超高品質画像技術に関する基礎研究

• 研究課題/領域番号: 07044137
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 宮原 誠 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (00115122)
• 研究分担者: MARTINETZ K. UC/London, Dep. History of Art, Lecturer ; MAITRE H. ENST, Dep. Images, Professor ; ALGAZI V.R. UC/Davis, CIPIC, Professor ; 小野 定康 NTT伝送システム研, 主幹研究員 ; 堀田 裕弘 富山大学, 工学部, 講師 (80209303) ; 小谷 一孔 北陸先端科技大, 情報科学研究科, 助教授 (20225452) ; 中嶋 正之 東工大, 工学部, 教授 (60092566) ; 三宅 洋一 千葉大, 工学部, 教授 (70027895) ; 原島 博 東京大学, 工学部, 教授 (60011201) ; 酒井 善則 (酒井 義則) 東工大, 工学部, 教授 (70196054) ; 安田 靖彦 早大, 工学部, 教授 (40013106) ; BRANDT J.W. UC/Davis, CIPIC, Research A ; 甘 青 日本電気(株), マルチメディア事業推進本部, 研究員
• 研究期間 (年度): 1995 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円); 1996年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円); 1995年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
• キーワード: 高品質画像 / 均等色空間 / 画質評価 / メディア変換 / 感性情報

研究概要

(1)超高品質テスト画像の第2次試作、評価
欧州における絵画等の美術作品の電子的保存、電子ファイル化についての調査から、美術としての高度な感性情報の保存には超高品質画像を保存・処理出来るシステムの研究が必要不可欠であることが再認識されており、超高品質画像に対する心理的要因と物理的要因の解析のため、テスト画像の作成に取り組んだ。平成7年度に試作したテスト画像を欧米の研究者らと評価したところ、空間的な高解像度だけでなく高い階調性が重要であることが明らかとなった。また、自然画像だけでなく、絵画をディジタイズしたテスト画像も必要であることが明らかとなった。これらの評価結果を盛り込んだ高解像度、高階調(RGBあわせて36ビット/画素)のテスト画像20枚を作成することが出来た。今後、国内外の研究者らにテスト画像を配布し、テスト画像の評価だけでなく、研究成果の比較、評価に供する予定である。
(2)超高品質画像の計量的評価方法の基礎研究
前年度の研究では均等色空間として特性が優れているマンセル色空間(HVC色空間)において符号化によって劣化した画像品質を評価するシステムを試作し、人間の主観評価値を90%以上の精度で近似できる評価尺度を構成できた。本年度は別の均等色空間であるCIEのLab色空間での評価尺度実現の可能性を検討した。HVC色空間はLab色空間よりも平均で2割ほど均等性が劣るが、テスト画像を限定すれば、ほぼ同等の評価精度が得られることが明らかとなった。今後テスト画像の種類を増やし、また符号化方式への依存性などを検討を行い、特に超高品質画像の評価に大きく寄与する要因を見いだしていく。
(3)超高品質画像における物理要因のコンピュータ生成への応用に関する調査研究
自然画像から絵画風の画像をコンピュータグラフィックス(CG)によって生成するために、画家と画風、技法の詳細な分析と歴史的流れについて調査した。自然画像から筆のストロークで画像を生成するのに必要な輪郭などの画像特徴の抽出方法を検討し、Wavelet変換によるエンベロープ的なつながりを保存する輪郭検出方法が有効であることを明きからかにした。
(4)研究成果の学会等への発表
本研究の成果をIEEEの画像処理シンポジウムICIP96(スイス、ロ-ザンヌ)で発表した。また、5th Intgernational Conference on High Technology: Imaging Science and Technology,〜Evolution and Promise〜等の主要国際会議に研究代表者、研究分担者らが参加し、研究成果を公表すると共に、国内外の研究者らとの研究交流をはかることができた。
(5)メディア分析に関する基礎研究
顔画像をフラクタル分析し、目・鼻・口などの顔部品を検出して表情を解析・識別する基礎研究を行った。フラクタル分析を用いたことで顔画像サイズや傾き、照明の影響を受けず、顔部品の位置を高精度に検出できる。また、フラクタル次元値によって顔部品形状を解析し、笑い、あくびなどの表情変化が比較的大きな表情を良好に識別することができた。
(6)総括
NTT光ネットワークシステム研究所はSHD(Super High Definition)の開発を終えて実用化している。これは今の日本の電子画像技術の集大成の様なシステムといえよう。しかし、従来の画像システムの最高技術の組み合わせにより、空間解像度を2000x2000画素に上げただけであり、新たな物理要因や特性が考慮されてはいないようである。これに対し、本研究のExtra High Quality Imaging Systemは解像度こそ11600x1200画素であるが36bits/pelの高階調性を有しており、例えば、VASARI ProjectやMARC Projectの画像をモニタするとき、信号レベルの解像度が高く、階調性、色調、つや、質感など高度の画質検討ができるだけでなく、微妙な画像の変化を表示できる。画質に厳しいプロカメラマンからも高い評価を受けており、高階調性が超高品質画像に必須な物理要因であることが本研究によって明らかにされた意義は極めて大きい。本研究はまだ基礎研究段階にあり、世界的にも超高品質画像技術の研究は端緒についたばかりである。更なる研究の継続と国際交流を継続していかなければならない。

研究成果

• [文献書誌] 宮原: "高品位Audio-Visual System先端的技術インフラの研究" 情報処理学会、オ-ディオとビジュアル複合情報処理. vol.13-6. 39-46 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 宮原、守田: "音質を表現する評価語の調査分析" 音響学会誌. vol.52. 516-522 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Miyahara,et.al.: "Extra High Quality Imaging System" IS&SPIE Symp.on Electric Imaging. vol.3025. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 斉藤、小谷: "眼鏡顔画像における眼鏡フレーム領域の抽出と除去" 電子情報通信学会技報. HIP96-33. 49-54 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 本田,小谷: "フラクタル分析による顔画像の特徴抽出" 電子情報通信学会技報. CS96-135. 43-48 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 長田、岡崎、崔、原島: "主成分分析による顔画像の基底生成と空間記述" 電子情報通信学会論文誌. J79-D-II. 1230-1235 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Miyahara: "Extra High Quality Audio-Visual System-Research on Advanced Technological Infrastructure-" Technical Report of Information Processing Society of Japan. vol.13-6. 39-46 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Miyahara and Y.Morita: "Investigation and analysis of words for assessment of tone quality" technical Report of the Acoustical Scociety of Japan. vol.52. 516-522 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Miyahara, et.al.: "Extra High Quality Imaging System" IS&SPIE Symp.on Electric Imaging. vol.302. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Saito and K.Kotani: "Extraction and Removal Region of Eyeglasses Flame for Facial Images with Eyeglasses" Technical Report of IEICE. HIP96-33. 49-54 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Honda and K.Kotani: "Feature Extraction for Facial Images using Fractal-Analysis" Technical Report of IEICE. CS96-135. 38-43 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Nagata, T.Okazaki, C.S.Choi and H.Harashima: "Basis Generation and Description of Facial Images Using Principal-Component Analysis" Transaction of IEICE. No.7. 1230-1235 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 宮原: "高品位Audio-Visual System 先端的技術インフラの研究" 情報処理学会、オ-ディオとビジュアル複合情報処理. vol.13-6. 39-46 (1996)
• [文献書誌] 宮原、守田: "音質を表現する評価語の調査分析" 音響学会誌. vol.52. 516-522 (1996)
• [文献書誌] M.Miyahara,et al.: "Extra High Quality Imaging System" IS&SPIE Symp.on Electric Imaging. vol.3025. (1997)
• [文献書誌] 斉藤、小谷: "眼鏡顔画像における眼鏡フレーム領域の抽出と除去" 電子情報通信学会技報. HIP96-33. 49-54 (1997)
• [文献書誌] 本田、小谷: "フラクタル分析による顔画像の特徴抽出" 電子情報通信学会技報. CS96-135. 43-48 (1996)
• [文献書誌] 長田、岡崎、崔、原島: "主成分分析による顔画像の基底生成と空間記述" 電子情報通信学会論文誌. J79-D-2. 1230-1235 (1996)
• [文献書誌] M.Miyahara,et al.: "Vector Quantization Coding based on the Codebook of Essential Curved Surface of Images" PCS-96. vol-I. 59-62 (1996)
• [文献書誌] W.Zheng,原島: "不変特徴に基づく3次元曲面の表現" 電子情報通信学会論文誌. J78-D-II. 272-280 (1995)
• [文献書誌] K.Kotani,et al.: "Objective Picture Quality Scale for Color Image Coding" ICIP-95. vol.-III. 133-136 (1995)
• [文献書誌] 堀田,片山,村井: "感性空間構築のための2色配色方向依存性に関する検討" テレビジョン学会誌. vol.49. 1087-1089 (1995)
• [文献書誌] Y.Horita,et al.: "Construction of Color Sensitivity Space for an Sensitivity Information Extraction" Conf.on Computer Vision. vol.3. 263-267 (1995)
• [文献書誌] 周、羽石,三宅: "電子内視鏡画像解析による潰瘍性大腸炎の病期分類" 電子情報通信学会論文誌. J78-D-II. 1231-1235 (1995)