Development of digital image enhancement method aimed at improving visibility for elderly persons
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22K12097
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Yamaguchi Prefectural University |
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Principal Investigator |
畔津 忠博 山口県立大学, 国際文化学部, 准教授 (70285451)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末竹 規哲 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (80334051)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 高齢者視覚 / 色覚多様性 / 画像強調 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，高齢者の視覚特性を考慮した画像強調法を開発することを目的とする．加齢により生じる視覚特性変化は複合的な要因が重なって起こるものであり，これらを考慮することでデジタル画像における高齢者の見えを詳細に再現できるようにする．さらに高齢者の見え方を踏まえた上で，視認性を向上させるための方法を開発する．また，本研究で得られた知見を色覚多様性に配慮したカラーユニバーサルデザインへ応用することを目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
デジタル画像・映像デバイスの社会への浸透と急速に進む高齢化社会において，視認性に優れた画像の表示を行うことは，高齢者への配慮や色覚多様性の観点から円滑な社会生活を営む上で重要な課題である．本研究では，高齢者の視覚特性や色覚多様性を考慮した画像強調法を開発することを目的としている．令和4年度では，下記のことを行った．
1．色相を限定したカラー画像強調の方法を提案した．色は，人間の視覚を考慮した場合，色相・彩度・明度の3成分で表現すると便利である．本研究では均等色空間であるCIELAB色空間において，色相を限定する重み関数を導入し，彩度成分の強調範囲を効果的に設定する方法を考案した．その際，無彩色やそれに近い色に関しては，強調を抑制するようなトーンカーブを適用して不自然な強調をできるだけ生じないようにした．
2．高齢者視覚や色覚多様性の問題の一部は，色相が限定されることによって生じると考えることができる．すなわち色相の減少に起因する色の同化によって対象の区別が困難になる．解決方法の1つとしては，同化した色の明度成分を変更することによって明度差で区別することが考えられる．そのため，上記1の方法を明度成分に適用し，色相を限定した明度成分の選択的強調の方法を検討した．
3．色覚多様性の問題に対して幾何学的アプローチによる方法を検討した．ヒトの錐体細胞の反応を表現するLMS色空間とデジタルデバイスで一般的に用いられるRGB色空間には線形的な関係がある．そのため，LMS色空間の基底であるL・M・S軸は，RGB色空間においては色が同化する直線となる．また，色覚多様性における色相はRGB色空間の等色相平面として捉えることができる．これらの幾何学的な枠組みを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
色相に着目した画像強調法を提案した．また，有効と思われるモデルの構築やアルゴリズムの検証を行っている．ただし，直接的な高齢者視覚や色覚多様性における画像強調法の開発には至っていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
高齢者への配慮や色覚多様性の観点に基づいて，視認性に優れた画像強調の方法を開発することを目指す．具体的な今後の研究計画は，下記の内容である．
1．色相を限定した明度成分の選択的強調の方法を進展させる．色覚多様性において区別がしづらいとされる赤や緑などの特定の色に対して適切な重み関数を設定することで，明度差をつけることを検討する．このとき，不自然な強調結果にならないように彩度についても考慮する．また，画像の統計的特徴量を利用するなど，対象となる画像に適応する方法についても検討する．
2．色覚多様性の問題に対して幾何学的アプローチによる方法を進展させる．まず，RGB色空間の特性を利用することを考える．RGB色空間においては，R・G・B軸が色空間の基底であるが，色相・明度についてはRGB色空間内の平面，彩度については無彩色軸からの距離に相当するものとして考えることができる．色の同化は，RGB色空間へ線形変換されたLMS色空間のL・M・S軸直線が色覚多様性を表現する等色相平面と交わることで説明できる．そのため，この直線上の点を適切に別の交点へ移動させる方法を検討する．
3．高齢者視覚のシミュレータの精度を向上させ，区別しにくい色相の範囲をRGB色空間やCIELAB空間上で確認する．その上で，上記1と上記2の方法を高齢者視覚にも応用する方法を検討する．
4．画像の鮮鋭化やコントラスト強調など，他の有効な方法を組み合わせて品質の向上を目指す．さらに，画像を評価する客観的な指標や実際の画像を被験者に確認してもらう主観的な評価により提案する画像強調法の有効性を検証する．
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
