JPH06181496A - 縮小画像の画質劣化の評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較を行う複数の画像のサイズ（解像度）に
関わらず、人間の主観評価に近い画質の評価をする。 【構成】 ２値の原画像の縮小画像の、原画像に対する
画質劣化の度合いを、原画像の走査中に見られる画素の
濃度の反転回数に対する縮小画像の走査中に見られる画
素の濃度の反転回数の割合、または、原画像中ホールの
数に対する縮小画像中のホールの数の割合で評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばファクシミリや
デジタルコピーなどにおいて、２値画像の縮小を行う際
に用いる画質劣化の評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画質の評価法として、画素復元率
を用いる方法について図２８を用いて説明する。図２８
（１）は原画像Ｐで、座標（ｉ，ｊ）の画素をＰ（ｉ，
ｊ）とする。図２８（２）は、Ｐを変換した画像Ｑ（解
像度・サイズはＰと同じ）で、座標（ｉ，ｊ）の画素を
Ｑ（ｉ，ｊ）とする。画素復元率は、Ｐ（ｉ，ｊ）とこ
れに対応するＱ（ｉ，ｊ）の濃度が一致する画素の割合
を、Ｐ（ｉ，ｊ）が黒または白のそれぞれの濃度毎に分
けて求めたものである。これにより、白及び黒の画素復
元率が大きいほど、画質の劣化が少ないと評価する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の画素復元率で
は、比較を行う複数の画像のサイズが同じものでないと
復元率を求めることはできないことや、人間の画質の主
観評価との間に差が生じる、などという欠点があった。

【０００４】本発明は、比較を行う複数の画像のサイズ
（解像度）に関わらず、人間の主観評価に近い画質評価
を行うことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明の縮小画
像の画質劣化の評価方法は、２値の原画像を１方向に縮
小することによって得られた縮小画像の、原画像に対す
る画質の劣化の度合いを、原画像を縮小方向に走査した
場合の画素の濃度（０／１）の反転回数に対する、縮小
画像を縮小方向に走査した場合の画素の濃度の反転回数
の割合（以下これを画素反転率という）で評価すること
を特徴とする。ここで、画像をある方向に走査した場合
の画素の濃度の反転回数とは、ｘ方向に走査した場合を
例にとって説明すると、ｘ方向に１ライン走査して反転
回数を求める操作を、その画像のすべてのラインにたい
して行い、その後、全ラインの画素反転回数を合計した
ものである。

【０００６】本願第２の発明の縮小画像の画質劣化の評
価方法は、２値の原画像をｘ方向（横方向）およびｙ方
向（縦方向）にそれぞれ任意の縮小率で縮小することに
よって得られた縮小画像の、原画像に対する画質の劣化
の度合いを、原画像をｘ方向およびｙ方向に走査した場
合の画素の濃度の反転回数の合計に対する、縮小画像を
ｘ方向に走査した場合の画素の濃度の反転回数にｙ方向
の縮小率の逆数を乗じたものとｙ方向に走査した場合の
画素の濃度の反転回数にｘ方向の縮小率の逆数を乗じた
ものとの和の割合で評価することを特徴とする。この評
価方法は、ｘ方向の縮小率とｙ方向の縮小率が異なる場
合にも適用できる評価方法である。

【０００７】本願第３の発明の縮小画像の画質劣化の評
価方法は、２値の原画像を縮小することによって得られ
た縮小画像の、原画像に対する画質の劣化の度合いを、
原画像中の背景濃度をもつ連結成分のうち、画像の外周
の画素と連結しない成分（＝ホール）の数に対する、縮
小画像中のホールの数の割合（以下これをホール復元率
という）で評価することを特徴とする。この評価方法
は、任意の縮小に対して適用できる。

【０００８】

【作用】本願第１の発明の縮小画像の画質劣化の評価方
法においては、原画像をｘ方向、ｙ方向のどちらか１方
向にのみ縮小することによって得られた縮小画像及び原
画像の、ｘ方向またはｙ方向（縮小方向と同じ方向を選
ぶ）の走査中に見られる画素の濃度（０／１）の反転回
数が計数され、原画像の反転回数に対する縮小画像の反
転回数の割合（画素反転率）が計算される。

【０００９】画素反転率は、縮小による細線の消失や文
字中のホールの消失（いわゆるツブレ）が反映されるも
のであり、細線やホールの消失が少ないほど画素反転率
が大きくなる。人間が画質が劣化したと感じるのは、こ
のような細線の消失やホールの消失によるところが大き
い。したがって、画素反転率が小さいほど、縮小画像は
原画像に比べて劣化の度合いが大きく、逆にこの値が大
きいほど（１に近いほど）劣化の度合いが少ない。

【００１０】本願第２の発明の縮小画像の画質劣化の評
価方法においては、原画像のｘ方向の走査中に見られる
画素の濃度の反転回数とｙ方向の走査中に見られる画素
の濃度の反転回数の和が計算され、縮小画像のｘ方向の
走査中に見られる画素の濃度の反転回数にｙ方向の縮小
率の逆数を乗じたものと、ｙ方向の走査中に見られる画
素の濃度の反転回数にｘ方向の縮小率の逆数を乗じたも
のとの和が計算され、この値の原画像における両方向の
反転回数の合計に対する割合（画素反転率）が計算され
る。

【００１１】一方の方向の画素の濃度の反転回数に他方
の方向の縮小率の逆数を乗じるのは、以下の理由による
ものである。両方向の画素の濃度の反転回数の和を求め
る際に、ｘ方向の画素反転回数は、ｘ方向の各ライン毎
の反転回数をライン数分合計することにより、ｙ方向の
画素反転回数は、ｙ方向の各画素列毎の反転回数を画素
列の数分合計することにより求める。しかし、両方向に
縮小しているため、ラインの数、画素列の数が原画像に
比べて少なくなっている。

【００１２】ｘ方向の各ライン毎の反転回数、ｙ方向の
各画素列毎の反転回数は、原画像に比べて大きくなるこ
とはないから、ｘ方向の反転回数、ｙ方向の反転回数
は、ライン数、画素列の数が減少している分、当然少な
くなる。たとえ、縮小画像が、原画像にたいして全く劣
化していなくても、このようになる。そこで、ｘ方向の
画素反転率には、ｙ方向の縮小率の逆数を乗じて、ライ
ン数の減少による影響を吸収し、ｙ方向の画素反転率に
は、ｘ方向の縮小率の逆数を乗じて、画素列の数の減少
による影響を吸収する。

【００１３】本願第２の発明の画素反転率も、縮小によ
る細線の消失や文字中のホールの消失が反映されるもの
であり、細線やホールの消失が少ないほど画素反転率が
大きくなる。したがって、画素反転率が小さいほど、縮
小画像は原画像に比べて劣化の度合いが大きく、逆にこ
の値が大きいほど（１に近いほど）劣化の度合いが少な
い。

【００１４】本願第３の発明の縮小画像の画質劣化の評
価方法においては、原画像及び縮小画像中の背景濃度を
もつ画素の連結成分のうち、画像の外周の画素と連結し
ない成分（＝ホール）の数が計数され、原画像中のホー
ルの数に対する縮小画像中のホールの数の割合（ホール
復元率）が計算される。ホール復元率は、ホールの消失
を反映するものであり、ホールの消失が少ないほどホー
ル復元率は大きくなる。したがって、この値が小さいほ
ど、縮小画像は原画像に比べて劣化の度合いが大きく、
逆にこの値が大きいほど（１に近いほど）劣化の度合い
が少ない。

【００１５】

【実施例】以下本発明を図面に基づき説明する。

【００１６】（実施例１）本願第１の発明の実施例を、
図１を参照しながら説明する。本実施例では、評価方法
の原理の理解の助けとなるべく、極めて単純な画像を使
って例を示す。

【００１７】図１は、「田」という文字の画像（原画
像）及びその縮小画像を説明する図である。図１（１）
は原画像、図１（２）〜図１（４）は、原画像をｘ方向
に縮小した画像である。図１（１）に示すように、原画
像の上には、左端から順に１から始まる画素番号をふっ
てある。また、原画像の左側には、上から順に１から始
まるライン番号をふってある。縮小画像の上と左側に付
してある画素番号、ライン番号は、間引きによって残っ
た原画像の画素、ラインの番号である。図１（２）は、
原画像の画素番号の３の剰余が１になる画素を間引くこ
とによって、原画像をｘ方向に２／３に縮小したもの、
図１（３）は、原画像の奇数番目の画素を間引くことに
よって、原画像をｘ方向に１／２に縮小したもの、図１
（４）は、原画像の画素番号の３の剰余が２になる画素
を間引くことによって、原画像をｘ方向に２／３に縮小
したものである。これら３つの縮小画像について、ｘ方
向の画素反転率を計算してみる。

【００１８】まず、原画像のｘ方向の画素の濃度の反転
回数を計算する。原画像の各ライン毎の画素の濃度の反
転回数は、図１（１）の画像の右側に示した様になり、
ｘ方向の反転回数は３０となる。次に、縮小画像のｘ方
向の反転回数を計算する。縮小画像の各ライン毎の画素
の濃度の反転回数は、図１（２）〜図１（４）の画像の
右側に示したようになり、ｘ方向の反転回数は、図１
（２）の縮小画像では７、図１（３）の縮小画像では１
５、図１（４）の縮小画像では３０となる。したがっ
て、画素反転率は、 図１（２）…０．２３３ （ ７／３０） 図１（３）…０．５ （１５／３０） 図１（４）…１．０ （３０／３０） となる。

【００１９】したがって、本願第１の発明の画質劣化の
評価方法では、図１（４）、図１（３）、図１（２）の
順に画質の劣化が少ないということになる。一方主観評
価により、これら３つの縮小画像の画質を評価すると、
図１（４）が容易に「田」と判読でき、劣化が少ないと
言えるのに対し、図１（２）は、全く「田」と読むこと
はできず、文字であることすら分からないほどで、劣化
が非常に激しいと言える。図１（３）は、「田」と判読
することはできないが、文字の内部のホールが一部残さ
れており、劣化は激しいが、図１（２）に比べると、劣
化の程度は少ないと言える。したがって、主観評価によ
る画質の劣化の度合いは、図１（４）、図１（３）、図
１（２）の順に少ないということになり、本願第１の発
明の画質劣化の評価方法による結果と一致する。

【００２０】（実施例２）本願の第１の発明の実施例
を、図１（１）及び図２を参照しながら説明する。本実
施例では、評価方法の原理の理解の助けとなるべく、極
めて単純な画像を使って例を示す。

【００２１】図２（１）〜図２（４）は、図１（１）の
原画像をｙ方向に縮小した画像である。図２（１）〜図
２（４）の上と左側には、図１の縮小画像と同様に、そ
れぞれ間引きにより残った原画像の画素番号、ライン番
号を付してある。図２（１）は、原画像のライン番号の
３の剰余が０になるラインを間引くことによって、原画
像をｙ方向に２／３に縮小したもの、図２（２）は、原
画像のライン番号の３の剰余が２になるラインを間引く
ことによって、原画像をｙ方向に２／３に縮小したも
の、図２（３）は、原画像の奇数番目のラインを間引く
ことによって、原画像をｙ方向に１／２に縮小したも
の、図２（４）は、原画像の偶数番目のラインを間引く
ことによって、原画像をｙ方向に１／２に縮小したもの
である。これら４つの縮小画像について、ｙ方向の画素
反転率を計算してみる。

【００２２】まず、原画像のｙ方向の反転回数を計算す
る。原画像の各画素列毎の画素の濃度の反転回数は、図
１（１）の画像の下に示した様になり、ｙ方向の反転回
数は２４となる。次に、縮小画像のｙ方向の反転回数を
計算する。縮小画像の各画素列毎の画素の濃度の反転回
数は、図２（１）〜図２（４）の画像の下に示したよう
になり、ｙ方向の反転回数は、図２（１）の縮小画像で
は２４、図２（２）の縮小画像では１２、図２（３）の
縮小画像では１２、図２（４）の縮小画像では１６とな
る。したがって、画素反転率は、 図２（１）…１．０ （２４／２４） 図２（２）…０．５ （１２／２４） 図２（３）…０．５ （１２／２４） 図２（４）…０．６６７ （１６／２４） となる。

【００２３】したがって、本願第１の発明の画質劣化の
評価方法では、図２（１）、図２（２）及び図２
（３）、図２（４）の順に画質の劣化が少ないというこ
とになる。一方主観評価により、これら４つの縮小画像
の画質を評価すると、以下の様になると考えられる。図
２（１）は容易に「田」と読むことができ、４つの縮小
画像の中で最も劣化が少ないと言える。図２（２）〜図
２（４）は、いずれも「田」とよむことはできないが、
トポロジーの保存という点から見ると図２（２）よりも
図２（３）〜図２（４）の方が比較的劣化が少ないと言
える。

【００２４】図２（２）はまた、「川」という字と読み
違えることも考えられる。図２（３）と（４）について
は、人により評価が別れるところであると思われるが、
図２（４）の方が図２（３）に比べて、前後の文字から
の判読が容易であると思われる。以上のことより、本願
第１の発明の画質劣化の評価方法による結果は、主観評
価の結果とほぼ一致すると言える。

【００２５】（実施例３）本願第１の発明の実施例を、
図４〜図９を参照しながら説明する。 図４は、「あ」
という文字の画像（原画像）を示す図、図５〜図９は、
図４の原画像をｘ方向に縮小した画像を示す図である。
図４に示すように、原画像の上には、左端から順に１か
ら始まる画素番号をふってある。また、原画像の左側に
は、上から順に１から始まるライン番号をふってある。

【００２６】図５〜図９の上と左側には、それぞれ間引
きにより残った原画像の画素番号、ライン番号が付して
ある。図５は、原画像の画素番号の３の剰余が１になる
画素を間引くことによって、原画像をｘ方向に２／３に
縮小したもの、図６は、原画像の画素番号の３の剰余が
２になる画素を間引くことによって、原画像をｘ方向に
２／３に縮小したもの、図７は、原画像の画素番号の３
の剰余が０になる画素を間引くことによって、原画像を
ｘ方向に２／３に縮小したもの、図８は、原画像の奇数
番目の画素を間引くことによって、原画像をｘ方向に１
／２に縮小したもの、図９は、原画像の偶数番目の画素
を間引くことによって、原画像をｘ方向に１／２に縮小
したものである。これら５つの縮小画像について、ｘ方
向の画素反転率を計算してみる。

【００２７】まず、原画像のｘ方向の画素の濃度の反転
回数を計算する。原画像の各ライン毎の画素の濃度の反
転回数は、図４の画像の右側に示した様になり、ｘ方向
の反転回数は７８となる。次に、縮小画像のｘ方向の反
転回数を計算する。縮小画像の各ライン毎の画素の濃度
の反転回数は、図５〜図９の画像の右側に示したように
なり、ｘ方向の反転回数は、図５の縮小画像では７８、
図６の縮小画像では７６、図７の縮小画像では７４、図
８の縮小画像では７８、図９の縮小画像では７２とな
る。したがって、画素反転率は、 図５…１．０ （７８／７８） 図６…０．９７４ （７６／７８） 図７…０．９４９ （７４／７８） 図８…１．０ （７８／７８） 図９…０．９２３ （７２／７８） となる。

【００２８】したがって、本願第１の発明の画質劣化の
評価方法では、図５及び図８、図６、図７、図９の順に
画質の劣化が少ないということになる。一方主観評価に
より、これら５つの縮小画像の画質を評価すると以下の
ようになると考えられる。図５及び図８が容易に「あ」
と判読でき、最も劣化が少ないと言える。

【００２９】図９は、「お」という文字の点が抜けたも
のの様であり、最も劣化が激しいと言える。図６と図７
を比較すると、トポロジーの保存という点から見ると図
７のほうが劣化が少ないように思えるが、画像を少し離
して見ると、図７は「お」という文字の点が抜けたもの
の様であり、図６の方が「あ」と判読しやすい。（例に
使用している原画像は、実際の文書画像に比べて１文字
当たりの画素数が少ない。また、実際の画像の文字のサ
イズ（実寸）は、例に使用している文字よりもずっと小
さい。したがって、主観評価の際、画像を離して見るこ
とは妥当なことである。） したがって、主観評価による画質の劣化の度合いは、図
５及び図８、図６、図７、図９の順に少ないということ
になり、本願第１の発明の画質劣化の評価方法による結
果と一致する。

【００３０】（実施例４）本願第１の発明の実施例を、
図４及び図１０〜図１４を参照しながら説明する。図１
０〜図１４は、図４の原画像をｙ方向に縮小した画像で
ある。図１０〜図１４の上と左側には、それぞれ間引き
により残った原画像の画素番号、ライン番号を付してあ
る。

【００３１】図１０は、原画像のライン番号の３の剰余
が１になる画素を間引くことによって、原画像をｙ方向
に２／３に縮小したもの、図１１は、原画像のライン番
号の３の剰余が２になる画素を間引くことによって、原
画像をｙ方向に２／３に縮小したもの、図１２は、原画
像のライン番号の３の剰余が０になる画素を間引くこと
によって、原画像をｙ方向に２／３に縮小したもの、図
１３は、原画像の奇数番目の画素を間引くことによっ
て、原画像をｙ方向に１／２に縮小したもの、図１４
は、原画像の偶数番目の画素を間引くことによって、原
画像をｙ方向に１／２に縮小したものである。これら５
つの縮小画像について、ｙ方向の画素反転率を計算して
みる。

【００３２】まず、原画像のｙ方向の画素の濃度の反転
回数を計算する。原画像の各ライン毎の画素の濃度の反
転回数は、図４の画像の下に示した様になり、ｙ方向の
反転回数は８８となる。次に、縮小画像のｙ方向の反転
回数を計算する。縮小画像の各ライン毎の画素の濃度の
反転回数は、図１０〜図１４の画像の下に示したように
なり、ｙ方向の反転回数は、図１０の縮小画像では７
４、図１１の縮小画像では８０、図１２の縮小画像では
８６、図１３の縮小画像では７２、図１４の縮小画像で
は８０となる。したがって、画素反転率は、 図１０…０．８４１ （７４／８８） 図１１…０．９０９ （８０／８８） 図１２…０．９７７ （８６／８８） 図１３…０．８１８ （７２／８８） 図１４…０．９０９ （８０／８８） となる。

【００３３】したがって、本願第１の発明の画質劣化の
評価方法では、図１２、図１１及び図１４、図１０、図
１３の順に画質の劣化が少ないということになる。一方
主観評価により、これら５つの縮小画像の画質を評価す
ると以下のようになると考えられる。図１２が容易に
「あ」と判読でき、最も劣化が少ないと言える。図１３
は、トポロジーが大きく変化しており、「あ」と判読す
るのが困難な状態であり、最も劣化が激しいと言える。

【００３４】図１０、図１１、図１４を画像を少し離し
て見て比較すると、図１１、図１４、図１０の順に
「あ］と判読しやすいと言える。一方トポロジーの保存
という点から見ると図１４のほうが図１１よりも劣化が
少ないように思える。したがって、主観評価による画質
の劣化の度合いは、図１２、図１１及び図１４、図１
０、図１３の順に少ないということになり、本願第１の
発明の画質劣化の評価方法による結果とほぼ一致する。

【００３５】（実施例５）本願第１の発明の実施例を、
図２０〜図２５を参照しながら説明する。実施例５で
は、実際の文書画像の縮小画像に、本願第１の発明の画
質劣化の評価方法を適用した結果と、主観評価の結果と
の相関を示す。

【００３６】評価に用いた画像は、新聞、雑誌、学会論
文誌、マニュアル、ワードプロセッサーで作成した文
書、ＩＣのデータブックなどからとった、日本語、英語
とりまぜて１９種類の文書（サイズはすべてＡ４）を、
解像度縦４００ＤＰＩ、横２００ＤＰＩのスキャナーで
読み取った画像及び、これらの画像をｙ方向に１／２及
び１／４に縮小した画像である。図２０〜図２２に評価
に用いた画像の一部を示す。図２０は原画像、図２１は
原画像をｙ方向に１／２に縮小した画像、図２２は原画
像をｙ方向に１／４に縮小した画像である。

【００３７】図２１は縦２００ＤＰＩ、横２００ＤＰ
Ｉ、図２２は縦１００ＤＰＩ、横２００ＤＰＩでプリン
トしてある。また、原画像は縦４００ＤＰＩ、横２００
ＤＰＩでプリントしてある。したがって見た目の大きさ
は、原画像、縮小画像とも同じである。

【００３８】主観評価の方法は、以下のとおりである。
縮小画像を原画像と比較し、原画像に対する画質の劣化
の度合いを主観評価し、図２３の表に示した評価尺度の
うち、最も近い内容の評点を選ぶ。このような方法で１
人につき１９種類３８枚の縮小画像について主観評価を
行い、１０人のデータを集めた。そして、それぞれの縮
小画像について１０人分の評点を平均し、その画像の評
点とした。

【００３９】図２４及び図２５は、主観評価の結果と、
本願第１の発明の画素反転率による画質劣化の評価方法
を適用した結果との相関を表すグラフである。図２４及
び図２５において、横軸は画素反転率をパーセンテージ
で表したもの、縦軸は主観評価の結果である。図２４
は、画像全体の画素反転率と主観評価の結果との相関で
ある。

【００４０】図２５は、原画像を１２８画素×６４画素
の矩形に分割し、各矩形毎に反転回数を求め、反転回数
が１５０回以上の矩形のうち、小さいほうから２番目の
画素反転率を選択し、この値と主観評価の結果との相関
を表したものである。反転回数が１５０回以上の矩形の
みを対象にしたのは、反転回数が１５０回未満の矩形
は、矩形中に文字や図形がほとんど無く、ノイズの影響
によるものであるからである。図２４及び図２５から分
かるように、本願第１の発明の画質劣化の評価方法によ
る評価は、人間の主観評価と強い相関がある。

【００４１】続いて、上記の結果を用いて、本願第１の
発明の縮小画像の画質劣化の評価方法を、ファクシミリ
の解像度の自動選択装置に応用した例を示す。図２６、
図２７を参照しながら説明する。図２７は本発明をファ
クシミリの解像度の自動選択装置に応用した場合のブロ
ック図である。図２７の１は送信原稿を読み取り２値化
を行う入力部、２は解像度自動選択装置全体の制御を行
う制御部、３は送信する２値画像の符号化を行う符号化
部、４は符号化された画像信号を電話回線に送出する送
信部、５は１で読み取った２値画像や縮小画像などを記
録する画像メモリ、６は５の画像メモリ内の画像を縮小
する画像縮小部、７は画像内の画素の濃度の反転回数を
計算する反転回数計数部、８は７で計算した画像毎の反
転回数を記憶する反転回数メモリ、９は８に記憶された
複数の画像の反転回数を比較する反転回数比較部であ
る。

【００４２】本ファクシミリにおいて、送信解像度はｙ
方向に、４００ＤＰＩ、２００ＤＰＩ、１００ＤＰＩの
３種類であり、読み取りの解像度は４００ＤＰＩである
とする。 図２６は、図２７の解像度自動選択装置にお
いて、最適な送信解像度を求める際の処理手順を示した
フローチャートである。

【００４３】ここでは、最適な解像度とは、最高解像度
である４００ＤＰＩの画像と比べて画質の劣化がほとん
ど無い縮小画像のうち、最も低い解像度のものとする。

【００４４】さらに、図２３の主観評価の評価基準の表
より、評点４以上を画質の劣化が許容範囲内であると
し、このことと図２４の画素反転率による評価と主観評
価との相関を示すグラフより、画素反転率９５パーセン
トを閾値とし、画素反転率が９５パーセント以上であれ
ば、画質の劣化がほとんど無いとし、画素反転率が９５
パーセント未満であれば、画質の劣化が激しいとする。

【００４５】まず、送信原稿を１の入力部で最高解像度
であるｙ方向４００ＤＰＩで読み取り、５の画像メモリ
に記録する。そして、７の反転回数計数部でこの４００
ＤＰＩ画像のｙ方向の画素反転回数を求め、８の反転回
数メモリに記録する。次に、６の画像縮小部でこの４０
０ＤＰＩ画像に対しｙ方向に１／２の縮小を行うことに
より、ｙ方向２００ＤＰＩの画像を作成し、５の画像メ
モリに記録する。そして、同様に２００ＤＰＩ画像のｙ
方向の画素反転回数を求め、反転回数メモリ８に記録す
る。最後に、２００ＤＰＩ画像の４００ＤＰＩ画像に対
する画質を評価するため、９の反転回数比較部で画素反
転率を求める。

【００４６】ｙ方向に縮小を行った場合の、４００ＤＰ
Ｉ画像に対する２００ＤＰＩ画像の画素反転率は、次の
ように定義される。

【００４７】（画素反転率）＝（２００ＤＰＩ画像のｙ
方向の画素反転回数）／（４００ＤＰＩ画像のｙ方向の
画素反転回数） もし、この画素反転率が９５パーセント未満であれば、
２００ＤＰＩ画像の画質は４００ＤＰＩ画像に比べて激
しく劣化していると判断し、４００ＤＰＩ画像データを
３の符号化部へ渡す。もし、画素反転率が９５パーセン
ト以上であれば、２００ＤＰＩ画像の画質は、４００Ｄ
ＰＩ画像に比べてほとんど劣化していないと判断し、２
００ＤＰＩ画像に対してさらにｙ方向に１／２の縮小を
行い、ｙ方向１００ＤＰＩの画像を作成し、画像メモリ
５に記録する。

【００４８】そして、同様に画素反転回数計数部７で１
００ＤＰＩ画像の画素反転回数を求め、反転回数メモリ
８に記録する。最後に、１００ＤＰＩ画像の４００ＤＰ
Ｉ画像に対する画素反転率を求める。この画素反転率が
９５パーセント未満であれば、１００ＤＰＩ画像の画質
は４００ＤＰＩ画像に比べて激しく劣化していると判断
して、２００ＤＰＩ画像データを符号化部３へ渡し、９
５パーセント以上であれば、１００ＤＰＩ画像は４００
ＤＰＩ画像に比べてほとんど劣化していないと判断して
１００ＤＰＩ画像データを符号化部３へ渡す。このよう
にして、ファクシミリ送信時の最適な解像度を自動選択
することができる。

【００４９】（実施例６）本願第２の発明の実施例を、
図１（１）及び図３を参照しながら説明する。本実施例
では、評価方法の原理の理解の助けとなるべく、極めて
単純な画像を使って例を示す。

【００５０】図３（１）〜図３（３）は、図１（１）の
原画像をｘ方向及びｙ方向に縮小した画像である。図３
（１）〜図３（３）の上と左側には、それぞれ間引きに
より残った原画像の画素番号、ライン番号を付してあ
る。図３（１）は、原画像のライン番号の３の剰余が０
になるライン及び原画像の画素番号の３の剰余が０にな
る画素を間引くことによって、原画像をｘ方向及びｙ方
向に２／３に縮小したもの、図３（２）は、原画像の奇
数番目のライン及び原画像の画素番号の３の剰余が０に
なる画素を間引くことによって、原画像をｘ方向に２／
３、ｙ方向に１／２に縮小したもの、図３（３）は、原
画像の奇数番目のライン及び原画像の画素番号の３の剰
余が１になる画素を間引くことによって、原画像をｘ方
向に２／３、ｙ方向に１／２に縮小したものである。こ
れら３つの縮小画像について、ｘ方向及びｙ方向の画素
反転率を計算してみる。

【００５１】まず、原画像のｘ方向及びｙ方向の反転回
数の合計を計算する。原画像の各ライン毎の画素の濃度
の反転回数及び各画素列毎の画素の濃度の反転回数は、
それぞれ図１（１）の画像の右側及び下に示した様にな
り、ｘ方向及びｙ方向の反転回数の合計は（３０＋２
４）＝５４となる。次に、縮小画像のｙ方向の反転回数
にｘ方向の縮小率の逆数を乗じたものとｘ方向の反転回
数にｙ方向の縮小率の逆数を乗じたものとの和を計算す
る。

【００５２】縮小画像の各ライン毎の画素の濃度の反転
回数及び各画素列毎の画素の濃度の反転回数は、それぞ
れ図３（１）〜図３（３）の画像の右側及び下に示した
様になり、ｘ方向の反転回数にｙ方向の縮小率の逆数を
乗じたものとｙ方向の反転回数にｘ方向の縮小率の逆数
を乗じたものとの和は、図３（１）の縮小画像では５４
（＝１８×３／２＋１８×３／２）、図３（２）の縮小
画像では４５．５（＝９×３／２＋１６×２）、図３
（３）の縮小画像では９（６×３／２＋０×２）とな
る。したがって、画素反転率は、 図３（１）…１．０ （５４ ／５４） 図３（２）…０．８４３ （４５．５／５４） 図３（３）…０．１６７ （ ９ ／５４） となる。

【００５３】したがって、本願第２の発明の画質劣化の
評価方法では、図３（１）、図３（２）、図３（３）の
順に画質の劣化の度合いが少ないということになる。一
方主観評価により、これら３つの縮小画像の画質を評価
すると、図３（１）が容易に「田」と判読でき、劣化が
少ないと言えるのに対し、図３（３）は、全く「田」と
読むことはできず、文字であることすら分からないほど
で、劣化が非常に激しいと言える。図３（２）は、
「田」と判読することはできないが、文字の内部のホー
ルが一部残されており、劣化は激しいが、図３（３）に
比べると、劣化の程度は少ないと言える。

【００５４】したがって、主観評価による画質の劣化の
度合いは、図３（１）、図３（２）、図３（３）の順に
少ないということになり、本願第２の発明の画質劣化の
評価方法による結果と一致する。

【００５５】（実施例７）本願第２の発明の実施例を、
図４及び図１５〜図１９を参照しながら説明する。図１
５〜図１９は、図４の原画像をｘ方向及びｙ方向に縮小
した画像である。図１５〜図１９の上と左側には、それ
ぞれ間引きにより残った原画像の画素番号、ライン番号
を付してある。

【００５６】図１５は、原画像のライン番号の３の剰余
が０になるライン及び原画像の奇数番目の画素を間引く
ことによって、原画像をｘ方向に１／２、ｙ方向に２／
３に縮小したもの、図１６は、原画像のライン番号の３
の剰余が０になるライン及び原画像の画素番号の３の剰
余が２になる画素を間引くことによって、原画像をｘ方
向及びｙ方向に２／３に縮小したもの、図１７は、原画
像のライン番号の３の剰余が２になるライン及び原画像
の画素番号の３の剰余が０になる画素を間引くことによ
って、原画像をｘ方向及びｙ方向に２／３に縮小したも
の、図１８は、原画像のライン番号の３の剰余が０にな
るライン及び原画像の画素番号の３の剰余が０になる画
素を間引くことによって、原画像をｘ方向及びｙ方向に
２／３に縮小したもの、図１９は、原画像の偶数番目の
ライン及び原画像の画素番号の３の剰余が０になる画素
を間引くことによって、原画像をｘ方向に２／３、ｙ方
向に１／２に縮小したものである。これら３つの縮小画
像について、ｘ方向及びｙ方向の画素反転率を計算して
みる。

【００５７】まず、原画像のｘ方向及びｙ方向の反転回
数の合計を計算する。原画像の各ライン毎の画素の濃度
の反転回数及び各画素列毎の画素の濃度の反転回数は、
それぞれ図４の画像の右側及び下に示した様になり、ｘ
方向及びｙ方向の反転回数の合計は（７８＋８８）＝１
６６となる。

【００５８】次に、縮小画像のｙ方向の反転回数にｘ方
向の縮小率の逆数を乗じたものとｘ方向の反転回数にｙ
方向の縮小率の逆数を乗じたものとの和を計算する。縮
小画像の各ライン毎の画素の濃度の反転回数及び各画素
列毎の画素の濃度の反転回数は、それぞれ図１５〜図１
９の画像の右側及び下に示した様になり、ｘ方向の反転
回数にｙ方向の縮小率の逆数を乗じたものとｙ方向の反
転回数にｘ方向の縮小率の逆数を乗じたものとの和は、
図１５の縮小画像では１６３（＝５０×３／２＋４４×
２）、図１６の縮小画像では１５９（＝４８×３／２＋
５８×３／２）、図１７の縮小画像では１５３（＝５２
×３／２＋５０×３／２）、図１８の縮小画像では１４
１（＝４６×３／２＋４８×３／２）、図１９の縮小画
像では１３９（＝３２×２＋５０×３／２）となる。

【００５９】したがって、画素反転率は、 図１５…０．９８２ （１６３／１６６） 図１６…０．９５８ （１５９／１６６） 図１７…０．９２２ （１５３／１６６） 図１８…０．８４９ （１４１／１６６） 図１９…０．８３７ （１３９／１６６） となる。

【００６０】したがって、本願第２の発明の画質劣化の
評価方法では、図１５、図１６、図１７、図１８、図１
９の順に画質の劣化の度合いが少ないということにな
る。一方主観評価により、これら５つの縮小画像の画質
を評価すると、以下のようになると考えられる。図１９
及び図１８は、ともに文字中のホールが１個消失してお
り、トポロジーが保存されていないが、図１８のほうが
わずかにトポロジーの保存が良い。また、この２枚の画
像を少し離して見比べてみると、図１８のほうが、全体
的特徴から「あ」と判読しやすい。

【００６１】図１７は、第３画が途切れており、トポロ
ジーが保存されていないが、画像を少し離して見ると、
全体的特徴より「あ」と判読できる。図１８及び図１９
と比べても、図１７のほうが、全体的特徴が正しい
「あ」という字に近い。図１６及び図１５は、トポロジ
ーがほぼ保存されており、また、画像を少し離して見て
も容易に「あ」と判読できる。全体的特徴もよく保存さ
れている。

【００６２】したがって、主観評価による画質の劣化の
度合いは、図１５及び図１６、図１７、図１８、図１９
の順に少ないということになり、本願第２の発明の画質
劣化の評価方法による結果と一致する。

【００６３】（実施例８）本願第３の発明の実施例を、
図１〜図３を参照しながら説明する。図１（２）〜
（４）及び図２、図３に示す縮小画像に、本願第３の発
明の画質劣化の評価方法であるホール復元率による評価
を適用すると、原画像には４個のホールがあるのに対
し、図１（２）では０個、図１（３）では２個、図１
（４）では４個、図２（１）では４個、図２（２）では
０個、図２（３）では２個、図２（４）では０個、図３
（１）では４個、図３（２）では２個、図３（３）では
０個のホールが残っているから、ホール復元率は、 図１（２）…０．０ （０／４） 図１（３）…０．５ （２／４） 図１（４）…１．０ （４／４） 図２（１）…１．０ （４／４） 図２（２）…０．０ （０／４） 図２（３）…０．５ （２／４） 図２（４）…０．０ （０／４） 図３（１）…１．０ （４／４） 図３（２）…０．５ （２／４） 図３（３）…０．０ （０／４） となる。

【００６４】したがって、本願第３の発明の画質劣化の
評価方法では、図１（４）及び図２（１）及び図３
（１）、図１（３）及び図２（３）及び図３（２）、図
１（２）及び図２（２）及び図２（４）及び図３（３）
の順に画質の劣化が少ないということになる。一方主観
評価により、これら１０枚の縮小画像の画質を評価する
と、図１（４）、図２（１）及び図３（１）が容易に
「田」と判読でき、劣化が少ないと言えるのに対し、図
１（２）及び図３（３）は、全く「田」と読むことはで
きず、文字であることすら分からないほどで、劣化が非
常に激しいと言える。

【００６５】図２（２）は、「川」という字と読み違え
ることも考えられ、図１（２）や図３（３）ほどではな
いが、劣化が激しいと言える。図１（３）、図２（３）
及び図３（２）は、「田」と判読することはできない
が、図１（２）、図２（２）及び図３（３）に比べ、ト
ポロジーの保存状態が良く、劣化は激しいが、図１
（２）、図２（２）、図３（３）よりも劣化の程度は少
ないと言える。

【００６６】図２（４）が図１（３）、図２（３）、図
３（２）と比べて、どちらがより劣化が激しいかについ
ては、実施例２で述べたように、人により評価が別れる
ところであると思われる。したがって、一部、主観評価
と本願第３の発明の画質劣化の評価方法による結果が食
い違うことも考えられるが、全体的に見て、本願第３の
発明の画質劣化の評価方法による結果は、主観評価の結
果とほぼ一致すると言える。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本願第１〜第３の発明の
画質劣化の評価方法には、人間が関与することなく、ま
た、画像のサイズや解像度にかかわらず、人間の主観評
価に近い画質評価を行うことができるといった効果があ
る。また、縮小率の異なる複数の画像を同じ基準で評価
できるという利点もある。特に、本願第２の発明の画質
劣化の評価方法は、ｘ方向の縮小率とｙ方向の縮小率が
異なる場合にも適用できる。また、本願第３の発明の画
質劣化の評価方法は、任意の縮小に対して適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】「田」という文字の原画像と原画像をｘ方向に
縮小した画像を示す図である。

【図２】「田」という文字の原画像をｙ方向に縮小した
画像を示す図である。

【図３】「田」という文字の原画像をｘ方向及びｙ方向
に縮小した画像を示す図である。

【図４】「あ」という文字の原画像を示す図である。

【図５】図４の画像をｘ方向に２／３に縮小した画像を
示す図である。

【図６】図４の画像をｘ方向に２／３に縮小した画像を
示す図である。

【図７】図４の画像をｘ方向に２／３に縮小した画像を
示す図である。

【図８】図４の画像をｘ方向に１／２に縮小した画像を
示す図である。

【図９】図４の画像をｘ方向に１／２に縮小した画像わ
示す図である。

【図１０】図４の画像をｙ方向に２／３に縮小した画像
わ示す図である。

【図１１】図４の画像をｙ方向に２／３に縮小した画像
わ示す図である。

【図１２】図４の画像をｙ方向に２／３に縮小した画像
を示す図である。

【図１３】図４の画像をｙ方向に１／２に縮小した画像
を示す図である。

【図１４】図４の画像をｙ方向に１／２に縮小した画像
を示す図である。

【図１５】図４の画像をｘ方向に１／２、ｙ方向に２／
３に縮小した画像を示す図である。

【図１６】図４の画像をｘ方向に２／３、ｙ方向に２／
３に縮小した画像を示す図である。

【図１７】図４の画像をｘ方向に２／３、ｙ方向に２／
３に縮小した画像を示す図である。

【図１８】図４の画像をｘ方向に２／３、ｙ方向に２／
３に縮小した画像を示す図である。

【図１９】図４の画像をｘ方向に２／３、ｙ方向に１／
２に縮小した画像を示す図である。

【図２０】主観評価に用いた画像（原画像、解像度４０
０ＤＰＩ）の一部分を示す図である。

【図２１】主観評価に用いた画像（縮小画像、解像度２
００ＤＰＩ）の一部分を示す図である。

【図２２】主観評価に用いた画像（縮小画像、解像度１
００ＤＰＩ）の一部分を示す図である。

【図２３】主観評価の評価基準を示す図である。

【図２４】本願第１の発明の画質劣化の評価方法による
評価結果と主観評価との相関を示すグラフである。

【図２５】本願第１の発明の画質劣化の評価方法による
評価結果と主観評価との相関を示すグラフである。

【図２６】本願第１の発明をファクシミリの解像度自動
選択装置に応用した例のフローチャートである。

【図２７】本願第１の発明をファクシミリの解像度自動
選択装置に応用した例のブロック図である。

【図２８】画素復元率の説明補助図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濃度が２値の原画像を１方向に縮小する
   ことによって得られた縮小画像の、原画像に対する画質
   の劣化の度合いを、原画像を縮小方向に走査した場合の
   画素の濃度の反転回数に対する、縮小画像を縮小方向に
   走査した場合の画素の濃度の反転回数の割合で評価す
   る、縮小画像の画質劣化の評価方法。
2. 【請求項２】 濃度が２値の原画像をｘ方向及びｙ方向
   に縮小することによって得られた縮小画像の、原画像に
   対する画質の劣化の度合いを、原画像をｘ方向およびｙ
   方向に操作した場合の画素の濃度の反転回数の合計に対
   する、縮小画像をｘ方向に走査した場合の画素の濃度の
   反転回数にｙ方向の縮小率の逆数を乗じたものとｙ方向
   に走査した場合の画素の濃度の反転回数にｘ方向の縮小
   率の逆数を乗じたものとの和の割合で評価する、縮小画
   像の画質劣化の評価方法。
3. 【請求項３】 濃度が２値の原画像を縮小することによ
   って得られた縮小画像の、原画像に対する画質の劣化の
   度合いを、原画像中のホールの数に対する、縮小画像中
   のホールの数の割合で評価する、縮小画像の画質劣化の
   評価方法。