す如く、メモリ１０、１１と、ＣＰＵ１２とから構成されるコンピュータシステムによって実現可能である。

この場合、メモリ１０には、上述した領域分割部１，２と、画質評価値算出部３と、輝度統計値算出部４と、重みづけ部６とに対応する処理を行うプログラムが格納されている。メモリ１１には、重み係数テーブル５と同様な係数が格納されている。そして、ＣＰＵ１２がメモリ１０に格納されているプログラムを実行することで、上述した画質評価装置と同様な機能が実現される。

以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。

１領域分割部
２領域分割部
３画質評価値算出部
４輝度統計値算出部
５重み係数テーブル
６重みづけ部
１０メモリ
１１メモリ
１２ＣＰＵ

Claims

ＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）の評価対象映像の１フレームを複数の領域に分割し、
ＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）の原映像の１フレームを複数の領域に分割し、
前記評価対象映像の各領域の画質評価値を所定の方法により算出し、
前記原映像の各領域の輝度の輝度統計値を算出し、
前記原映像の各領域の輝度統計値を用いて、前記原映像の領域のうち１ビット当たりの輝度差が相対的に大きくなる領域を特定し、特定された原映像の領域に対応する評価対象映像の領域の画質評価値を、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるように重みづけを行う
画質評価方法。
前記原映像の各領域の輝度統計値を用いて、前記原映像の領域のうち低輝度の領域を特定し、特定された原映像の領域に対応する評価対象映像の領域の客観画質評価値を、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるように重みづけを行う
請求項１に記載の画質評価方法。
評価対象映像であるＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の１フレームを複数の領域に分割する評価対象映像領域分割部と、
原映像のＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）映像の１フレームを複数の領域に分割する映像領域分割部と、
前記評価対象映像領域分割部で分割された前記評価対象映像の各領域の画質評価値を、所定の方法に算出する画質評価値算出部と、
前記映像領域分割部で分割された前記原映像の各領域の輝度の輝度統計値を算出する輝度統計値算出部と、
前記輝度統計値と、所定の重みづけ値とが関連付けられて記憶されている重みづけ値数テーブルと、
前記重みづけ値数テーブルから、前記原映像の各領域の輝度の輝度統計値に対応する重みづけ値を読み出し、読み出した重みづけ値により、前記原映像の各領域に対応する前記評価対象映像の各領域の画質評価値を重みづけする重みづけ部と
を有し、
前記重みづけ値は、前記原映像の所定領域の輝度統計値が１ビット当たりの輝度差が相対的に大きくなる輝度領域であることを示している場合、前記原映像の所定領域に対応する前記評価対象映像の領域の客観画質評価値が、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるように重みづけを行う値である
画質評価装置。
前記重みづけ値は、前記原映像の所定領域の輝度統計値が所定の低輝度領域を示している場合、前記原映像の所定領域に対応する前記評価対象映像の領域の客観画質評価値が、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるように重みづけを行う値である
請求項３に記載の画質評価装置。
ＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）の評価対象映像の１フレームを複数の領域に分割する処理と、
ＨＤＲ（ＨＤＲ：ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ）の原映像の１フレームを複数の領域に分割する処理と、
前記評価対象映像の各領域の画質評価値を所定の方法により算出する処理と、
前記原映像の各領域の輝度の輝度統計値を算出する処理と、
前記原映像の各領域の輝度統計値を用いて、前記原映像の領域のうち１ビット当たりの輝度差が相対的に大きくなる領域を特定し、特定された原映像の領域に対応する評価対象映像の領域の画質評価値を、他の領域の客観画質評価値とは異なる基準の評価になるように重みづけを行う処理と
を、コンピュータに実行させるプログラム。