画像品質値を人間の主観と同等の精度で評価・出力するニューラルネットワークアルゴリズム
技術・ノウハウの基本情報
| 組織・研究者 | 埼玉大学 理工学研究科 島村 徹也 教授 |
|---|---|
| 種類 | 大学の技術・ノウハウ |
| 分野 | IT |
| 概要 | 画像品質の評価は、今までは多くの人間が主観的に評価し、その評価結果を統計的に処理して数値化しており、その作業には多くの作業工程が掛かります。本研究室では、ニューラルネットワークを用いて人間の主観と同等の精度で出力するアルゴリズムを研究開発しています。即座に出力でき、光の影響（影、照明など）や圧縮などの画像品質低下要因の分析も可能です。また、動画・音声の品質評価へ適用できる可能性があります。例えば画像検査用途や車載カメラ、ロボットビジョンなどに適用できる可能性があります。本技術を用いた応用製品の開発や事業展開に意欲がある企業を歓迎します。 |
【簡略図】
【背景】
画像品質の評価は、今までは多くの人間が主観的に評価し、その評価結果を統計的に処理して数値化していました。例えば下記では左の画像は品質が高く、右の画像は品質が低いといえます。ただしその作業には多くの作業工程が掛かります。
本研究では、ニューラルネットワークを用いて、人間の主観と同等の画像品質評価を即座に出力するアルゴリズムを研究開発しています。本アルゴリズムの活用および実用化を希望する企業を歓迎いたします。
【技術内容】
人間の主観で画像品質評価を行った結果を大量にデータベース化およびニューラルネットワークを用いて学習し、ある画像を入れたときに、その画像品質を出力する技術を確立しました。下記はデモの標準画面です。
「Load Input Image」ボタンを押し、評価したい画像ファイルを指定します。
２）画像ファイルを指定後、「Quality Estimation by CNN」ボタンを押すと、本アルゴリズムにより出力した画像品質値を出力します。なお、「Quality Estimation by Human Oservers」をクリックすると、デモ用に人間が実際に主観評価した値が出力されます。
下記は高品質画像のケースです。
下記は低品質画像のケースです。
【技術ノウハウの強み（新規性、優位性、有用性）】
本研究室で開発した雑音低減・除去技術の利点は以下の通りです。
１）人間の主観と同等の画像品質評価を即座に出力できます。
下記は、左から右へ、画像を劣化させた際の出力値です（最高が9点で、品質が劣化するとともに点数が下がります）。MOSが人間の主観値、Proposedが本アルゴリズムの出力値です。ほぼ同じ数値が出力されています。
また、画像品質の劣化リスト（24種類）を作成し、どの劣化リストに該当するかも識別することができます。例えば、ノイズが乗っているか、量子化した際の劣化か、ボケか、圧縮か、などの劣化要因を識別できます。
画像などの品質評価で最も知られている手法としてはPSNRがあり、他にも手法があります。下記は、PSNRなどの評価指標に対し、PLCC、SROCCという人間の主観値とどの程度整合性があるかを示した図です。1に近いほど整合性が高いといえます。
PSNRではPLCC、SROCCはいずれも0.639ですが、本手法（Proposed）ではPLCCは0.981、SROCCは0.977と、人間の主観値と非常に近い値が出力されています。
【連携企業のイメージ】
例えば下記の企業等と連携可能です。
【技術・ノウハウの活用シーン（イメージ）】
【技術・ノウハウの活用の流れ】
【専門用語の解説】