(57)【要約】【課題】ものの見え方をシミュレーション可能な視覚シミュレーション装置を提供する。【解決手段】視覚シミュレーション装置１は、視覚オブジェクトを見た被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベース１０と、被験者のうち視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定部２０と、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する対象者用の補正パラメータを脳波データベース１０から抽出する補正パラメータ抽出部３０と、オリジナル画像を対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換部４０と、視覚野画像と補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成部５０と、補正視覚野画像から対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換部６０と、自然画像を表示する表示部７０と、を備える。【選択図】図１
2019088383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚オブジェクトを見た被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベースと、
前記被験者のうち視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定部と、
視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する前記対象者用の補正パラメータを前記脳波データベースから抽出する補正パラメータ抽出部と、
前記オリジナル画像を前記対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換部と、
前記視覚野画像と前記補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成部と、
前記補正視覚野画像から前記対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換部と、
前記自然画像を表示する表示部と、
を備える視覚シミュレーション装置。
【請求項２】
前記脳波データベースは視機能毎に作成され、
前記補正画像生成部は、前記オリジナル画像から変換された前記視覚野画像に対して前記視機能毎の補正パラメータを重畳して前記補正視覚野画像を生成する請求項１に記載の視覚シミュレーション装置。
【請求項３】
前記補正パラメータは、複数の前記被験者の前記定常性視覚誘発電位信号の振幅変化を、前記複数の被験者のうちの予め設定されたグループの前記振幅変化の平均値に基づいて正規化して作成されている請求項１又は２に記載の視覚シミュレーション装置。
【請求項４】
視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定ステップと、
視覚オブジェクトを見た少なくとも前記対象者を含む被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベースから、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する前記対象者用の補正パラメータを抽出する補正パラメータ抽出ステップと、
前記オリジナル画像を前記対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換ステップと、
前記視覚野画像と前記補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成ステップと、
前記補正視覚野画像から前記対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換ステップと、
前記自然画像を表示する表示ステップと、
を備える視覚シミュレーション方法。
【請求項５】
視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定機能と、
視覚オブジェクトを見た少なくとも前記対象者を含む被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベースから、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する前記対象者用の補正パラメータを抽出する補正パラメータ抽出機能と、
前記オリジナル画像を前記対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換機能と、
前記視覚野画像と前記補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成機能と、
前記補正視覚野画像から前記対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換機能と、
前記自然画像を表示する表示機能と、
を備える視覚シミュレーション装置のためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚シミュレーション画像を作成する視覚シミュレーション装置、視覚シミュレーション画像を作成する視覚シミュレーション方法、及び視覚シミュレーション画像を作成する視覚シミュレーション装置のためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人が有する視機能（視力、色覚、明度感覚、コントラスト感度、視野等）は、人夫々、固有のものであり、他の人と全く同じであることは稀である。これは、視機能は遺伝的要因及び後天的要因（加齢、疾病、事故等）の双方の影響を受けるからである。例えば、日本では男性人口の約５％、女性人口の０．２％が先天的色覚異常者であると言われている。先天的色覚異常者にあっては、日常で赤色と緑色との弁別を行うことが困難となっている。また、加齢性白内障に罹患することで、ものの見え方が悪化することがあり、白内障の罹患者は年齢にしたがって増加することが知られている。このように人のものの見え方は千差万別であり、たとえば交通信号や標識であっても人夫々に見え方が異なり、人によっては色を弁別し難いことがある。そこで、これまでに神経生理学研究や視覚心理学研究に基づいて、人の視覚（ものの見え方）をシミュレーションする技術が検討されてきた（例えば特許文献１−３、及び非特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、色覚障害者が識別し易く、健常者に違和感を与えないカラー・ユニバーサルな色彩デザインを実現する技術について開示されている。特許文献２には、視覚状態を疑似体験するための視覚疑似体験装置について開示されている。特許文献３には、色覚異常者の色覚をシミュレーションして表示するのに用いられる画像信号処理装置について開示されている。非特許文献１には、２色覚者の色の見え方をシミュレーションする画像変換技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４０５０８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３３７３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／０３９８１１号パンフレット
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｂｒｅｔｔｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，「Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｌｏｒ  ａｐｐｅａｒａｎｃｅ  ｆｏｒ  ｄｉｓｃｈｒｏｍａｔｓ」，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ａ，Ｖｏｌ．１４，２６４７−２６５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、人が有する視機能には、例えば視力、色覚、明度感覚、コントラスト感度、視野等のように複数種にわたって分類される。しかしながら、特許文献１−３に記載の技術、及び非特許文献１に記載の技術は、シミュレーションできる視機能が限定され、また、人夫々の視機能をシミュレーションすることまで想定されていない。
【０００７】
そこで、人夫々の視機能をシミュレーションすることが可能な技術が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る視覚シミュレーション装置の特徴構成は、視覚オブジェクトを見た被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベースと、前記被験者のうち視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定部と、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する前記対象者用の補正パラメータを前記脳波データベースから抽出する補正パラメータ抽出部と、前記オリジナル画像を前記対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換部と、前記視覚野画像と前記補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成部と、前記補正視覚野画像から前記対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換部と、前記自然画像を表示する表示部と、を備えている点にある。
【０００９】
このような特徴構成とすれば、対象者のものの見え方を脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいてシミュレーションし、対象者以外の人に対象者のものの見え方を示すことができる。また、脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号は、被験者の主観が入っているが、客観的にシミュレーションすることができる。このように、本視覚シミュレーション装置によれば、人夫々についての視機能をシミュレーションすることができ、対象とする人にとって見易いデザイン設計を支援することが可能となる。
【００１０】
また、前記脳波データベースは視機能毎に作成され、前記補正画像生成部は、前記オリジナル画像から変換された前記視覚野画像に対して前記視機能毎の補正パラメータを重畳して前記補正視覚野画像を生成すると好適である。
【００１１】
人は先天的理由及び後天的理由に伴い、人夫々、ものの見え方が異なっていることが多い。これは、視機能毎に先天的理由及び後天的理由による影響が異なるからである。そこで、本構成によれば、オリジナル画像を補正する際に、視機能毎の補正パラメータを重畳して補正視覚野画像を生成することにより、対象者設定部により設定された対象者に適した補正視覚野画像を生成することが可能となる。
【００１２】
また、前記補正パラメータは、複数の前記被験者の前記定常性視覚誘発電位信号の振幅変化を、前記複数の被験者のうちの予め設定されたグループの前記振幅変化の平均値に基づいて正規化して作成されていると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、個人だけでなく、集団に対するものの見え方をシミュレーションすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る視覚シミュレーション方法の特徴構成は、視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定ステップと、視覚オブジェクトを見た少なくとも前記対象者を含む被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベースから、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する前記対象者用の補正パラメータを抽出する補正パラメータ抽出ステップと、前記オリジナル画像を前記対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換ステップと、前記視覚野画像と前記補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成ステップと、前記補正視覚野画像から前記対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換ステップと、前記自然画像を表示する表示ステップと、を備えている点にある。
【００１５】
このような視覚シミュレーション方法であっても、上述した視覚シミュレーション装置と実質的に差異はなく、視覚シミュレーション装置と同様の効果を奏することが可能である。
【００１６】
また、本発明に係る視覚シミュレーション装置のためのプログラムの特徴構成は、視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定機能と、視覚オブジェクトを見た少なくとも前記対象者を含む被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベースから、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する前記対象者用の補正パラメータを抽出する補正パラメータ抽出機能と、前記オリジナル画像を前記対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換機能と、前記視覚野画像と前記補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成機能と、前記補正視覚野画像から前記対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換機能と、前記自然画像を表示する表示機能と、を備えている点にある。
【００１７】
また、このよう視覚シミュレーション装置のためのプログラムであっても、上述した視視覚シミュレーション装置と同様の効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】視覚シミュレーション装置に構成を示すブロック図である。
【図２】視覚オブジェクトを示す図である。
【図３】取得された電気信号の一例を示す図である。
【図４】定常性視覚誘発電位を示す図である。
【図５】脳波データベースの一例を示す図である。
【図６】脳波データベースの一例を示す図である。
【図７】色覚補正用の画像補正マトリクスの一例である。
【図８】シミュレーション結果を示す図である。
【図９】シミュレーション結果を示す図である。
【図１０】色覚補正用の画像補正マトリクスの一例である。
【図１１】若年者用の自然画像及び老年者用の自然画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る視覚シミュレーション装置は、人夫々のものの見え方をシミュレーションする機能を備えて構成される。以下、本実施形態の視覚シミュレーション装置１について説明する。
【００２０】
図１は、視覚シミュレーション装置１の構成を模式的に示した図である。図１に示されるように、視覚シミュレーション装置１は、脳波データベース１０、対象者設定部２０、補正パラメータ抽出部３０、画像変換部４０、補正画像生成部５０、自然画像変換部６０、表示部７０の各機能部を備えて構成され、これらの機能部は上述したシミュレーションに係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００２１】
脳波データベース１０は、視覚オブジェクトを見た被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成される。視覚オブジェクトとは、被験者の視機能を評価するために当該被験者に見せる画像である。視機能とは、例えば色覚、視力、コントラスト感度、明度感覚をいう。視機能を評価するのに用いられる視覚オブジェクトは、視機能の評価項目に応じて設定されている。評価項目とは、色覚評価、視力評価、コントラスト感度評価、明度感覚評価である。
【００２２】
例えば色覚評価に用いられる視覚オブジェクトは、図２に示されるように、第１表示と第２表示とからなる。色覚評価に用いられる第１表示及び第２表示は互いに異なるパターンで構成される。第１表示は、灰色基調の第１パターンと、当該第１パターンとは異なる灰色基調の第２パターンとを表示画面に繰り返し表示する表示である。第１パターン及び第２パターンは、大きさが見かけで１０度となるように設定され、形状はモザイクパッチ構造を有する円形で設定される。モザイクパッチ構造とは、円形状のパッチを複数配置して、一つの円形状を構成した構造である。各パッチの大きさは見かけで０．２度〜０．５度の範囲内でランダムに設定され、配置は互いのパッチが重ならないようにランダムに決定される。各パッチには、２０ｃｄ／ｍ２〜６０ｃｄ／ｍ２までの範囲に収まる輝度ノイズが加えられる。
【００２３】
灰色基調とは、灰色（Ｇｒａｙ）を基準として作成された色をいう。したがって、色名称をＲＧＢ値で示した場合に（１２８,１２８，１２８）に限らず、例えば（２２０，２２０，２２０）や、（２１１，２１１，２１１）や、（１９２，１９２，１９２）や、（１６９，１６９，１６９）や、（１２８，１２８，１２８）や、（１０５，１０５，１０５）等の色を用いて作成することも可能であることを意味する。
【００２４】
また、第１表示の夫々の色の輝度は所定の範囲内で変化させて彩色され、例えば、パッチ毎に、基本色である（１８６,１８６，１８６）で規定される灰色から−２２．５、−１５、−７．５、７．５、１５、２２．５ｃｄ／ｍ２の内のいずれかの輝度逸脱が生じるように、明度の調整が行われる。どのパッチに輝度逸脱を行うかは、ランダムで決定される。
【００２５】
第２表示は、有彩色の第３パターンと第３パターンの有彩色とは異なる有彩色の第４パターンとを表示画面に繰り返し表示する表示である。有彩色とは、白色と黒色とを階調表示した際に表示される色以外の色である。本実施形態では、第２表示として２つの表示が利用される。一方の第２表示は、第３パターンの有彩色として赤色（Ｒｅｄ）が用いられ、第４パターンの有彩色として緑色（Ｇｒｅｅｎ）が用いられる。他方の第２表示は、第３パターンの有彩色として青色（Ｂｌｕｅ）が用いられ、第４パターンの有彩色として黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）が用いられる。なお、有彩色の赤色（Ｒｅｄ）と緑色（Ｇｒｅｅｎ）は、共に色覚のＬ−Ｍ軸上の色であり、先天的赤−緑色覚異常者では弁別が困難な対である。有彩色の青色（Ｂｌｕｅ）と黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）は、共に色覚のＳ−（Ｌ＋Ｍ）軸上の色であり、先天的青−黄色覚異常者では弁別が困難な対である。以下では、これらを区別する時には、赤色と緑色とが用いられる第２表示を「Ｒ−Ｇ系第２表示」として示し、青色と黄色とが用いられる第２表示を「Ｂ−Ｙ系第２表示」として示す。
【００２６】
このような第２表示における第３パターン及び第４パターンも、第１表示における第１パターン及び第２パターンと同様に、大きさが見かけで１０度となるように設定され、形状はモザイクパッチ構造を有する円形で設定される。各パッチの大きさは見かけで０．２度〜０．５度の範囲内でランダムに設定され、配置は互いのパッチが重ならないようにランダムに決定される。
【００２７】
また、第１表示と同様に、第２表示の夫々の色の輝度も所定の範囲内で変化させて彩色され、例えば、パッチ毎に、夫々のパターンの基本色（赤色、緑色、青色、黄色）から−２２．５、−１５、−７．５、７．５、１５、２２．５ｃｄ／ｍ２の内のいずれかの輝度逸脱が生じるように、明度の調整が行われる。どのパッチに輝度逸脱を行うかは、ランダムで決定される。このような視覚オブジェクト（第１表示及び第２表示）は、下地（背景）を同じ色に統一（例えば灰色に設定）すると好適である。
【００２８】
このような視覚オブジェクトは予め設定された表示形態で（所定の点滅周期（明滅周波数）で点滅させて）表示画面に表示され、この表示画面を見た被験者の脳波が、当該被験者の頭部に付設した検出電極により電気信号として取得される。検出電極は、被験者の後頭部における大脳視覚野の位置に相当する４箇所（国際１０−２０法によるＰＯＺ、ＯＺ、Ｏ１、Ｏ２）に付設される。視覚野とは、大脳皮質のうちで視覚に直接関係のある部分であり、後頭葉にある。検出電極は、被験者が第１表示及び第２表示を見た際に視覚野から発せられる脳波を検出し易いように、後頭部に付設される。また、この時、被験者の耳朶にＧＮＤ電極とＲＥＦ電極も付設される。
【００２９】
ここで、脳波信号は信号の大きさが数μＶレベルである。そこで、信号処理を行い易くするために、取得された脳波信号は生体アンプを用いて信号増幅される。増幅後の脳波信号は、所定のサンプリング周波数でアナログ−デジタル変換して記録される。このような脳波信号の取得及び処理は、上述した視覚オブジェクトの表示と同期して行われる。このような視覚オブジェクトを被験者に見せ、その時の被験者の脳波信号を取得する方法については、例えば特願２０１５−２４７１９９号に開示されるように、公知であるので説明は省略する。
【００３０】
図３には、上述した脳波信号に基づく電気信号の一例が示される。図３に示される電気信号は周波数解析（例えばフーリエ変換）が行われ、図４に示されるような平均周波数−パワースペクトル密度波形が取得される。横軸は脳波信号の周波数、縦軸はパワースペクトル密度（PSD：Power spectral density）である。図４に示されるような信号が、上述した定常性視覚誘発電位（SSVEP： Steady State Visual Evoked Potential）信号と称される。ここで、ＳＳＶＥＰ信号は、図４に示されるように、第１表示、Ｒ−Ｇ系第２表示、Ｂ−Ｙ系第２表示の夫々について取得される。ここで、ＳＳＶＥＰの基底ハーモニクス周波数成分（第１表示及び第２表示の明滅周波数と等しい周波数に現れる１Ｆ成分）と第ｎ次（ただしｎ≧３）ハーモニクス成分（４Ｆ成分、６Ｆ成分）とは、多くの場合２Ｆ成分よりも振幅が小さく、且つ、表示画面における表示を変更しても大きな変化は現れないため、例えば、ＳＳＶＥＰの第２次ハーモニクス周波数成分（視覚オブジェクトの明滅周波数の２倍にあたる周波数に現れる成分（２Ｆ成分））の振幅に基づいて判定すると好適である。
【００３１】
このようなＳＳＶＥＰ信号を複数の被験者から取得し、Ｒ−Ｇ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ信号の振幅変化及びＢ−Ｙ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ信号の振幅変化を、ＳＳＶＥＰ応答としてデータベース化したものが図５及び図６に示される。図５は、複数の被験者を年齢別（若年者及び老年者）に分類したものであり、図６は、複数の被験者を色覚能力別（色覚正常者、眼病罹患者、先天的色覚異常者）で分類したものである。図５及び図６では、縦軸をＢ−Ｙ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答とし、横軸をＲ−Ｇ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答としている。なお、若年者は２０−５０歳の被験者であり、老年者は５１歳以上の被験者である。図５は若年者のＳＳＶＥＰ信号の振幅変化の平均値を基準値（１．０）として正規化したものであり、図６は色覚正常者のＳＳＶＥＰ信号の振幅変化の平均値を基準値（１．０）として正規化したものである。縦軸及び横軸共に、値が大きい程、視覚オブジェクトの色変化に対するＳＳＶＥＰ応答が大きかった（ＳＳＶＥＰ信号の振幅変化が大きく、被験者が色変化をはっきりと知覚していた）ことを表している。
【００３２】
このような図５及び図６に示されるＢ−Ｙ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答とＲ−Ｇ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答との関係が、上述した脳波データベース１０に予め記憶される。
【００３３】
図１に戻り、対象者設定部２０は、被験者のうち視覚シミュレーションを行う対象者を設定する。被験者とは、上述した脳波データベース１０に、Ｂ−Ｙ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答とＲ−Ｇ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答との関係を記憶するために、視覚オブジェクトが呈示された人である。視覚シミュレーションとは、ものの見え方のシミュレーションである。被験者が１名である場合には、視覚シミュレーションを行う対象者は当該被験者となり、対象者設定部２０により設定される。一方、被験者が複数である場合には、複数の被験者の中から視覚シミュレーションを行う対象者が選択され、対象者設定部２０により設定される。対象者設定部２０による対象者の設定は、ユーザの入力により行われる。
【００３４】
このような視覚シミュレーションを行う対象者を設定するステップは、視覚シミュレーション方法における対象者設定ステップと称される。対象者設定部２０により設定された対象者は、対象者を示す対象者情報として後述する補正パラメータ抽出部３０に伝達される。
【００３５】
補正パラメータ抽出部３０は、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する対象者用の補正パラメータを脳波データベース１０から抽出する。視覚シミュレーション対象のオリジナル画像とは、人がどのように見えるかをシミュレーションするのに用いられる画像である。このオリジナル画像は、静止画であっても動画であっても良い。また、オリジナル画像は、例えばパソコンや、デジタルカメラや、カーナビゲーションシステム等で扱われるデジタル画像であっても、例えば絵画そのものや、フィルム式カメラで撮影した写真のようなアナログ画像であっても良い。対象者用の補正パラメータとは、図５及び図６の横軸及び縦軸で示される数値が相当する。すなわち、脳波データベース１０における被験者のＳＳＶＥＰ応答を示した点のうち、対象者設定部２０により設定された対象者のＳＳＶＥＰ応答を示した点の座標を構成する数値が相当する。以上のように、補正パラメータは、複数の被験者のＳＳＶＥＰ信号の振幅変化を、複数の被験者のうちの予め設定されたグループ（図５にあっては年齢別に分類されたグループ、図６にあっては被験者を色覚能力別に分類されたグループ）の振幅変化の平均値に基づいて正規化して作成されている。
【００３６】
このような視覚オブジェクトを見た少なくとも対象者を含む被験者の脳波信号から取得されたＳＳＶＥＰ信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベース１０から、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する対象者用の補正パラメータを抽出するステップは、視覚シミュレーション方法における補正パラメータ抽出ステップと称される。補正パラメータ抽出部３０により抽出された補正パラメータは、後述する補正画像生成部５０に伝達される。
【００３７】
画像変換部４０は、オリジナル画像を対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する。オリジナル画像とは、上述したように人がどのように見えるかをシミュレーションするのに用いられる画像であり、画像変換部４０に入力される。一次視覚野とは、上述した視覚野を構成する脳の機能部である。一次視覚野で捉えられる画像とは、一次視覚野で知覚される視覚情報の総体である。このような一次視覚野で捉えられる画像は、人の網膜で捉えられる画像とは異なっていることが、研究者により公知とされている。更に、このような人の網膜で捉えられている画像を一次視覚野で捉えられる画像に変換する方法も先行研究により公知とされている。
【００３８】
例えばオリジナル画像を表示装置のディスプレイに表示する場合には、一般的に知覚的に自然なものとなるようにガンマ補正（ｓＲＧＢディスプレイでは、ガンマ値＝２．２）がされている。そこで、画像変換部４０は、ディスプレイ表示用に補正されたＲＧＢ値を、リニアＲＧＢ値に変換する。ｓＲＧＢディスプレイ表示用に補正されたＲＧＢ値を（ＲＧ，ＧＧ，ＢＧ）とし、リニアＲＧＢ値を（ＲＬ，ＧＬ，ＢＬ）とすると、ＲＧ，ＧＧ，ＢＧが０．０４０４５以下の場合には、（１）式-（３）式で変換でき、ＲＧ，ＧＧ，ＢＧが０．０４０４５より大きい場合には、（４）式-（６）式で変換できる。なお、ＲＧ，ＧＧ，ＢＧは、オリジナル画像の画素毎のＲＧＢの値である。
【００３９】
【数１】
2019088383.tif 000003
【００４０】
【数２】
2019088383.tif 000004
【００４１】
ディスプレイの白色点をＤ６５と設定した時、リニアＲＧＢ値は（７）式によりＸＹＺ色空間の値に変換できる。
【００４２】
【数３】
2019088383.tif 000005
【００４３】
更に、ＸＹＺ色空間の値からＬＭＳ空間の値に変換する。この変換は、例えば（８）式により行うことが可能である。
【００４４】
【数４】
2019088383.tif 000006
【００４５】
更に、ＬＭＳ空間の値からＤＫＬ空間の値に変換する。背景色を（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（１８６，１８６，１８６）、すなわち（Ｌ０，Ｍ０，Ｓ０）＝（０．５０７８，０．４３３４，０．３０２５）と設定した時、この変換は（９）式により行うことが行うことが可能である。
【００４６】
【数５】
2019088383.tif 000007
【００４７】
画像変換部４０は、このようにしてオリジナル画像を、対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する。このようなオリジナル画像を対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換するステップは、視覚シミュレーション方法における画像変換ステップと称される。画像変換部４０により変換された視覚野画像に関するデータは、後述する補正画像生成部５０に伝達される。
【００４８】
補正画像生成部５０は、視覚野画像と補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する。視覚野画像とは、画像変換部４０によりオリジナル画像から変換された画像であり、補正画像生成部５０には、視覚野画像のデータが伝達される。補正パラメータは、補正パラメータ抽出部３０により抽出された補正パラメータである。
【００４９】
補正画像生成部５０は、補正パラメータにしたがって視覚野画像の補正を行う。この補正は、ＤＫＬ空間内において、（１０）式により行われる。
【００５０】
【数６】
2019088383.tif 000008
【００５１】
(１０)式におけるＭが画像補正マトリクスと称され、補正パラメータから構成される。補正パラメータは、人毎に、更には視機能毎に異なる。したがって、画像補正マトリクスＭも都度、変わり得る。
【００５２】
図７には、画像補正マトリクスＭの一例が示される。図７におけるＡの画像補正マトリクスＭは、図５における被験者Ａ（被験者Ａが対象者となった場合）の画像補正マトリクスＭが示される。同様に、図７におけるＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの画像補正マトリクスＭは、夫々図５における被験者Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの画像補正マトリクスＭが示される。図７の各画像補正マトリクスＭにおけるｍ１１は、輝度の補正値を示し、１．００は輝度補正を行わないことを示している。また、図７の各画像補正マトリクスＭにおけるｍ２２は、Ｒ−Ｇ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答に基づく補正値を示し、各画像補正マトリクスＭにおけるｍ３３は、Ｂ−Ｙ系第２表示に対するＳＳＶＥＰ応答に基づく補正値を示している。
【００５３】
なお、本実施形態では脳波データベース１０は色覚に関するＳＳＶＥＰ応答を例に挙げて説明しているが、脳波データベース１０を視機能毎に作成している場合には、補正画像生成部５０は、オリジナル画像から変換された視覚野画像に対して視機能毎の補正パラメータを重畳して補正視覚野画像を生成すると良い。
【００５４】
補正画像生成部５０は、このようにして視覚野画像を補正する。このような視覚野画像と補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成するステップは、視覚シミュレーション方法における補正画像生成ステップと称される。補正画像生成部５０により生成された補正視覚野画像に関するデータは、後述する自然画像変換部６０に伝達される。
【００５５】
自然画像変換部６０は、補正視覚野画像から対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する。自然画像変換部６０には、上述したように、補正画像生成部５０から補正視覚野画像に関するデータが伝達される。対象者の網膜で捉えられる自然画像とは、人の網膜で認識されている画像を意味する。
【００５６】
自然画像変換部６０は、まず、補正視覚野画像の各画素の色座標を、ＤＫＬ空間からＬＭＳ空間に変換する。この変換は、（１１）式を用いて行われる。なお、ここでは（９）式で設定した背景色を共通に用いている。また、（１１）式の３×３行列は、（９）式の３×３行列の逆行列に相当する。
【００５７】
【数７】
2019088383.tif 000009
【００５８】
次に、各画素の色座標を、ＬＭＳ空間からＸＹＺ空間へ変換する。この変換は、（１２）式を用いて行われる。（１２）式の３×３行列は、（８）式の３×３行列の逆行列に相当する。
【００５９】
【数８】
2019088383.tif 000010
【００６０】
更に、各画素の色座標を、ＸＹＺ空間からｓＲＧＢ空間へ変換する。この変換は、まず、ＸＹＺ空間からｓＲＧＢ空間のリニアＲＧＢ値を、（１３）式を用いて算出する。ここでは、（７）式と同様に、ディスプレイの白色点はＤ６５として設定している。
【００６１】
【数９】
2019088383.tif 000011
【００６２】
続いて、リニアＲＧＢ値を、ディスプレイ表示用にガンマ補正を施す。Ｒ’Ｌ，Ｇ’Ｌ，Ｂ’Ｌが０．００３１３０８以下の場合には、（１４）式-（１６）式を用いて行い、Ｒ’Ｌ，Ｇ’Ｌ，Ｂ’Ｌが０．００３１３０８より大きい場合には、（１７）式-（１９）式を用いて行われる。
【００６３】
【数１０】
2019088383.tif 000012
【００６４】
【数１１】
2019088383.tif 000013
【００６５】
自然画像変換部６０は、このようにして補正視覚野画像を自然画像に変換する。このような補正視覚野画像から対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換するステップは、視覚シミュレーション方法における自然画像変換ステップと称される。自然画像変換部６０による自然画像に関するデータは、後述する表示部７０に伝達される。
【００６６】
表示部７０は、自然画像を表示する。すなわち、表示部７０は、ディスプレイを有して構成され、このディスプレイに自然画像変換部６０により変換された自然画像が表示される。この時、表示される自然画像が、視覚シミュレーションを行う対象となった対象者が網膜で見えている画像にあたる。このような画像を他の人が見ることにより、当該対象者が見えている画像を把握することが可能となる。
【００６７】
図８には、所謂ｘｙ色度図をオリジナル画像とした場合における、上述した図５で示した対象者Ａ−Ｆまでの夫々の人の視覚シミュレーション結果が示される。図８に示されるように、赤−緑色変化及び青−黄色変化に対して、若年者の平均よりも大きい、若しくはほぼ等しいＳＳＶＥＰ応答であった対象者Ａ及び対象者Ｂでは、その程度に応じて、色味が強調されたものとなった。また、赤−緑色変化及び青−黄色変化に対して、若年者の平均よりも小さいＳＳＶＥＰ応答であった対象者Ｃ−Ｆでは、その程度に応じて、色味が弱められたものとなった。特に、２型２色覚者である対象者Ｄでは、赤色成分と緑色成分とが欠落したものとなった。
【００６８】
また、図９にはｘｙ色度図をオリジナル画像とした場合における、図５で示される若年者の平均Ｇ、図５で示される老年者の平均Ｈ、図６で示される色覚正常者の平均Ｉ、図６で示される先天的色覚異常者（先天的赤−緑色覚異常者）の平均Ｊ、図６で示される眼病罹患者の平均Ｋの人の視覚シミュレーション結果が示される。図９に示されるように、若年者群より、赤−緑色変化及び青−黄色変化に対するＳＳＶＥＰ応答が小さかった老年者群では、それに応じて色味が低減されたものとなった。また、色覚正常者群よりも、青−黄色変化に対して小さいＳＳＶＥＰ応答であった先天的赤−緑色覚異常者群では、赤色成分と緑色成分とが著しく弱められたものとなった。また、眼病罹患者群では、赤−緑色変化及び青−黄色変化に対するＳＳＶＥＰ応答が小さかったため、全体的に弱い色味のものとなった。なお、図１０には、図９のシミュレーション結果を得る際に用いられた画像補正マトリクスＭが示される。
【００６９】
表示部７０は、このようなシミュレーション結果を表示する。このような自然画像を表示するステップは、視覚シミュレーション方法における表示ステップと称される。
【００７０】
このように本視覚シミュレーション装置１によれば、夫々の人のものの見え方をシミュレーションし、このシミュレーション結果により夫々の人がどのように見えているかを把握することが可能となる。
【００７１】
図１１には、より具体的な画像を用いて視覚シミュレーションを行った若年者と老年者とのシミュレーション結果を比較したものである。図１１の（ａ）はＷＥＢページであり、（ｂ）はカーナビゲーションシステムの画面であり、（ｃ）は自動車の運転席からの視界を示したものである。全体的に、老年者の見え方は、若年者よりも色味が減退したものとなっている。両者の比較から、若年者では有効に機能している表示物が、老年者では視認困難となっていることが理解される。具体的には、例えば、図１１の（ｂ）の走行車線の表示部分（例えば符号Ｔで示した部分）、（ｃ）の木を背景としている標識（例えば符号Ｕで示した部分）等が、若年者よりも老年者の方が視認困難となっている。加齢により、視機能が減退し、ものの見え方が悪化することは避けることができないが、ものの見え方の違いを踏まえた上で、商品の視認性／ユーザビリティを夫々に対応させることにより視認し易くすることが可能となる。そこで、このような視認し易い表示がどのようなものかをシミュレーションするのに、本視覚シミュレーション装置１を用いると好適である。これにより、表示物を見る対象者にあった色彩を選択して表示物を作成し、対象者の見落としを防止することが可能となる。
【００７２】
また、本視覚シミュレーション装置１によれば、上述した視覚シミュレーション結果を用いて、例えば製品の対象とする人にとって見え易いデザインを把握することができる。したがって、商品開発毎に人を集めて視認性調査をすることなく、視覚シミュレーション結果からデザイン設計の妥当性を知ることが可能となる。具体的には、視覚シミュレーション結果は、公共の場所において社会を構成する全ての人に向けて重要情報を呈示しようとする商品（例えば、交通信号、交通標識、情報掲示板、案内地図等のユニバーサルデザイン製品）や、利用者の特徴に偏りがある商品（例えば、病院内の設備、高齢者介護施設内の設備、介護商品等のローカライズドデザイン製品）、個人の好みに合った商品（例えば、ナビゲーションシステム、自動車のダッシュボード、ウェブページ等のパーソナライズドデザイン製品）、視機能検査において利用される商品（例えば、視機能検査装置等の医療機器）のデザイン設計に利用することが可能である。
【００７３】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、補正パラメータは、複数の被験者のＳＳＶＥＰ信号の振幅変化を、複数の被験者のうちの予め設定されたグループの振幅変化の平均値に基づいて正規化して作成されているとして説明したが、補正パラメータは上記のように正規化することなく、例えばテーブルやマップで作成しても良い。
【００７４】
上記実施形態では、視覚シミュレーション装置１及び視覚シミュレーション方法について説明したが、視覚シミュレーション装置１のためのプログラムとして構成することも可能である。
【００７５】
係る場合、視覚シミュレーション装置１のためのプログラムは、視覚シミュレーションを行う対象者を設定する対象者設定機能と、視覚オブジェクトを見た少なくとも対象者を含む被験者の脳波信号から取得された定常性視覚誘発電位信号の振幅変化に基づいて作成された脳波データベース１０から、視覚シミュレーション対象のオリジナル画像を補正する対象者用の補正パラメータを抽出する補正パラメータ抽出機能と、オリジナル画像を対象者の一次視覚野で捉えられる画像である視覚野画像に変換する画像変換機能と、視覚野画像と補正パラメータとに基づいて補正視覚野画像を生成する補正画像生成機能と、補正視覚野画像から対象者の網膜で捉えられる自然画像に変換する自然画像変換機能と、自然画像を表示する表示機能と、を備えると良い。
【００７６】
このような視覚シミュレーション装置１のためのプログラムは、上記視覚シミュレーション装置１や、視覚シミュレーション方法と実質的に相違なく、当該プログラムを用いれば上述したように視覚シミュレーションを行うことが可能である。なお、このようなプログラムは、例えばＣＤやＤＶＤ等の記憶媒体に記憶しておくと良い。
【００７７】
上記実施形態では、視覚オブジェクトとして色覚評価用のものを例に挙げて説明したが、視覚オブジェクトは視力評価や、コントラスト感度評価や、明度感覚評価のものを用いることにより、夫々の評価項目に適した視覚シミュレーションを行うことも可能である。
【００７８】
上記実施形態では、補正データベースとして、年齢別に分類した例、及び色覚能力別に分類した例を挙げて説明したが、補正データベースは例えば性別、眼の病気別、色覚異常の種別、地域別（例えばアジア、アフリカ、ヨーロッパ等）、人種別に分類して構成することも可能である。
【００７９】
本発明は、視覚シミュレーション画像を作成する視覚シミュレーション装置、視覚シミュレーション画像を作成する視覚シミュレーション方法、及び視覚シミュレーション画像を作成する視覚シミュレーション装置のためのプログラムに用いることが可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１：視覚シミュレーション装置
１０：脳波データベース
２０：対象者設定部
３０：補正パラメータ抽出部
４０：画像変換部
５０：補正画像生成部
６０：自然画像変換部
７０：表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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