2C-1

ディスプレイ上の画像の
⾊鮮やかさ評価指数
ソニー株式会社
中枝武弘
Sony Corporation R&D PF
P1
ディスプレイの⾊性能⽐較
ディスプレイや⾊信号の⾊域⽐較
⼀般的にNTSC⾊域⾯積⽐で
⽐較される
0.7
0.6
BT.709
0.4
DCI-P3
0.3
BT.2020
v'
0.5
NTSC
0.2
0
0.1
50
100
NTSC ⾊域⾯積⽐(%)
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
u'
BT.709
DCI-P3
NTSC
Spectral locus
BT.2020
Sony Corporation R&D PF
P2
150
NTSC⾊域⾯積⽐の問題点
同じNTSC⾊域⾯積⽐
⾼い⽩⾊輝度
低い⽩⾊輝度
より⾊鮮やか
余り⾊鮮やかで無い
同じ⾊性能??
Sony Corporation R&D PF
P3
本研究に於ける検討⼿順
1. 画像の⾊鮮やかさの主観評価実験
• NTSC⾊域⾯積⽐と⽩⾊輝度の組み合わせ：15通り
• 評価画像：10画像
2. ディスプレイの測⾊値との相関検討
• RGB原⾊の測⾊値(例えばCIELABのメトリッククロ
マやCIECAM02のカラフルネス等)と、
上記⾊鮮やかさの主観評価値との相関を検討
Sony Corporation R&D PF
P4
主観評価実験での⾊域・輝度の組み合わせ
15通り
Sony Corporation R&D PF
P5
各条件における画像の⾒えの例
Sony Corporation R&D PF
P6
評価画像
N2RGB
N2A
Barn
N1RGB
S6RGB
Goal
Swim
Coast
Fog
Beach
10種類
Sony Corporation R&D PF
P7
主観評価値と被験者
5段階評価(Five–point Likert scale)
•
1
2
鮮やか
で無い
•
•
•
やや
鮮やか
3
鮮やか
4
5
かなり
鮮やか
⾮常に
鮮やか
評価画像：10種類
被験者：16名(20-50歳, 男性 8名 and ⼥性 8名)
画像毎の評価回数：4回(1名), 3回(13名), 1回 (2名)
Sony Corporation R&D PF
P8
画像の⾊鮮やかさの主観評価値
ハント効果
⽩⾊輝度(cd/m2)
主観評価値
NTSC⾊域⾯積⽐(%)
各点：全被験者、全評価、全画像の平均値(450試⾏)
Sony Corporation R&D PF
P9
⽩⾊輝度と主観評価値
⽩⾊輝度
⾊鮮やかさ主観評価値
5
R² = 0.2112
4
3
2
1
0
100
200
300
400
500
⽩⾊輝度
⾮常に低相関
Sony Corporation R&D PF
P10
(単独)測⾊値と主観評価値
5
5
R² = 0.684
⾊鮮やかさ主観評価値
⾊鮮やかさ主観評価値
RGB原⾊のメトリッククロマの平均(C*ab)
NTSC⾊域⾯積⽐
4
3
2
1
R² = 0.6737
4
3
2
1
0
30
60
90
120
150
0
40
NTSC ⾊域⾯積⽐
80
120
160
原⾊メトリッククロマ平均(C*ab)
RGB原⾊のメトリッククロマの平均(C*uv)
⽩⾊輝度より⾼相関
これら3種の測度の結果は⾮常に
に似ている
⾊鮮やかさ主観評価
5
R² = 0.6738
4
3
2
1
0
40
80
120
160
原⾊メトリッククロマ平均(C*uv)
Sony Corporation R&D PF
P11
200
CIECAM02とは
⾊の⾒えを推定するモデル
三刺激値:X,Y,Z
⽩⾊の三刺激値:Xw,Yw,Zw
観測条件:average,dim,dark
順応輝度:LA
錐体値変換
錐体刺激値:R,G,B
⾊順応・部分順応
順応応答値:Rc,Gc,Bc
錐体⾮線形応答
⾮線形応答値:Rʻa,Gʼa,Bʼa
反対⾊変換
無彩⾊応答値:A
反対⾊応答値:a,b
知覚量変換
⾊の⾒え:h,J,Q,C,M,s
Sony Corporation R&D PF
P12
⾊鮮やかさ指数の定義
⽩
⻘
緑
Background
20%
Surround
dim
LA
⾚
⽩⾊輝度の20%
(絶対値)
三刺激値
(Ywを100に規格化)
⽩
XW,YW,ZW
⾚
XR,YR,ZR
緑
XG,YG,ZG
⻘
XB,YB,ZB
Colorfulness(M)=C×FL0.25
Colorfulness by CIECAM02
⾚
MR
緑
MG
⻘
MB
⾊鮮やかさ指数=(MR+MG+MB)/3
Sony Corporation R&D PF
P13
⾊鮮やかさ指数と主観評価値
⾊鮮やかさ指数
⾊鮮やかさ主観評価値
5
R² = 0.8471
4
3
2
1
0
20
40
60
80
100
120
140
⾊鮮やかさ指数
(単独)測⾊値より⾼相関
Sony Corporation R&D PF
P14
(複数)測⾊値と主観評価値
⽩⾊輝度とNTSC⾊域⾯積⽐
5
R² = 0.9926
⾊鮮やかさ主観評価値
⾊鮮やかさ主観評価値
5
⽩⾊輝度と原⾊メトリッククロマ平均(C*ab)
4
3
2
R² = 0.9925
4
3
2
1
1
0
10
20
30
40
0
50
50
100
F1
250
300
⽩⾊輝度と原⾊メトリッククロマ平均(C*uv)
NTSC ⾊域⾯積⽐0.44
F3= ⽩⾊輝度0.255×原⾊メトリッククロマ平均(C*uv)
0.881
⾊鮮やかさ主観評価値
5
F2= ⽩⾊輝度0.256×原⾊メトリッククロマ平均(C*ab) 0.825
殆ど同一
200
F2
極めて高い相関!! F1= ⽩⾊輝度0.256 ×
150
約２倍
R² = 0.9926
4
3
2
1
0
100
200
300
400
F3
Sony Corporation R&D PF
P15
500
600
各測⾊値(指数)での決定係数
決定係数
輝度のみ
⽩⾊輝度
NTSC⾊域⾯積⽐
⾊のみ
測⾊値(指数)
原⾊メトリッククロマ平均(C*ab)
原⾊メトリッククロマ平均(C*uv)
⾊鮮やかさ指数
F1:⽩⾊輝度とNTSC⾊域⾯積⽐
輝度と⾊
F2:⽩⾊輝度と原⾊メトリッククロマ平均(C*ab)
F3:⽩⾊輝度と原⾊メトリッククロマ平均(C*uv)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
決定係数
Sony Corporation R&D PF
P16
評価値予測の等⾼線
• 式F1を⽤いた鮮やかさ予測値の等⾼線
•
F1= ⽩⾊輝度0.256 ×(NTSC⾊域⾯積⽐)
⽩⾊輝度(cd/m2)
2.17
3.68
2.96
2.20
4.28
3.74
2.98
2.18
1.74
0.44
3.86
3.05
2.12
4.10
2.60
2.98
NTSC⾊域⾯積⽐(%)
Sony Corporation R&D PF
P17
輝度と⾊の両⽅を考慮した指数の⽐較
1. ⾊鮮やかさ指数
•
•
本研究ではRGB原⾊のCIECAM02によるColorfulnessの
平均値を⾊鮮やかさ指数と定義しました。それは画像の
⾊鮮やかさを⽰すのに⼗分な決定係数を有します。
この指数は本研究の評価画像に依存していないので、他
の画像に対しても同程度の決定係数が期待できます。
2. F1,F2,F3
•
•
これらの計算式(指数)は本実験の主観評価値に対し、極
めて⾼い決定係数を有します。
しかしながら、計算式の指数部は実験に使⽤した画像の
主観評価値に対して最適化されているので、汎⽤に⽤い
るためにはさらなる実験が必要と考えられます。
Sony Corporation R&D PF
P18
まとめ
1. ディスプレイの⾊域だけでなく、表⽰された画像の⾊
鮮やかさを考慮した、新しい⾊性能評価指数を検討し
ました。
2. 幾つかの⾊域・⽩⾊輝度のディスプレイに表⽰された
画像の⾊鮮やかさの評価値を主観実験で求め、表⽰し
たディスプレイの測⾊値を組み合わせた8種の指数との
相関を⽐較しました。
3. 上記指数はその構成によって4グループに分かれ、以下
の順に主観評価値との決定係数が増加しました。
1.
2.
3.
4.
最⼤⽩⾊輝度
NTSC⾊域⾯積⽐, 原⾊メトリッククロマ平均(c*ab,c*uv)
各原⾊のCIECAM02 のcolorfulness に基づく⾊鮮やかさ指数
F1,F2,F3 (1. と2.の組合わせ)
Sony Corporation R&D PF
P19
ご清聴ありがとうございました。
Sony Corporation R&D PF
P20

Download Report