(57)【要約】【課題】年代間色覚変換などの色覚変換処理を正確に行い、その結果を印刷できる色覚変換処理装置装置および色覚変換処理方法を提供する。【解決手段】第１の過程において記憶されている係数を用いて、入力された画像に含まれる画素の画素値を基に当該画素の輝度値を求め、第２の過程において、第１の過程で求められた輝度値と記憶されている変換輝度比とを用いて画素輝度の減衰率を求め、第３の過程において、輝度値と減衰率とを基に減衰した輝度値を求める。そして、第４の過程において減衰した輝度値を基に当該画素の変換後の印刷用画素値を求め、第５の過程において前記画像を印刷用画素値を用いて印刷する。【選択図】      図８
2004199584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶されている係数を用いて、入力された画像に含まれる画素の画素値を基に当該画素の輝度値を求める第１の過程と、
第１の過程において求められた輝度値と記憶されている変換輝度比とを用いて画素輝度の減衰率を求める第２の過程と、
前記輝度値と前記減衰率とを基に減衰した輝度値を求める第３の過程と、
この減衰した輝度値を基に当該画素の変換後の印刷用画素値を求める第４の過程と、
前記画像を前記印刷用画素値を用いて印刷する第５の過程と
を有することを特徴とする色覚変換処理方法。
【請求項２】
前記第１の過程においては、前記画素の各原色の画素値を基に各原色の輝度値を求めるものであり、
前記第２の過程においては、各原色に共通な前記減衰率を求めるものであり、
前記第３の過程においては、各原色の輝度値と前記減衰率とを基に、各原色の減衰した輝度値を求めるものであり、
前記第４の過程においては、各原色の前記減衰した輝度値を基に画素の各原色の変換後の印刷用画素値を求めるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の色覚変換処理方法。
【請求項３】
前記第１の過程において前記画素値を基に前記輝度値を求めた演算の逆演算を用いて、前記第４の過程において前記減衰した輝度値を基に前記変換後の印刷用画素値を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の色覚変換処理方法。
【請求項４】
前記第１の過程においては、前記画素値に関する関数を用いて前記輝度値を求めることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の色覚変換方法。
【請求項５】
記憶されている係数を用いて、入力された画像に含まれる画素の画素値を基に当該画素の輝度値を求める第１処理手段と、
前記第１処理手段によって求められた輝度値と記憶されている変換輝度比とを用いて画素輝度の減衰率を求める第２処理手段と、
前記輝度値と前記減衰率とを基に減衰した輝度値を求める第３処理手段と、
この減衰した輝度値を基に当該画素の変換後の印刷用画素値を求める第４処理手段と、
前記画像を前記印刷用画素値を用いて印刷する第５処理手段と
を具備することを特徴とする色覚変換処理装置。
【請求項６】
前記第１処理手段は、前記画素の各原色の画素値を基に各原色の輝度値を求めるものであり、
前記第２処理手段は、各原色に共通な前記減衰率を求めるものであり、
前記第３処理手段は、各原色の輝度値と前記減衰率とを基に、各原色の減衰した輝度値を求めるものであり、
前記第４処理手段は、各原色の前記減衰した輝度値を基に画素の各原色の変換後の印刷用画素値を求めるものである
ことを特徴とする請求項５に記載の色覚変換処理装置。
【請求項７】
前記第４処理手段は、前記第１処理手段が前記画素値を基に前記輝度値を求める演算の逆演算を用いて、前記減衰した輝度値を基に前記変換後の印刷用画素値を求めるものであることを特徴とする請求項５または６に記載の色覚変換処理装置。
【請求項８】
前記第１処理手段は、前記画素値に関する関数を用いて前記輝度値を求めることを特徴とする請求項５から７までのいずれかに記載の色覚変換装置。
【請求項９】
記憶されている係数を用いて、入力された画像に含まれる画素の画素値を基に当該画素の輝度値を求める第１の過程と、
第１の過程において求められた輝度値と記憶されている変換輝度比とを用いて画素輝度の減衰率を求める第２の過程と、
前記輝度値と前記減衰率とを基に減衰した輝度値を求める第３の過程と、
この減衰した輝度値を基に当該画素の変換後の印刷用画素値を求める第４の過程と、
前記画像を前記印刷用画素値を用いて印刷する第５の過程と
の処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者ごとにデータベースに記憶しておき、
入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の観察者に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、
前記データベースを参照することにより、第２の観察者に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、
前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、
前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷する
ことを特徴とする色覚変換処理方法。
【請求項１１】
観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者の年代ごとにデータベースに記憶しておき、
入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の年代に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、
前記データベースを参照することにより、第２の年代に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、
前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、
前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷する
ことを特徴とする色覚変換処理方法。
【請求項１２】
観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者ごとに記憶したデータベースを備え、
入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の観察者に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、
前記データベースを参照することにより、第２の観察者に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、
前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、
前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷する
ことを特徴とする色覚変換処理装置。
【請求項１３】
観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者の年代ごとに記憶したデータベースを備え、
入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の年代に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、
前記データベースを参照することにより、第２の年代に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、
前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、
前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷する
ことを特徴とする色覚変換処理装置。
【請求項１４】
観察者に見せる色とこの色に対応する観察者の応答値との関係を観察者の年代ごとに記憶したデータベースを参照して色覚変換処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の年代に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求める処理と、
前記データベースを参照することにより、第２の年代に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求める処理と、
前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求める処理と、
前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷する処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力された画像の色を変換する色覚変換処理方法および装置に関するもので、例えば、年齢等に応じて見え方の異なる色をシミュレーションするために用いることができる色覚変換処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製品開発や様々な環境の構築において、「ユニバーサルデザイン」という概念が提唱されており、今後の普及が見込まれている。このユニバーサルデザインとは、あらゆる体格、年齢、障害の有無・度合いなどに関わらず、誰もが普遍的に利用できる製品を提供し、あるいは環境を構築することを目的とするものである。
【０００３】
視覚、特に色覚に関して、上記のユニバーサルデザインの観点から重要な原則は、誰にでも公平に使用できること、簡単で直感的にわかること、必要な情報がすぐに理解できること、うっかりエラーや危険につながらないデザインが提供されることなどである。
人間の視覚特性は年齢の要因によって大きく変化するものであり、加齢に伴って、例えば、色合いの判別能力が衰えたり、眩しさを強く感じるようになったり、明暗に順応しにくくなったりするという現象が起こる。
【０００４】
上記のような年齢に応じた視覚特性の変化を前提とするとき、年齢によって色の見え方がどのように異なるかということを誰もが正しく認識できるようにするためのシミュレーションは、ユニバーサルデザインを実現する上で重要な技術のひとつである。
【０００５】
ここで、従来技術では、目の水晶体の加齢変化を取り入れて高齢者の黄変化した色の見えを生成することによって、異なる年代間の色の見えを体験できる画像処理装置が考案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−６５２３０号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２５３号公報
【特許文献３】
特開平１０−３１９９２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術では、次のような問題がある。
まず、第１に、観察者自身の視覚特性の個人差まで較正することのできる測定装置及び、その視覚特性を表した画像を印刷できる装置は、従来は存在しなかった。
また、第２に、高齢者の色の見えは実際には黄変化などしておらず、加齢変化に対して色恒常性が成立していることは明らかであるため、従来技術で述べた画像処理装置では異なる年代の色の見えを正しく再現することはできない。正しい年代間色覚変換を行うためには、色恒常性を考慮した色覚変換処理装置が必要となる。
【０００８】
さらに、高価な測色器を用いることなく、また個人ごとの色の認識の違いをも考慮した忠実な色覚変換ができるようになることが望まれる。
さらにまた、人間の活動環境内等に存在する様々な物体について、その測色値や分光分布を個別に数多く測定してデータを準備しておくことなく、これらの色を適切に色覚変換して、その結果を印刷したり、ディスプレイ装置へ表示することが望まれる。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、年代間色覚変換などの色覚変換処理を正確に行い、その結果を印刷できる色覚変換処理装置装置および色覚変換処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、記憶されている係数を用いて、入力された画像に含まれる画素の画素値を基に当該画素の輝度値を求める第１の過程と、第１の過程において求められた輝度値と記憶されている変換輝度比とを用いて画素輝度の減衰率を求める第２の過程と、前記輝度値と前記減衰率とを基に減衰した輝度値を求める第３の過程と、この減衰した輝度値を基に当該画素の変換後の印刷用画素値を求める第４の過程と、前記画像を前記印刷用画素値で印刷する第５の過程とを有することを特徴とする色覚変換処理方法を要旨とする。
【００１１】
また、本発明の色覚変換処理方法では、前記第１の過程においては、前記画素の各原色の画素値を基に各原色の輝度値を求めるものであり、前記第２の過程においては、各原色に共通な前記減衰率を求めるものであり、前記第３の過程においては、各原色の輝度値と前記減衰率とを基に、各原色の減衰した輝度値を求めるものであり、前記第４の過程においては、各原色の前記減衰した輝度値を基に画素の各原色の変換後の印刷用画素値を求めるものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の色覚変換処理方法では、前記第１の過程において前記画素値を基に前記輝度値を求めた演算の逆演算を用いて、前記第４の過程において前記減衰した輝度値を基に前記変換後の印刷用画素値を求めることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の色覚変換処理方法では、前記第１の過程においては、前記画素値に関する関数を用いて前記輝度値を求めることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の色覚変換処理装置は、記憶されている係数を用いて、入力された画像に含まれる画素の画素値を基に当該画素の輝度値を求める第１処理手段と、前記第１処理手段によって求められた輝度値と記憶されている変換輝度比とを用いて画素輝度の減衰率を求める第２処理手段と、前記輝度値と前記減衰率とを基に減衰した輝度値を求める第３処理手段と、この減衰した輝度値を基に当該画素の変換後の印刷用画素値を求める第４処理手段と、前記画像を前記印刷用画素値で印刷する第５処理手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の色覚変換処理装置においては、前記第１処理手段は、前記画素の各原色の画素値を基に各原色の輝度値を求めるものであり、前記第２処理手段は、各原色に共通な前記減衰率を求めるものであり、前記第３処理手段は、各原色の輝度値と前記減衰率とを基に、各原色の減衰した輝度値を求めるものであり、前記第４処理手段は、各原色の前記減衰した輝度値を基に画素の各原色の変換後の印刷用画素値を求めるものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の色覚変換処理装置においては、前記第４処理手段は、前記第１処理手段が前記画素値を基に前記輝度値を求める演算の逆演算を用いて、前記減衰した輝度値を基に前記変換後の印刷用画素値を求めるものであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の色覚変換処理装置においては、前記第１処理手段は、前記画素値に関する関数を用いて前記輝度値を求めることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のコンピュータプログラムは、記憶されている係数を用いて、入力された画像に含まれる画素の画素値を基に当該画素の輝度値を求める第１の過程と、第１の過程において求められた輝度値と記憶されている変換輝度比とを用いて画素輝度の減衰率を求める第２の過程と、前記輝度値と前記減衰率とを基に減衰した輝度値を求める第３の過程と、この減衰した輝度値を基に当該画素の変換後の印刷用画素値を求める第４の過程と、前記画像を前記印刷用画素値で印刷する第５の過程との処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の色覚変換処理方法は、観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者ごとにデータベースに記憶しておき、入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の観察者に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、前記データベースを参照することにより、第２の観察者に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の色覚変換処理方法は、観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者の年代ごとにデータベースに記憶しておき、入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の年代に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、前記データベースを参照することにより、第２の年代に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の色覚変換処理装置は、観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者ごとに記憶したデータベースを備え、入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の観察者に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、前記データベースを参照することにより、第２の観察者に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の色覚変換処理装置は、観察者に見せる色と、この色に対応する観察者の応答値との関係を観察者の年代ごとに記憶したデータベースを備え、入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の年代に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、前記データベースを参照することにより、第２の年代に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求め、前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷することを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明のコンピュータプログラムは、観察者に見せる色とこの色に対応する観察者の応答値との関係を観察者の年代ごとに記憶したデータベースを参照して色覚変換処理を行うためのコンピュータプログラムであって、入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより、第１の年代に関するデータの中から、前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求める処理と、前記データベースを参照することにより、第２の年代に関するデータの中から、前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求める処理と、前記第２の応答値に対応する第２の印刷用画素値を求める処理と、前記画像を前記第２の印刷用画素値で印刷する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しこの発明の一実施形態について説明する。
まず、最初に、ディスプレイ装置個体別および観察者個人別の特性データを取得し、記録しておく方法について説明する。なお、本実施形態では、赤と緑と青の３種類の原色を組み合わせて各画素を表示するディスプレイ装置を用いることを前提とする。また、以下では、赤の画素値を「Ｒ」、緑の画素値を「Ｇ」、青の画素値を「Ｂ」とする。また、これらの画素値の範囲は、０≦Ｒ≦１，０≦Ｇ≦１，０≦Ｂ≦１とする。
各画素値Ｒ，Ｇ，Ｂと、これら画素値にそれぞれ対応する輝度ＹＲ，ＹＧ，ＹＢ
とは、例えば次に示す式（１）で表わされる関係を有する。
【００２５】
【数１】
2004199584.tif 000003
【００２６】
ここで、ａＲ，ｂＲ，ｃＲ，ａＧ，ｂＧ，ｃＧ，ａＢ，ｂＢ，ｃＢは係数であり、次のような方法で、これらの係数の値を決定する。
まず、ａＲ：ｂＲ：ｃＲの比と、ａＧ：ｂＧ：ｃＧの比と、ａＢ：ｂＢ：ｃＢの比とを求めるために次に述べる測定を行う。図１は、上記の係数比決定のための測定システムの装置構成を示すブロック図である。図１において、符号１０１は制御装置であり、この制御装置１０１は、測定のための赤の画素値Ｒｉ（０≦Ｒｉ≦１）およびＲｊ（０≦Ｒｊ≦１）の信号を出力する。１０２はディスプレイ装置であり、このディスプレイ装置１０２は、制御装置１０１から出力される赤の画素値ＲｉおよびＲｊに応じた表示を画面上に行う。１０４は、分光特性がフラットであり、かつ透過率αｊが既知である中性濃度フィルタである。ディスプレイ装置１０２の画面の一部分はこの中性濃度フィルタ１０４でおおわれている。
【００２７】
また、１０３は、制御装置１０１に対する入力を行うための入力装置である。ディスプレイ装置１０２の画面を見る観察者は、この入力装置１０３から入力を行うことによって画素値Ｒｉの値を自由に変えることができるようになっている。
【００２８】
図２は、図１に示したディスプレイ装置１０２の表示画面を観察者側から見たときの正面図である。図２に示すように、ディスプレイ装置の画面には、領域１０５−１および１０５−２が並んで表示される。ここで、領域１０５−１には画素値Ｒｊの赤が表示され、領域１０５−２には画素値Ｒｉの赤が表示される。なお、中性濃度フィルタ１０４は、領域１０５−２のみをおおうように配置されているため、領域１０５−１に表示された色はそのまま観察者の目に届き、領域１０５−２に表示された色は中性濃度フィルタ１０４を透して観察者の目に届く。
【００２９】
観察者は、画面表示を見ながら入力装置１０３を操作して画素値Ｒｊを変え、領域１０５−１と１０５−２とが同じ明るさに見えるように調節する。このとき、これら両領域の輝度は等しいため、次に示す式（２）が成立する。
【００３０】
【数２】
2004199584.tif 000004
【００３１】
上記のような測定を、異なる２レベルの画素値Ｒｊについて行うことにより、２組の（Ｒｉ，Ｒｊ）の値のペアが得られるため、これらの画素値を式（２）に適用することによって、３変数ａＲ，ｂＲ，ｃＲに関する連立一次方程式が得られる。よって、この方程式を解くことによって、ａＲ：ｂＲ：ｃＲの比が求められる。
なお、緑の画素値および青の画素値について同様の測定をして、方程式を解くことにより、それぞれ、ａＧ：ｂＧ：ｃＧの比とａＢ：ｂＢ：ｃＢの比とが求められる。
【００３２】
次に、赤、緑、青それぞれの係数相互間の比を求めるために、次に述べる測定を行う。図３は、各原色間の係数比決定のための測定システムの装置構成を示すブロック図である。図３において、符号１１１は制御装置であり、この制御装置１１１は、画素値０とＢ（０≦Ｂ≦１）とを所定の周期で交互に繰り返す青の表示のためのパルス信号と、画素値０とＲ（０≦Ｒ≦１）とを所定の周期で交互に繰り返す赤の表示のためのパルス信号とを出力する。また、ディスプレイ装置１０２は、制御装置１１１が出力する赤および青の表示のためのパルス信号に基づき、画面上の同一の領域に赤および青の表示を行う。なお、上記パルス信号の周波数は、数ヘルツ（Ｈｚ）から数十ヘルツの範囲とする。
【００３３】
また、１１３は、制御装置１１１に対する入力を行うための入力装置である。ディスプレイ装置１０２の画面を見る観察者は、この入力装置１１３から入力を行うことによって画素値Ｒの値を自由に変えることができるようになっている。
【００３４】
図４は、図３に示した制御装置１１１が出力する青および赤の表示のためのパルス信号の波形を示すタイミングチャートである。図４に示すように、青の表示の画素値がＢとなっている時間には赤の表示の画素値は０であり、青の表示の画素値が０となっている時間には赤の表示の画素値はＲである。従って、ディスプレイ装置１０２の画面上の表示領域には、青と赤が交互に表示される。
観察者は、この表示を見ながら、点滅によるちらつき度合いが最も小さくなるように、Ｒの値を調整する。また、Ｂの輝度を変えて同様な調整を行うことを何度か繰り返し、赤と青との等輝度点を求める。等輝度となったとき、次の式（３）が成立する。
【００３５】
【数３】
2004199584.tif 000005
【００３６】
既にａＲ：ｂＲ：ｃＲの比とａＢ：ｂＢ：ｃＢの比とが求まっており、また、図３に示した測定システムによって式（３）におけるＲとＢの具体的な値が得られているため、係数ａＲ，ｂＲ，ｃＲ，ａＢ，ｂＢ，ｃＢ相互間の比も求められる。
さらに、緑と赤の組み合わせ、あるいは緑と青の組み合わせについて、上の青と赤の表示と同様の表示を行って測定することにより、係数ａＲ，ｂＲ，ｃＲ，ａＧ，ｂＧ，ｃＧ，ａＢ，ｂＢ，ｃＢ相互間の比が求められる。
なお、本実施形態では、輝度の絶対値は必要でなく、輝度の相対値のみを用いて以降の処理を行うことができるため、例えば、青の最大輝度ＹＢ，ＭＡＸを１とすれば、式（１）より次の式（４）が得られ、各係数の値が決定される。
【００３７】
【数４】
2004199584.tif 000006
【００３８】
このようにして求められた係数の値は、ディスプレイ装置および観察者固有のプロファイルとして、記憶装置に記憶しておく。
【００３９】
次に、年代間色覚変換を実現するための変換輝度比を求める方法について説明する。図５は、上記の変換輝度比を求めるための測定システムの装置構成を示すブロック図である。図５において、符号１２１は制御装置であり、この制御装置１２１は、画素値Ｒ，Ｇ，Ｂを表わす信号を出力する。ディスプレイ装置１０２の画面上では、２つの領域が並んで表示されており、その一方の領域には、画素値Ｒ０の赤の色が表示される。ここでは、便宜上Ｒ０＝１とする。また、画面上のもう一方の領域には、制御装置１２１から出力される画素値Ｒ，Ｇ，Ｂに基づく三原色、すなわちそれぞれ赤、緑、青を混合した色が表示される。
【００４０】
上記の２つの領域のうち、画素値Ｒ０の赤が表示された側の領域は、フィルタ１２４でおおわれている。このフィルタ１２４は、年代間の輝度分光感度の比の絶対値に相当する分光透過率を持つものである。このフィルタ１２４は、例えば、屈折率の異なる少なくとも２種類の光学薄膜のうち同一光学薄膜を連続積層させないで基板上に複数積層した水晶体模擬光学フィルタであって、積層される光学薄膜を、周期的に繰り返しがないようにして積層していることを特徴とするものである。なお、このようなフィルタについては、特開２０００−２４１６２４号公報に詳しく説明されている。
【００４１】
また、１２３は入力装置であり、観察者は、この入力装置１２３を用いることによって上記画素値Ｒ，Ｇ，Ｂを調節できるようになっている。
そして、観察者は、ディスプレイ装置に表示された２つの領域を見ながら、画素値Ｒ，Ｇ，Ｂを調節することによって、両者が同じ色に見えるようにカラーマッチングを行う。Ｒ０＝１としたため、両者の色がマッチしたときの画素値Ｒ，Ｇ，Ｂを用いると、赤に関する変換輝度比ＫＲは、輝度の加法則により、次の式（５）で表わされる。
【００４２】
【数５】
2004199584.tif 000007
【００４３】
理想的なフィルタと実際に使用するフィルタとで視感透過率が異なる場合は、フィルタの透過率を事前に測定しておくことにより、その比β（＝理想的フィルタの視感透過率／実際のフィルタの視感透過率）を用いて、式（５）の右辺で表わされる値にこのβを乗じることによって変換輝度比ＫＲを求めることができる。
【００４４】
また、上でＫＲを求めたのと同様の方法により、緑に関する変換輝度比ＫＧ、および青に関する変換輝度比ＫＢも求めることができる。
【００４５】
次に、高齢者の色の見えの恒常性を維持したうえで輝度値を変換する方法について説明する。測色学的に、今回の色の恒常性の維持とは近似的に光の色度を変えないことで実現でき、これは、三原色、すなわち赤、緑、青それぞれの画素値Ｒ，Ｇ，Ｂの比を維持することと等価である。従って、この比を維持したまま、輝度のみを先に求めた変換輝度比ＫＲ，ＫＧ，ＫＢに従って変化させるには、式（１）で示される輝度値ＹＲ，ＹＧ，ＹＢをＫ倍にするようなＲ，Ｇ，Ｂに置き換えればよい。ここで、Ｋは減衰率であり、次の式（６）で表わされる。
【００４６】
【数６】
2004199584.tif 000008
【００４７】
つまり、Ｋ倍した輝度値として、
Ｙ’Ｒ＝Ｋ＊ＹＲ，
Ｙ’Ｇ＝Ｋ＊ＹＧ，
Ｙ’Ｂ＝Ｋ＊ＹＢ
なるＹ’Ｒ，Ｙ’Ｇ，Ｙ’Ｂを求め、式（１）の関係を用いて、次の式（７）に示す方程式を得る。
【００４８】
【数７】
2004199584.tif 000009
【００４９】
そして、式（７）の２次方程式をそれぞれＲ’，Ｇ’，Ｂ’について解く。このようにして得られたＲ’，Ｇ’，Ｂ’が変換後の赤、緑、青の画素値である。そして、ここに述べた画像内の全画素に対して行うことにより、色恒常性を考慮した年代間色覚変換画像処理を実現できる。
このように、高価な測定器を使用することなく、測色学的に正確な年代間色覚変換処理が可能となる。
【００５０】
なお、コンピュータを用いることによって、上記のような年代間色覚変換処理を行う装置を実現できる。このコンピュータは、中央処理装置と、記憶装置と、入出力装置とを備えている。入出力装置は、原画像のデータとして画素値Ｒ，Ｇ，Ｂを読み込むとともに、変換後の画像のデータとして画素値Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を出力する。記憶装置には、測定によって得られた係数ａＲ，ｂＲ，ｃＲ，ａＧ，ｂＧ，ｃＧ，ａＢ，ｂＢ，ｃＢや、年代間の変換輝度比ＫＲ，ＫＧ，ＫＢを予め記憶させておく。また、記憶装置にはコンピュータプログラムも記憶させておき、前記の中央処理装置がこのコンピュータプログラムを読み出して実行するようにする。
【００５１】
図６は、上記のコンピュータプログラムの処理手順を示すフローチャートである。以下、図６の流れに沿って説明する。
まず、ステップＳ１において、１画素分の画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を読み取る。
次に、ステップＳ２において、予め記憶装置に記録されていた係数ａＲ，ｂＲ，ｃＲ，ａＧ，ｂＧ，ｃＧ，ａＢ，ｂＢ，ｃＢを用いて、式（１）により、上記画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する輝度値ＹＲ，ＹＧ，ＹＢを求める。つまり、ここでは、画素値の二次関数として輝度値が表わされており、この二次関数を用いて輝度値を求める。
【００５２】
そして、ステップＳ３において、予め記憶装置に記録されていた変換輝度比ＫＲ，ＫＧ，ＫＢを用いて、式（６）により、減衰率Ｋを求める。
次にステップＳ４において、上記減衰率Ｋを輝度値ＹＲ，ＹＧ，ＹＢに乗じることにより、それぞれ、減衰した輝度値Ｙ’Ｒ，Ｙ’Ｇ，Ｙ’Ｂを求める。これらの減衰した輝度値Ｙ’Ｒ，Ｙ’Ｇ，Ｙ’Ｂと、式（１）とから、変換後の画素値Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’それぞれについての２次方程式が得られる。
【００５３】
そして、ステップＳ５において、これらの２次方程式をそれぞれ解くことにより、変換後の画素値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）の値が求まる。つまり、このステップＳ５においては、ステップＳ２における演算の逆演算を用いて、減衰した輝度値から変換後の画素値を求める。
ステップＳ６においては、この変換後の画素値を書き込む。
【００５４】
ステップＳ７においては、ステップＳ１〜Ｓ６で述べた画素値変換の処理が対象としている画像の全画素について終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、次の画素について、ステップＳ１に戻って処理を継続する。終了した場合は、図６のフローチャートに示す処理全体を終了する。
【００５５】
次に、年代間のカラースケーリングやカラーネーミングの実験データから、色度を微調整することにより、より実際に近い年代間色覚変換を行う方法について説明する。
【００５６】
「カラースケーリング」とは、色を数値化して表現する心理物理学的手法である。なお、この「カラースケーリング」を特に「エレメンタルカラースケーリング」と呼ぶこともある。このカラースケーリングでは、ディスプレイ装置に色光を表示する。この色光を色刺激と呼ぶ。そして、観察者が表示された色刺激を見て、赤、緑、黄、青、白、黒の各色要素がどの程度含まれているかを判断し、その結果を例えば０〜１０の範囲の数値として応答する。なお、観察者は、赤と緑と黄と青の各色要素の合計を例えば１０とするように、また、白と黒の各色要素の合計を１０とするように、予め指示を受けているとする。
これを様々な色刺激に対して行い、応答値のデータを収集する。また、様々な年代の観察者について、このデータを収集する。
【００５７】
図７は、上記のカラースケーリングの結果として収集されるデータの構造を示す概略図である。図示するように、このデータでは、ある色刺激とそれに対する応答値とが１行のレコード（例えば符号２０１で示すレコード）で表わされる。ここで、色刺激の画素値Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ０〜１の範囲の数値とする。また、応答値の赤、緑、黄、青、白、黒はそれぞれ０〜１０の範囲の数値とする。
これらのレコードは観察者を識別する情報と関連付けられており、さらに、図示しないデータによってこの観察者識別情報と当該観察者の年代（例えば、「２０代」、「３０代」、・・・・・・、「７０代」など）とが関連付けられている。
各年代の観察者に対して、充分な種類の色刺激を見せる実験を行うことにより、図７に示す構造のデータを得るようにする。
【００５８】
図７に示すデータをもとに、年代間で対応する色の関係を求める方法は、次の通りである。ここでは、年代ＧＮ１（例えば２０代）の色刺激（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）に対して、年代ＧＮ２（例えば７０代）の色刺激（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）を求める方法を説明する。
まず、図７のデータから、色刺激（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）に対応する応答値（赤１，緑１，黄１，青１，白１，黒１）を抽出する。もし色刺激（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のデータがない場合には、データ補間により適切な応答値を求める。そして、上記応答値（赤１，緑１，黄１，青１，白１，黒１）に最も近い応答値（赤２，緑２，黄２，青２，白２，黒２）を年代ＧＮ２のデータ中から選択する。ここで、応答値が「最も近い」とは、例えば次の式（８）で表わされる応答値間の距離ｄが最も小さいことである。
【００５９】
【数８】
2004199584.tif 000010
【００６０】
以上のようにして、カラースケーリングの実験で得られるデータをもとに年代間の色変換の微調整を行うことができる。これをまとめると、観察者に見せる色刺激とこの色刺激に対応する観察者の応答値との関係を観察者の年代ごとに予めデータベースに記憶しておき、入力された画像に含まれる画素の第１の画素値をキーとして前記データベースを参照することにより第１の年代に関するデータの中から前記第１の画素値に対応する第１の応答値を求め、前記データベースを参照することにより、第２の年代に関するデータの中から前記第１の応答値に最も近い第２の応答値を求め、前記第２の応答値に対応する第２の画素値を求めるということになる。
【００６１】
但し、観察者の年代ごとに色刺激と応答値との関係をデータベースに記憶しておく代わりに、観察者個人ごとに色刺激と応答値との関係をデータベースに記憶しておき、上記と同様の手順により、年代間の色覚変換ではなく個人間の色覚変換を行うことも可能である。
【００６２】
また、「カラーネーミング」とは、観察者の判断により、ある色がどの色名に相当するものであるかを対応付ける手法である。なお、この「カラーネーミング」を特に「カテゴリカルカラーネーミング」と呼ぶこともある。ここで、色名は、予め与えられた限定的な種類の色名とし、一例としては赤、緑、青、黄、桃、茶、橙、紫、白、黒、灰の１１色の色名を用いる。つまり、観察者は、実験環境において見せられた色が与えられた色名のうちのどれにあたるかを強制的に選ぶ。前述のカラースケーリングに加えてさらに、このようなカラーネーミングの実験データを用いて、年代間の色変換の調整を行うようにしても良い。
【００６３】
次に、外界の色を捉えて、色恒常性を考慮しながら年代間での色覚変換を行う方法について説明する。図８は、外界の色を捉えて変換する色覚変換処理装置の構成を示すブロック図である。図８において、符号３０１はパーソナルコンピュータ、３０２および３０３は被写体を撮影するためのカメラ、３０４はカメラ３０２に取り付けられたフィルタである。また、３０５および３０６は、それぞれ元画像と色覚変換後の変換画像とを表示するためのディスプレイ装置である。また、３０７は、元画像と色覚変換後の変換画像を用紙などに印刷する印刷装置である。
【００６４】
なお、フィルタ３０４としては、図５に示したフィルタ１２４と同様に、年代間の水晶体分光透過率の比に相当する分光透過率を持つものを用いる。また、カメラ３０２および３０３は、ルータ条件を満たすものである。ここで、ルータ条件を満たすとは、撮像して得られる色の値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の一次変換によって表色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ（ＣＩＥＸＹＺ））を完全に記述できることである。つまり、そのような一次変換を表わす３行３列の変換行列をＡとしたとき、
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）ｔ ＝ Ａ （Ｒ，Ｇ，Ｂ）ｔ
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ｔ＝ Ａ−１ （Ｘ，Ｙ，Ｚ）
という記述ができることである。ここで、添字「ｔ」は転置を表わし、Ａ−１はＡの逆行列を表わす。
【００６５】
パーソナルコンピュータ３０１が備える変換処理手段３０１１は、変換行列Ａを用いて、カメラ３０２によって得られた画素値（Ｒｆ，Ｇｆ，Ｂｆ）を変換し、（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）を求める。一方、変換処理手段３０１２は、同じく変換行列Ａを用いて、カメラ３０３によって得られた画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を変換し、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める。色恒常性を維持した上で輝度値を変換するため、輝度比算出手段３０１３は、式（６）を用いて輝度比Ｋを算出する。そして、画素値変換手段３０１４が、この輝度比Ｋを用いて、前述の方法と同様の方法で画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をもとに変換後の画素値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を求める。この変換は全画素について行われる。
【００６６】
そして、印刷用画素値処理手段３０１５は、変換処理手段３０１２及び画素値変換手段３０１４より出力された元画像と変換後の画像の画素値を、印刷装置３０７で印刷するためのＣＭＹＫ系の画素値（印刷用画素値）に変換して印刷装置３０７に出力する。そして、印刷装置３０７が当該元画像及び変換後の画像を印刷用紙に印刷する。
ここで、本実施形態においては、印刷用画素値処理手段３０１５が画素値変換手段３０１４の出力をＣＭＹＫ系の画素値に変換して印刷装置３０７に出力している。しかし、印刷用画素値処理手段３０１５が変換処理手段３０１２と輝度比算出手段３０１３の出力を直接受付けて、その出力をＣＭＹＫ系の画素値に変換するようにしても良い。
このようにして、外界の色を忠実に年代間色覚変換することが可能となる。
尚、元画像や変換後の画像がディスプレイ装置３０５、３０６に表示されるようにしてもよい。
【００６７】
また、変換後の画像の画素値をＣＭＹＫ系の画素値へと変換する処理については、一般的に、ＲＧＢ系の画素値をＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴとすると、ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを表色値（ＣＩＥ（Comission Internationale de l'Eclairage）ＸＹＺやＣＩＥＬＡＢなどの色を表す値）に変換し、その表色値を、ＬＵＴ（Look Up Table）と補間法を用いて最終的にＣＭＹＫ系の画素値へと変換する。上述のＬＵＴはＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色のインクを様々な網点面積率で組合せて印刷した多数の色見本を作成した時の、当該インクの網点面積比率と、当該色見本を測色器で計測した際の表色値とを対応付けた表である。尚、このＲＧＢ系の画素値をＣＭＹＫ系の画素値へ変換する過程は公知の技術である。
【００６８】
以上、図６や図８などを用いて説明した色覚変換処理は、前述のようにコンピュータプログラムとして提供し、コンピュータがこのプログラムを読み込んで実行するようにしても良いし、半導体集積回路によってハードウェアデバイスとして利用できる形態で提供しても良い。また、コンピュータプログラムとして提供する場合は、他の画像処理関係などのコンピュータプログラムから容易に利用できるように、プラグインとして提供したり、通信ネットワークを介して分散処理を行うための分散オブジェクトとして提供したりしても良い。
【００６９】
最後に、上述した年代間色覚変換処理を応用したシミュレーション装置について説明する。図９は、そのシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。図９において符号５０１は画像入力部、５０２は色覚変換処理部、５０３は表示部、５１１は係数データベース、５１２は評価データベースである。
係数データベース５１１には、画素値から輝度値を求める際に必要な係数の値のデータが記憶されている。また、評価データベース５１２には、前記のカラースケーリングやカラーネーミングの実験の結果得られたデータが格納されている。
【００７０】
画像入力部５０１は、ＣＭＹＫ系あるいはＲＧＢ系などの画像データを記録媒体から読み取ったり通信によって外部から受信したりする。色覚変換処理部５０２は、画像入力部５０１から画像データを受け取り、また係数データベース５１１や評価データベース５１２に格納されたデータを参照する。そして、色覚変換処理部５０２は、利用者からの指定等によって得られる利用者の年代ＧＮ１とシミュレーション対象となる年代ＧＮ２とを用いて、前記画像データを年代間色覚変換する処理を行い、その変換後の画像データを表示部５０３に渡す。これを受けて、表示部５０３は、入力された原画像と変換後の画像とを画面上に並べて表示する。尚、表示部５０３に表示するのではなく、印刷装置を用いて原画像と変換後の画像とを並べて用紙に印刷するようにしても良い。
【００７１】
図１０は、上記のシミュレーション装置による表示例を示す概略図である。図１０において、符号５２１はディスプレイ装置の画面、５２２−１は画面５２１に表示されている原画像、５２２−２は同じく画面５２１に表示されている変換後の画像である。
【００７２】
このように、変換前の画像と変換後の画像を並べて表示することにより、利用者は両者を容易に比較することができる。また、このようなシミュレーション装置を工業デザインや商業デザインを行うためのデザイン支援装置に組み込むことにより、これを利用するデザイナは、あらゆる年代の人にとって対象となっているデザインがどのように見えているかを容易に確認することができる。従って、例えば、色の組み合わせ等により見にくかったりデザイン効果が薄れたりする場合にも、それを事前に確認してデザインを修正することができる。
【００７３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高価な測定器を必要とせずに、数枚のフィルタのみを用いた心理物理学的手法を用いることにより、観察者の個人差も考慮した上で、任意の表示機器の較正を行うことが可能となる。
また、本発明によれば、視覚特性の異なる観察者間で、相互の色の見えを数値的に変換し、印刷用紙やディスプレイ上へ画像として表示することができる、色恒常性を考慮した色覚変換処理装置を提供することができる。
【００７５】
また、応用として、実際には黄変化していない高齢者の色の見えを忠実に再現することのできる、色恒常特性を組み込んだ色覚変換画像処理装置を提供することが可能となる。
また、印刷用紙やディスプレイ装置上に表示された色光（色刺激）に対して、観察者がカラースケーリングを行うことによって、観察者の個人差の影響を補正し、年代間カラースケーリングデータを用いて年代間色覚変換を実現することが可能となる。
さらに、分光記録カメラ等の高価な装置を使わずに、外界の色を忠実に年代間色覚変換して印刷用紙などに出力することが可能となる。
【００７６】
また、このような年代間色覚変換処理を応用してシミュレーション装置を構成することにより、あらゆる年代の利用者が、あるデザイン等について他の年代の人にどのように見えるものであるかを事前に確認することができるため、年代等によって見にくいデザインを予めチェックすることができ、「ユニバーサルデザイン」を容易に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態により画素値をもとに輝度を算出する際に必要な係数比を決定するための測定システムの装置構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したディスプレイ装置（１０２）の表示画面を観察者側から見たときの正面図である。
【図３】同実施形態により画素値をもとに輝度を算出する際に必要な係数の原色間の比を決定するための測定システムの装置構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態により、図３に示した制御装置（１１１）が出力する表示のためのパルス信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図５】同実施形態による年代間色覚変換に必要な変換輝度比を求めるための測定システムの装置構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態による年代間色覚変換処理を実現するコンピュータプログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態により、カラースケーリングの結果として収集されるデータの構造を示す概略図である。
【図８】同実施形態により、外界の色を捉えて変換する色覚変換処理装置の構成を示すブロック図である。
【図９】同実施形態による年代間色覚変換処理を応用したシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示した表示部（５０３）による画面表示の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０１  制御装置
１０２  ディスプレイ装置
１０３  入力装置
１０４  中性濃度フィルタ
１１１  制御装置
１１３  入力装置
１２１  制御装置
１２３  入力装置
１２４  フィルタ
３０１  パーソナルコンピュータ
３０２，３０３  カメラ
３０４  フィルタ
３０５，３０６  ディスプレイ装置
３０７  印刷装置
５０１  画像入力部
５０２  色覚変換処理部
５０３  表示部
５１１  係数データベース
５１２  評価データベース
３０１１，３０１２  変換処理手段
３０１３  輝度比変換手段
３０１４  画素値変換手段
３０１５  印刷用画素値処理手段
【図１】
2004199584.tif 000011
【図２】
2004199584.tif 000012
【図３】
2004199584.tif 000013
【図４】
2004199584.tif 000014
【図５】
2004199584.tif 000015
【図６】
2004199584.tif 000016
【図７】
2004199584.tif 000017
【図８】
2004199584.tif 000018
【図９】
2004199584.tif 000019
【図１０】
2004199584.tif 000020