Unusual Daughter Birthday Card の印刷画質の分析と評価

May 04, 2023

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I.はじめに

印刷物は、テキストとテキストの複製、元の原稿、材料、機器、画像化と転写プロセス、および印刷画像を形成するためのその他の要素の総合的な効果の結果です。グラフィックスとテキストのベクトルプロパティは、ページの説明、タイポグラフィ、RIP 解釈にとって重要です。特に、最も合理的な結果を得るには、グラフィックス、テキスト、および画像の出力を異なる方法で処理する必要があります。しかし、グラフィックスやテキストのベクトル特性は、紙の表面に転写されるとベクトル特性を失うため、印刷結果には意味を持たなくなりました。したがって、印刷品質を評価する際に、オブジェクトのドットマトリクス記述とベクトル記述の特性を区別する必要はなく、印刷品質評価は印刷画質評価（以下、画質評価という）と同等と考えるのが妥当である。

人類による画質評価技術の研究と応用はとどまることを知りません。画像技術分野における画質向上活動の継続的な発展により、多くの進歩が見られました。例えば、伝統印刷、銀塩写真、カラーテレビ、デジタル印刷などの分野における画質評価技術は、物理的特性や主観的評価結果と良好な相関を示すものが多く、分野に応じた画質評価システムが開発されています。しかし、主観的な評価だけで施策を受け入れることは困難です。

カラーオフセット印刷は、現代のグラフィック印刷の主な手段です。印刷された画像の品質の評価は、長い間、お客様の視覚的かつ主観的な印象によって決定されてきました。これは非常に安定性が悪く、非常に困難な作業です。したがって、カラー印刷の画質管理を達成するための技術的プロセス手段をいかに客観的に評価し、十分に適用するかが非常に重要です。印刷物の画質評価とは、製品と原稿との相関関係を表すデータの使用を指します。特定のデータと指標を使用すると、製品の品質エラーと品質低下の許容範囲を制御して、画像再現の再現性と品質の安定性を確保できます。

印刷された画像の品質には 3 つの重要な要素があります。 (1) 画像の鮮明さ、つまり画像のエッジ濃度の変化が人間の視覚感度と一致しているかどうかは、主に画面に依存します。印刷と印刷ドット拡張。 (2) 画像のレベル、つまり視覚的に認識できる画像の濃度は、主に製版と印刷の間のコントラストの拡大と縮小によって決まります。 (3) 画像の色、つまり画像のさまざまな色の再現精度とニュートラルグレーバランスは、主に色分解機構、感材、紙、インク、その他の品質に依存します。

二、従来の印刷画質評価の主な方法

印刷された画像の品質をどのように評価するかに関係なく、最終的には画像の鮮明度、レベル、色に帰着する必要があります。評価方法には主に主観評価、客観評価、目視評価による総合評価があります。

1. 主観的評価方法

印刷画像の主観評価とは、印刷画像の品質を経験的に評価する方法です。主観的な評価方法としては、視覚的評価法と定性的指標評価法がよく用いられます。目視評価法とは、経験豊富な多数の管理者、技術者、ユーザーが同一の評価環境条件（一定の光源や照明など）で原稿や印刷物を観察し、各人の経験や感情、評価に基づいて評価する方法です。好みは、各印刷物の優、良、中、差のグレードと、各グレードの頻度の統計に従って、満場一致で良い、良い、またはその逆の賞賛を示します。定性的指標の評価方法とは、各指標の品質に影響を与える重要な要素を一定の定性的指標に基づいて列挙し、複数の経験豊富な評価者が採点する方法です。高スコアの品質は良好ですが、低スコアの品質は劣ります。

①多次元尺度法：

多次元スケーリングは、数学的統計に基づいたスケーリング手法です。サンプル間の差をペアで比較したり、サンプルの満足度を決定したりする場合、多次元尺度法を使用して、人々の評価に使用される主なパラメータを分析および特定できます。印刷品質の主要パラメータの相対的な重要性は、印刷サンプルをこの方法で評価するときに決定できます。評価により得られる値は、主観的評価と客観的評価の間、または紙の特性と内部相関を作成することができます。また、各印刷物の品質評価の信頼性や、各評価者（印刷・製紙の専門家、読者、広告担当者など）と評価チームとの評価の整合性も得ることができます。

多次元尺度法は Thorgesen によって開発され、2 つの要素間に認識された違いがある場合、その違いは幾何学的な距離によって表現できると述べています。この差が線形スケールで記録される場合、スケール上のスケール値はこの距離を示し、これを使用してサンプル間の関係を反映する複数次元の幾何学的モデルを構築できます。

多次元尺度法の重要な特徴は、評価者の主観的な心理的要因の重み付けされた状況を尺度化するために使用できることです。評価における各パラメータの関数は、期待ベクトルで表現できます。

②ペア比較方法：

印刷物の品質を判断する際には人によって主観的な特性があり、人によって結論は全く異なります。この種の客観的な不一致は、逸脱やランダム性として無視できません。評価の比較基準となる基準対象があったとしても、評価結果にばらつきが生じます。主観評価のばらつきは偏りやランダム性として無視できません。

多くの場合、比較するための基準がまったくありません。このとき、内部比較は判定対象間でのみ行うことができます。一般的な方法は 2 つあります。1 つは、判定するサンプルを特定の順序で並べる方法です。第 2 に、評価サンプルのグループ内の各サンプルが他の評価サンプルと 1 つずつ比較されます。比較に基づいてスコアが付けられ、積分に従って評価が行われます。これが一対比較法です。主観的な評価方法に属します。

一対の比較方法を実装する場合、審査員が 2 つのサンプルを同時に比較するときに、無関係な要素が比較を妨げないようにすることが重要です。比較する印刷物は、まったく同じ標準的な照明条件下にあり、背景は中間色である必要があり、比較に使用される部屋は、審査作業を中断したり審査員の邪魔をしたりすることなく、審査員が集中できるものである必要があります。比較プロセスが公平になるように、比較対象のサンプルはランダムな順序で審査員に提供される必要があります。どのような根拠に基づいて判断が下されるのかを裁判官に明確かつ簡潔に説明し、曖昧さがあってはなりません。

このような主観的な比較実験はサンプル間の比較にすぎず、比較結果は比較対象のサンプルにのみ関連します。ペア比較の結果が信頼できるかどうかは、判定者の「判断の信頼性」を調べること、つまり信頼度係数を算出して測定することで知ることができる。

2. 客観的な評価方法

①音色の再現性（レベル）の評価：

透過原稿のコントラスト範囲は非常に異なり、カラー印刷は基本的に画像の一貫した濃度範囲として再現される必要がありますが、カラー版の分離では、濃度範囲はカラー原稿の濃度範囲よりもほとんど低く、圧縮調整を行う必要があります。各階調レベルの再配分と調整は、元の原稿のレベル分布に依存する一方で、人間の視覚に関係します。その中には、視覚反応のマンセルミング価値因子と人々の視覚心理的要求の主観因子があります。オリジナル原稿のトーンレベルをコピーして調整するには、人々の視覚心理的ニーズを包括的に要約し、視覚反応の物理的値を追加し、オリジナル原稿のレベル分布を考慮してトーンレベル再現の濃度レベルを取得する必要があります印刷された画像の曲線。次に、複製と再生の過程での進化データを含めて、特定のオリジナル原稿の階調再現曲線のレベルを設計します。

印刷品質検査の観点からのみ印刷された画像の段階再現の評価。つまり、さまざまな色のインク層の印刷フィールド密度を測定します。各色のインク層のオーバープリント率を測定および計算します。印刷ドットのステップ増加を測定するか、印刷 K 値を測定して計算します。インクドットの転写品質を確認します。印刷物の原稿に対する濃度レベル再現カーブを測定し記載します。これらの客観的な技術データの測定と部門が策定した品質基準との比較を通じて、特定のカラー印刷製品の品質グレードを決定することができます。

②色再現性の評価：

色再現には3つの異なる概念があります。 1 つ目は、色再現の物理的な感覚です。各色点のスペクトル分布における再現色と元の色はまったく同じです。しかし、印刷物は視覚的に見るためのものであり、同じスペクトルの色再現を物理的な感覚で実現することは難しく、あまり必要はありません。第二に、測色という意味での再現。つまり、印刷再現画像と元の色が同じまたは類似の色、つまり、同じ色の効果を持つ異なるスペクトルを指します。これは、色再現基準の現実的で客観的な評価です。。 3番目は、色の再現の心理的感覚です。つまり、印刷再現の色は、クロミナンスでは元の原稿の色と多少の違いがあるかもしれませんが、色の効果では視覚的な心理的満足感が得られる可能性があり、ここに主観的な評価要素を追加します。

印刷材料（紙、インクなど）の色差性能特性の不足、色分解再現手段や機器の性能の不完全さ、印刷再現モード自体の色表現の欠陥により、現実的な印刷技術は完成しません。元の原稿や原風景のすべての色を忠実に復元することはできません。たとえ再現可能な部分が忠実な復元の程度に達することはできなくても、比較的近いものだけです。このため、印刷物の色再現品質を客観的に評価することが困難になります。 [次]

印刷物からオリジナルの原稿またはオリジナルのシーンの色を近似し、色差測定の結果のみを比較します。類似性と非類似性の間には、人間の色覚に対する心理的要求、すなわち心理的再現度を組み合わせることで、印刷物の色再現を総合的かつ総合的に評価することができます。

印刷された色の本来の色に近い再現度について客観的な技術的測定基準が設定されている場合、その基準には、印刷インキの色再現範囲の測定および検査、印刷のグレーバランス再現性の測定および検査、測定が含まれるべきである。印刷された色の本来の色に対する絶対的な再現精度を検査し、相対的な再現度を測定・算出します。

③ 調音再現性の評価：

カラー印刷の鮮明さは、画像再現の重要な品質指標です。画像の特別な芸術的概念に加えて、各画像には必ずレベルの一部 (被写体または背景) が明確である必要があります。印刷された画像の鮮明さの評価には 3 つの側面があります。画像層の輪郭の堅さです。画像の 2 つの隣接するレイヤーのコントラスト変化の明瞭さは、微妙なコントラストです。原稿や印刷された絵のレベルの解像度、つまり細かいレベルの細かさが客観的な風景の本質であり、いわゆるテクスチャである。

3. 目視による評価方法

人間の視覚システム (HVS) に関する長年の研究を経て、神経生理学、精神物理学、その他の側面から視覚システムの機能を理解する上で目覚ましい進歩が見られました。画質に関連する重要な特徴は次のとおりです。ウェーバー・フェヒナーの法則、つまり、知覚される刺激信号の閾値は背景の強度に比例します。変調伝達関数 (MTF) はバンドパス特性であり、最大応答は 2-5c/d の間です。領域マスキング効果、つまり、しきい値を超える背景上の信号の可視性が低下します。視覚信号の領域、周波数、方向のマルチチャネル分解能。

視覚に関連して一般的に得られる客観的歪み測定方法は、HVS の初期情報処理段階、つまり網膜から視神経、視交叉、外側膝状核を経て大脳皮質に至るまでを使用して、エラー画像を歪み画像に変換することです。このときの同じ振幅の誤差は同じ視覚的知覚を持つように「知覚領域」を設定します。最後に、適切な距離測定によって誤差が歪みスケールに合計されます。 HVS と大量損傷の種類の複雑さは、この問題の研究に多くの困難をもたらします。過去には、一部の学者は、周波数選択やマスキング特性など、比較的単純な精神的視覚実験から得られた視覚特性を使用して、品質予測のための視覚モデルを構築しました。コーディング技術とアプリケーションの継続的な開発と要求に伴い、視覚に基づく品質測定の研究も深まり、目覚ましい進歩を遂げています。

S. Kerasekera と N. Kerbery は、損傷に対する歪み対策を提案しました。この損傷はベクトル量子化や DCT コーディングでよく見られ、垂直および水平のエッジ歪みで構成されます。まず,合成テスト画像に対して主観実験を実施し,エッジ振幅,エッジ長,背景輝度,背景活性度の4つのパラメータを調整することによりエッジ損傷の視覚感度を測定し,視覚モデルを確立した。視覚感度は、通常の視覚閾値法ではなく、刺激に対する応答時間によって測定され、モデルパラメータは一定の感度ポイントを照合することによって決定されることに言及する価値があります。垂直方向のエッジエラーを予測するためのモデルは (水平方向でも同様です) です。まず、適切な帯域幅のローパスフィルターによってエラー画像からエッジ情報が抽出され、次にアクティビティと領域のマスキング効果が考慮されます。アクティビティマスキングは、エッジの周囲の N×N 正方形とウィンドウのフーリエ変換係数の重み付けされたエネルギーの合計によって決定されます。次に、HVS の非線形特性に適応するために非線形変換が実行され、最後に合計誤差が計算されます (絶対平均がとられます)。実際の自然画像のテストでは、同じ MSE を持つがブロック構造の分布が異なるいくつかの画像を設計します。モデルの予測は主観的なテストとよく一致しており、MSE が適切な歪みの尺度ではないことも示しています。

①視覚に基づく画質評価方法：

人間の視覚に対する画像劣化の影響は、人間の目の視覚細胞によって決まる人間の視覚系の感度によって決まります。さらに、人間の視覚系の感度は、画像の局所的な空間周波数にも影響されます。多くの実験結果は、ピクセルエラーの視認性に影響を与える要因は、画像全体の背景環境ではなく、エラーの周囲の局所的な地域環境であることを示しています。

上記の視覚特性に従って、画像の品質を評価するためのさまざまな HVS モデルが確立されています。最も典型的な HVS モデルを図 1 に示します。このモデルは、視覚の非線形性 (ウェーバーの法則)、視覚感度バンドパス、視覚マルチチャネル、マスキング効果という視覚の 3 つの顕著な特性をシミュレートします。

②視覚的興味に基づく画質評価方法：

画像コンテンツに基づいた符号化技術は、人々に視覚的な興味に基づいた画質評価方法の研究を促すものとなっています。視覚心理学の観点から見ると、視覚は一種のポジティブな感情行動であり、生理学的要因だけでなく、心理的要因にもかなり依存します。人は画像を観察・理解する際に、「ROI（関心領域）」と呼ばれる領域に無意識に興味を抱く傾向があります。画像全体の視覚的な品質は ROI の品質に依存することが多く、無関心領域の劣化は知覚できない場合もあります。実生活では、文化的背景や周囲の環境、感情などの影響により、同じ画像でも人々の評価には大きなズレが生じますが、画像の中で気になる部分には共通の特徴があり、多くのことを伝えることに集中しています。画像全体で表現すべき客観的な情報。

視覚的興味に基づく測定法は画質評価に新たな道を切り開くものですが、現時点ではまだ研究の初期段階にあり、さらに検討すべき課題も多くあります。たとえば、画像内の関心領域を決定する方法。テスト画像に複数の関心領域が含まれている場合、これらの領域の関心の重みを決定する方法など。

Ⅲ．結論

画質を正しく評価することは、画像情報工学全体の発展にとって非常に重要です。マルチメディア情報技術の急速な発展に伴い、画質評価の研究は今後ますます注目されると考えられます。

従来のフュージョン画質の評価方法には、主観的な評価方法が煩雑で再現できない、客観的な評価結果が実際の画質と一致しない、あるいは矛盾する、既存の評価が反映されないなどの欠点がありました。これらの方法は主に相関の強い画像融合評価に適していますが、エンターテイメント写真の分野での融合画像評価には適していません。したがって、フュージョン画像測定法にHVS機能を導入し、従来の客観的評価法と主観的評価法を有機的に組み合わせることが、この問題を解決する有効な手段であり、これがフュージョン画像品質評価の発展方向でもある。