(57)【要約】【課題】空間の明るさ感を適切に評価する。【解決手段】  実施形態に係る照明環境評価装置は、照明空間内の輝度分布画像を撮像する撮像部と；前記輝度分布画像中にマスク領域を設定するマスク領域設定部と；前記マスク領域の輝度レベルを黒レベルに設定して前記輝度分布画像を表示するための表示制御を行う表示制御部と；を具備し、直接光の影響を排除し、照明空間における間接光のみによる平均輝度を求めて明るさ感を適切に評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明空間内の輝度分布画像を撮像する撮像部と；
前記輝度分布画像中にマスク領域を設定するマスク領域設定部と；
前記マスク領域の輝度レベルを黒レベルに設定して前記輝度分布画像を表示するための表示制御を行う表示制御部と；
を具備したことを特徴とする照明環境評価装置。
【請求項２】
前記マスク領域に対応する画像部分を除く前記輝度分布画像の平均輝度を求める輝度演算部
を具備したことを特徴とする請求項１に記載の照明環境評価装置。
【請求項３】
前記マスク領域に対応する画像部分を除く前記輝度分布画像の各点における輝度値に各点の視野角の余弦値を掛け、余弦値の総和を求める演算部
を具備したことを特徴とする請求項１に記載の照明環境評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明環境評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明は、オフィス環境や住宅環境の快適性に大きな影響を与える。このような照明環境の評価方法として、水平面照度を用いることがある。JIS（日本工業標準調査会）やJISE（社団法人 照明学会）では、室内照明、建築業向けに水平面照度を用いた照度基準を規定している。
【０００３】
照明設計においては、このような水平面照度を用いた照明環境の評価方法を主に用いてきた。しかし、水平面照度は、床や机に入射する単位面積当たりの光束を表すものであって、人間の目に届く光を表すものではなく、空間の印象を適切に評価できるとは限らない。
【０００４】
これに対し、近年、人間の感じ方に近い照明設計が可能であるとして輝度を用いた評価方法が採用されるようになってきた。例えば、非特許文献１においては、人間は、光源が強いという感覚と、空間に光が満ちているという感覚（光量感）とを区別して知覚することが可能であり、空間の明るさ感の決定要因は光量感であることが記載されている。非特許文献１では、この理論を基に、輝度分布を用いた光量感の算定を試みている。
【０００５】
また、特許文献１においては、観測者の視野内に照明空間の特定領域を設定し、この特定領域において輝度の分布を求め、求めた輝度分布から極めて高い輝度（光源輝度）を除いた後に幾何平均輝度求め、この幾何平均輝度を空間の明るさ感覚指標に用いる手法を提案している。例えば、特許文献１においては、特定領域についてカメラによって写真（輝度分布画像）をとり、撮像画像の輝度を求めることで、幾何平均輝度を求めることができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、空間の明るさ感を適切に評価できるように、幾何平均輝度の算出時に所定の輝度以上を計算から除外している。このため、特許文献１では、例えば白い壁等の反射光についても幾何平均輝度の算出から除かれる虞があり、必ずしも空間の明るさ感を適切に評価できるとは限らない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７１０５５号公報
【非特許文献１】石田泰一郎他著、「空間の明るさ感の心理的決定要因―光源の強さ感と空間の光量感」、照明学会誌、Vol.84,NO.8A,pp473-479(2000)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、空間の明るさ感を適切に評価することができる照明環境評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る照明環境評価装置は、照明空間内の輝度分布画像を撮像する撮像部と；前記輝度分布画像中にマスク領域を設定するマスク領域設定部と；前記マスク領域の輝度レベルを黒レベルに設定して前記輝度分布画像を表示するための表示制御を行う表示制御部と；を具備したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、空間の明るさ感を適切に評価することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る照明環境評価装置を示すブロック図。
【図２】本実施の形態の動作を示すフローチャート。
【図３】表示部１５における表示例を示す説明図。
【図４】表示部１５における表示例を示す説明図。
【図５】本実施の形態において求められる平均輝度を説明するための説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
実施形態に係る照明環境評価装置は、照明空間内の輝度分布画像を撮像する撮像部と；前記輝度分布画像中にマスク領域を設定するマスク領域設定部と；前記マスク領域の輝度レベルを黒レベルに設定して前記輝度分布画像を表示するための表示制御を行う表示制御部と；を具備したことを特徴とする。
【００１４】
また、前記マスク領域に対応する画像部分を除く前記輝度分布画像の平均輝度を求める輝度演算部を具備したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記マスク領域に対応する画像部分を除く前記輝度分布画像の各点における輝度値に各点の視野角の余弦値を掛け、余弦値の総和を求める演算部を具備したことを特徴とする。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態に係る照明環境評価装置を示すブロック図である。
【００１７】
照明環境評価装置１０には、撮像部１１が設けられている。撮像部１１は、評価対象の照明空間内の所定の撮像範囲を撮像し、撮像範囲の輝度分布画像を画像信号として画像処理部１２に出力する。撮像部１１としては一般的なデジタルカメラを採用することができる。
【００１８】
画像処理部１２は、撮像部１１からの画像信号に対して所定の画像信号処理を施して制御部１３に出力する。制御部１３は画像処理部１２からの輝度分布画像を表示部１５に与えて表示させると共に、輝度演算部１６にも与える。表示部１５は制御部１３によって表示が制御されて、輝度分布画像を表示することができる。
【００１９】
本実施の形態においては、制御部１３は、輝度分布画像上に、マスク領域を設定するための表示をスーパーインポーズ表示させることができるようになっている。入力部１４は、マスク領域を設定するためのユーザ操作に基づく操作信号を制御部１３に与えることができる。制御部１３は、入力部１４からの操作信号に基づいて、輝度分布画像上にマスク領域を設定する。そして、制御部１３は、ユーザによって設定されたマスク領域については輝度を黒レベルに設定するようになっている。
【００２０】
これにより、表示部１５の表示画面上には、マスク領域については黒レベルとなった輝度分布画像が表示される。ユーザがマスク領域として光源部を指定することで、ユーザは表示部１５の表示画面上の表示によって、光源部からの直接光の影響を受けない輝度分布画像を観察することが可能である。
【００２１】
また、本実施の形態においては、制御部１３は、画像処理部１２からの輝度分布画像を、マスク領域に対応する画像部分の輝度レベルを０に変換した後、輝度演算部１６に出力することができる。輝度演算部１６は、制御部１３から与えられた輝度分布画像の輝度を積分することで、輝度分布画像の平均輝度を求め、平均輝度値等の平均輝度の情報を出力するようになっている。なお、輝度演算部１６からの平均輝度の情報を制御部１３に与えて、制御部１３によって平均輝度に関する情報を表示部１５に表示させるようにしてもよい。
【００２２】
次にこのように構成された実施の形態の動作について図２乃至図５を参照して説明する。図２は本実施の形態の動作を示すフローチャートである。図３及び図４は表示部１５における表示例を示す説明図である。また、図５は本実施の形態において求められる平均輝度を説明するための説明図である。
【００２３】
図２のステップＳ１において、撮像部１１は照明環境評価対象の照明空間の撮影を行う。撮像部１１からの画像信号は画像処理部１２に与えられて所定の画像信号処理が施された後、制御部１３によって表示部１５に与えられる。こうして、撮像部１１によって撮像された輝度分布画像が表示部１５の表示画面上に表示される（ステップＳ２）。
【００２４】
図３（ａ），（ｂ）は同一の空間２０を異なる照明条件で照明した場合における撮像部１１の撮像結果であり、表示部１５の表示画面上に表示された輝度分布画像を示している。図３（ａ），（ｂ）は同一空間２０の同一位置、同一方向に向けて撮影レンズを配置した撮像部１１によって同一の撮影範囲を撮像して得たものである。
【００２５】
空間２０は四方が壁に囲まれた室内空間である。図３（ａ）に示す空間２０（以下、照明空間２１ａという）の天井には照明ランプ２２ａ１〜２２ａ４が配設されており、図３（ｂ）に示す空間２０（以下、照明空間２３ａという）の天井には照明ランプ２４ａ１〜２４ａ４が配設されている。照明ランプ２２ａ１〜２２ａ４と、照明ランプ２４ａ１〜２４ａ４との照明条件の相違によって、照明空間２１ａ，２３ａは異なる照明条件で照明されている。
【００２６】
なお、照明空間２１ａ，２３ａにおいては、照明ランプ２２ａ１〜２２ａ４，２４ａ１〜２４ａ４の設定によって、撮像部１１のレンズ位置における鉛直面照度Ｅ１，Ｅ２は、いずれも３００［ｌｘ］と等しい値になるように設定されている。従って、鉛直面照度Ｅ１，Ｅ２のみを実測してその結果によって明るさ感を判断すると、これらの空間２１ａ，２３ａの明るさの印象に差がないと解釈される。
【００２７】
これに対し、本実施の形態においては、明るさ感を適切に評価するために、光源からの直接光による影響を排除するようになっている。ユーザは、入力部１４の操作によって、表示部１５に表示された輝度分布画像上にマスク領域を設定する（ステップＳ３）。制御部１３は例えばマスク領域を設定するための図示しないポインタを表示部１５の表示画面上に映出し、ユーザの操作に応答して表示画面上のポインタの位置を移動させながら、ユーザ操作に基づくマスク領域を確定する。制御部１３は確定したマスク領域については、その画像部分を黒レベルに設定する（ステップＳ４）。
【００２８】
図４（ａ）の照明空間２１ｂは図３（ａ）の照明空間２１ａに対応したものであり、照明ランプ２２ａ１〜２２ａ４の位置にマスク領域２２ｂ１〜２２ｂ４が設定されたことを示している。また、図４（ｂ）の照明空間２３ｂは図３（ｂ）の照明空間２３ａに対応したものであり、照明ランプ２４ａ１〜２４ａ４の位置にマスク領域２４ｂ１〜２４ｂ４が設定されたことを示している。
【００２９】
照明空間２１ａ（２１ｂ）と照明空間２３ａ（２３ｂ）とでは、奥の壁２５の明るさの分布の相違から、明るさの印象が異なっている。図４に示すように、マスク領域２２ｂ１〜２２ｂ４，２４ｂ１〜２４ｂ４を設定し、この部分を黒レベルで表示したことから、表示部１５の表示画面上の輝度分布画像を観察することで、ユーザは空間２１ｂ，２３ｂの明るさ感を認識しやすい。
【００３０】
次に、全てのマスク領域の設定が終了すると、制御部１３は、処理をステップＳ５からステップＳ６に移行する。ステップＳ６においては、制御部１３は、明るさ感の評価を数値化するために、画像処理部１２からの輝度分布画像のマスク領域に対応する画像部分の輝度を０にして、輝度分布画像を輝度演算部１６に出力する。輝度演算部１６は、制御部１３から与えられた輝度分布画像の輝度を積分することで、平均輝度を求める（ステップＳ６）。輝度演算部１６は求めた平均輝度の値等の平均輝度の情報を出力する。輝度演算部１６からの平均輝度の情報は直接光の影響が排除した間接光のみによる平均輝度を示している。
【００３１】
なお、撮像部１１において、例えば魚眼レンズ等を用いて視野角１８０度の範囲の輝度分布画像を得た場合には、輝度演算部１６にて各点の輝度に各点の視野角の余弦値を掛け算して総和をとれば、その総和は間接光のみによる照度を表すことになる。
【００３２】
ユーザは、平均輝度乃至余弦値を掛けた輝度の総和の情報を比較することで、空間２３ｂの方が空間２１ｂよりも光量感が大きいことを認識することができる。また、空間の明るさ感は光量感に影響を受けることから、空間２３ｂの方が空間２１ｂよりも明るさ感が高いと考察することができる。このように、平均輝度乃至余弦値を掛けた輝度の総和の情報によって、ユーザは照明空間における明るさ感を適切に判断することができる。
【００３３】
また、輝度演算部１６からの平均輝度の情報を制御部１３に与えて、制御部１３により、表示部１５の表示画面上に平均輝度乃至余弦値を掛けた輝度の総和の情報を表示させるようにしてもよい。図５はこの場合の表示例の一例を示しており、平均輝度をグラフ表示した例を示している。
【００３４】
図５（ａ）はマスク領域の設定前に算出した平均輝度、即ち、図３の照明空間２１ａ，２３ａに対する余弦値を掛けた輝度の総和を示している。図５（ｂ）はマスク領域設定後における余弦値を掛けた輝度の総和、 即ち、図４の照明空間２１ｂ，２３ｂに対する余弦値を掛けた輝度の総和を示している。
【００３５】
上述したように、撮像部１１のレンズ位置における照明空間２１ａ，２３ａにおける鉛直面照度Ｅ１，Ｅ２がいずれも３００［ｌｘ］であるものとすると、目に届く光の総量は照明空間２１ａ，２３ａのいずれも同じである。図５（ａ）の斜線部は目に届く光の総量を示しており、照明空間２１ａ，２３ａにおいて、撮像部１１のレンズ位置に目が位置する観測者には、同一の光量の光が入射することを示している。
【００３６】
これに対し、照明空間２１ｂ，２３ｂにおいては、輝度分布画像中の光源部分をマスク領域として黒レベルに設定していることから、直接光の影響が排除され、間接光のみに基づく平均輝度が求められる。図５（ｂ）はこの場合において目に届く光の総量を示している。照明空間２３ｂにおいては照明空間２１ｂよりも奥の壁２５の光の反射量が多いので、図５（ｂ）に示すように、照明空間２３ｂの方が照明光間２１ｂよりも、目に届く光の総量が多い。このように図５（ｂ）の表示は、照明空間における明るさ感を適切に表現している。なお、図５（ｂ）において平均輝度値も表示するようにしてもよい。
【００３７】
このように本実施の形態においては、撮像された輝度分布画像上において、直接光の影響を排除するためのマスク領域をユーザ操作に基づいて設定することができる。これにより、直接光の影響を排除し、間接光のみに基づく平均輝度乃至余弦値を掛けた輝度の総和を算出することが可能であり、照明空間の明るさ感を容易に認識することができる。また、ユーザによるマスク領域の設定によって、マスク領域における輝度レベルを黒レベルに設定した輝度分布画像が表示されるので、ユーザは画面上の表示によって、明るさ感を直感的に認識しやすい。
【符号の説明】
【００３８】
１０…照明環境評価装置、１１…撮像部、１２…画像処理部、１３…制御部、１４…入力部、１５…表示部、１６…輝度演算部。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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