(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点滅光を構成する色の色特性と、該点滅光の時間周波数を入力するステップと、
入力された色特性と時間周波数に基づいて点滅光を作成するステップと、
作成された点滅光を提示するステップと、
提示された点滅光の色特性を測定するステップと、
測定された色特性を用いて、前記点滅光を構成する各色のL錐体とM錐体の応答量を計算し、該応答量から視覚負荷度を計算するステップと、
計算された視覚負荷度を出力するステップを有する視覚負荷度測定方法。
【請求項２】
点滅光を構成する色の色特性を入力するステップと、
入力された色特性を用いて、前記点滅光を構成する各色のL錐体とM錐体の応答量を計算し、該応答量から視覚負荷度を計算するステップと、
計算された視覚負荷度を出力するステップを有する視覚負荷度測定方法。
【請求項３】
点滅光を構成する色の色特性と、該点滅光の時間周波数を入力する手段と、
入力された色特性と時間周波数に基づいて点滅光を作成する手段と、
作成された点滅光を提示する手段と、
提示された点滅光の色特性を測定する手段と、
測定された色特性を用いて、前記点滅光を構成する各色のL錐体とM錐体の応答量を計算し、該応答量から視覚負荷度を計算する手段と、
計算された視覚負荷度を出力する手段を有する視覚負荷度測定装置。
【請求項４】
点滅光を構成する色の色特性を入力する手段と、
入力された色特性を用いて、前記点滅光を構成する各色のL錐体とM錐体の応答量を計算し、該応答量から視覚負荷度を計算する手段と、
計算された視覚負荷度を出力する手段を有する視覚負荷度測定装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の視覚負荷度測定方法をコンピュータに実行させるための視覚負荷度測定プログラム。
【請求項６】
請求項１また２に記載の視覚負荷度測定方法をコンピュータに実行させるための視覚負荷度測定プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色点滅光の視覚的負荷を測定する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単色の一様な背景を二面用意し、素早く繰り返し提示することにより作り出される点滅光は、テレビや映画の映像における視覚効果として頻繁に用いられてきた。しかしながら、どのような点滅光がどれほどの視覚的負荷を生み出すか、という点に関しては殆ど知られていない。点滅光を構成する色の選択に関する理論的研究は進んでいない。そのような知識の欠如もあり、テレビの視覚的効果として赤青の組み合わせによる点滅光を用いたところ、多くの視聴者が光感受性発作を起こし社会問題となった（１９９７年）。その後、日本民間放送連盟とNHKにより、「映像表現ガイドライン」が策定された（１９９８年）。このガイドラインでは、基本的に赤色の点滅と、画面の輝度変化に関しての慎重な扱いが促されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
点滅光により、観察者が感じる視覚的な負荷に関する定義がなされていなかったため、点滅光を作り出す色をどのように選択するかに関する定義も確立されていなかった。また、点滅光における色の選択やそれによりもたらされる視覚的な負荷度と、人間の視覚系における神経生理学的メカニズムとの関連性も知られたいなかった。
【０００４】
本発明の目的は、色点滅光の視覚的負荷を測定する方法および装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
点滅光が、同時に提示される他のパターンの見えやすさをどれだけ損なうかを、視覚的負荷の測度とする。すなわち、他のパターンを見えにくくするような点滅光は、視覚的負荷度が高いとする。後述する実験の結果から、点滅光を構成する色の組み合わせにより、他のパターンの見えやすさが大幅に変わることがわかった。ある種類の色点滅光では、それにかぶさって提示されるパターンの見えやすさを大幅に減じる一方で、別の種類の色点滅光は、パターンの見えをさほど阻害しない。そこで、後者よりも前者の方が、色点滅光の視覚的な負荷度（以下、視覚負荷度と言う）が高いと仮定する。実験の結果から、二色からなる点滅光においては、視覚負荷度は以下の式で表されることがわかった。式（１）の値が大きいほど、視覚負荷度が高いとする。
【０００６】
【数１】
0003795422.tif 000002
【０００７】
ここで、L1、M1は点滅光を構成する一方の色がもたらすL錐体とM錐体の応答量、L2、M2はもう片方の色がもたらすL錐体とM錐体の応答量である。錐体の応答量は、視覚パターンを観察者が見たときに、その観察者の網膜に存在する錐体が活性化する量である。人間の網膜には、錐体と呼ばれる３種類の光受容細胞（L, M, S錐体）が分布している。３錐体はそれぞれ異なる分光特性を持つため、光刺激が与えられると、それに対して独自の応答をする。この３錐体からの応答が色覚の基礎となる。
【０００８】
各錐体の応答量は、各錐体の分光感度特性（各錐体の各波長に対する感度関数）と、画面上に提示される色の分光放射輝度から求めることができる。各錐体の分光感度特性には大きな個人差がないため、一般には基本感度関数と呼ばれる平均値が用いられる（V. C. Smith, J. Pokorny, Vision Research, Vol. 15, pp. 161-171 (1975) ）。錐体の応答（L, M, S）は、以下の式で表される。
【０００９】
【数２】
0003795422.tif 000003
【００１０】
ここで、l（λ）、m（λ）、s（λ）は各錐体の基本感度関数、C（λ）は画面に提示された色の分光放射輝度を表す。また、画面上に提示される色の分光放射輝度が計測できない場合でも、色のxy色度座標値（x, y）と輝度値（Lum）を計測すれば（あるいは画面に色提示する前にあらかじめ定めておけば）、錐体応答量を計算することができる。まず、xy色度座標値（x, y）と輝度値（Lum）をXYZ表色系における三刺激値X, Y, Zに変換する。
【００１１】
【数３】
0003795422.tif 000004
【００１２】
そして、三刺激値X, Y, Zから錐体の応答量を次式により求めることができる。
【００１３】
【数４】
0003795422.tif 000005
【００１４】
ここで、kは正規化のための定数、また（x1、y1、z1）（xm、ym、zm）（xs、ys、zs）はそれぞれL , M, S各錐体のxy色度座標における混同線の収束点であり、L,  M, S各錐体をそれぞれ一意に同定するxy色度値を意味する。これらの値はSmith & Pokorny（１９７５）に記されている。
【００１５】
また、画面に提示する色をあらかじめRGB値で規定する場合でも、錐体の応答量を算出することができる。まず、次式（５）により三刺激値X, Y, Zを求める。
【００１６】
【数５】
0003795422.tif 000006
【００１７】
（xR、yR、zR）、（xG、yG、zG）、（xB、yB、zB）は使用する画像提示装置におけるR, G, B信号のxy色度座標値である。これらの値は使用する装置により異なるため、あらかじめ測定しておくことが必要になる。あるいは、後述するように平均的な値（例：NTSC色度座標）を用いることもできる。（LR、LG、LB）は、点滅光の各色をもたらすR, G, B各信号の輝度値である。式（５）から得られた三刺激値X, Y, Zを式（４）に代入し、三錐体（L, M, S）の応答量を求めることができる。
【００１８】
以上のように、錐体応答量（L1、M1、S1、L2、M2、S2）は、測定された点滅光を構成する各色の特性（xy色度座標値、輝度値、分光感度特性）と、既知である３錐体の分光感度特性（Smith & Pokorny, 1975）から計算できる。あるいは、あらかじめ入力された色特性値（画像提示装置のxy色度座標値、点滅光のRGB値）から錐体応答量を計算することもできる。
【００１９】
このようにして求められた、点滅光を構成する二色における各錐体の応答量を式（１）に入力して視覚負荷度を導出する。最後に、計算された値を出力する。式（１）の各項における分母は、点滅光を構成する各色の輝度である。一方の色の輝度はL1＋M1、もう一方の色の輝度はL2＋M2となる。各項の分子は、各色におけるL錐体とM錐体の応答量の差分、すなわち反対色成分である。点滅光を構成する一方の色の反対色成分はL1―M1、もう一方の色の反対色成分はL2―M2である。視覚負荷度を計算するため、２項の差分の絶対値を算出する。点滅光が他のパターンの見えを阻害する場合、式（１）の値が大きくなる。
【００２０】
式（１）の導出は、以下の心理実験に基づいている。まず、ある輝度コントラストを持つパターン（正弦波格子縞パターン）をコンピュータで作成する。続いて、点滅光を構成する背景色を二色選び、観察者に対してパターンと点滅光を同時に提示する（図２）。観察者は、パターンが見えるか否かを判断する。階段法（H. Levitt, Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 49, p.467 (1971) ）のアルゴリズムにより、観察者が正答したら輝度コントラストを下げ、観察者が誤答したら輝度コントラストを上げる。このようにパターンの輝度コントラストを再度計算し、パターンと点滅光を再び提示する。この試行を繰り返すことにより、観察者がパターンを発見できる最小の輝度コントラスト値（コントラスト閾）を決定する。このコントラスト閾が大きいほど点滅光の存在により他のパターンが見えにくくなることを示しているため、この値を視覚負荷度として定義する。そして、点滅光を構成する色を変えて、同様の測定を行う。その際には、二色の錐体応答量を増減させることにより、用いる画像提示装置で提示可能な色空間を全面的に調査する。この結果、コントラスト閾と錐体応答量は式（１）で表される関係にあることがわかった。さらに、式（１）は、色の点滅間隔の時間（すなわち色点滅の時間周波数）が４Hzから１５Hzという広い範囲にわたって適用できることがわかった（例えば問題となったテレビ番組における色点滅の時間周波数は１２Hzであった）。そのため、視覚負荷度として式（１）を用いた。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１を参照すると、本発明の一実施形態の視覚負荷度測定装置は色特性入力部１と点滅光作成部２と点滅光提示部３と点滅光測定部４と視覚負荷度計測部５と視覚負荷度出力部６で構成されている。
【００２３】
色特性入力部１は、点滅光を構成する二色の色特性と、点滅光の時間周波数をキーボード等から入力する。入力された色特性に基づいて点滅光作成部２において、点滅光が作成される。点滅光はあらかじめ入力された二つの色を持つフレーム（画面）を、入力された時間周波数により、交互に提示するものである。この点滅光は、点滅光提示部３で画像提示装置に提示される。色特性測定部４により、点滅光提示部３で提示された点滅光の色特性を測定する。そこで得られた色特性値を用いて、視覚負荷度計算部５において、点滅光を構成する二色の各々の色の錐体応答量（L1、M1、S1、L2、M2、S2）を計算し、錐体応答量を式（１）に代入して視覚負荷度を計算する。なお、点滅光測定部４における測定を回避して、色特性入力部１に入力された色特性値を視覚的負荷度計算部５へ送ることによっても、同様に視覚負荷度が計算できる。このように計算された視覚負荷度は、視覚負荷度出力部６により、ディスプレイに表示され、またはプリンタで印刷され、ユーザに提示される。
【００２４】
前者（図１）の装置と後者の装置（入力された色特性を視覚負荷度計算部５へ送る）との差は、画像提示装置の表示特性や画像提示装置がおかれている環境による影響を考慮に入れるか入れないかにあり、表示装置の特性や観測環境が重要な場合には、前者の測定装置が有効であり、色特性のみの負荷を測定するには、後者の装置で簡易に測定することができる。
【００２５】
後者の場合は、使用する画像提示装置におけるR、G、B信号のxy色度座標が既知であれば、その値を用いて視覚負荷度を算出することができる。画像提示装置におけるRGB信号のxy色度座標が未知である場合には、各画像提示装置において、これらの値にさほど大きな変動がないと仮定することにより、視覚負荷度を推定することができる。例えば、RGB信号のxy色度座標値として、一般的なNTSC色度座標[（xR=0.67,yR=0.33）（xG=0.21,yG=0.71）（xB=0.14,yB=0.08）]を使う。すると、色特性入力部１から入力した色パターンのRGB値（LR,LG,LB）から、三刺激値X,Y,Zが計算される（式（５））。この値を式（４）に代入することにより、錐体応答量を求めることができる。
【００２６】
この装置により、点滅光がどの程度の視覚的負荷をもたらすのかを定量的に示すことができる。式（１）は、視覚負荷度が、点滅光を観察する観察者の網膜上における錐体の応答量に基づいていることを示している。式（１）からわかるように、点滅する色の間で、各色の反対色応答（L錐体の応答とM錐体の応答の差分）の違いが大きくなるにつれて、視覚負荷度が大きくなる。したがって、図３（１）に示したような色の組み合わせ（赤と青緑）による点滅光の視覚負荷度は大きい。視聴者に光過敏症を引き起こしたことで問題になったテレビ番組で用いられていた色の組み合わせは、１３.８という高い負荷度を示した（図３（３））。
【００２７】
また、式（１）からわかるように、点滅光を構成する色により、点滅光を構成する二色の間でS錐体の応答量（S1とS2）が変化しても、視覚負荷度は変化しない。このことから、S錐体の応答変化のみにより知覚される色による点滅光（例えば紫と黄緑）（図３（２））は、視覚負荷度が最小の点滅光であると言える。実際上式に当てはめると、光過敏発作を引き起こす可能性のある赤と青の点滅光は、紫と黄緑の点滅光に比べて１５倍以上視覚負荷度が高いことがわかった。このように、映像における視覚効果として色点滅光を用いる場合、本装置により、その視覚負荷度を定量的に測定することができる。
【００２８】
なお、図１に示した処理は専用のハードウェアにより実現されるもの以外に、その機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フロッピーディスク、光磁気ディスク、CD―ROM等の記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク装置等の記憶装置を指す。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、インターネットを介してプログラムを送信する場合のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体もしくは伝送波）、その場合のサーバとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、テレビや映画における視覚効果として用いられている点滅光の視覚負荷度を、人間の視覚生理学的メカニズムに基づいて推定することにより、視覚効果としての点滅光の視覚負荷度を適切に調節することが可能になる。この方法を用いれば、例えばビデオゲームやインターネットで配信されるコンテンツに含まれる視覚負荷度が大きな刺激を選択的に排除したり、負荷が小さくなるように変調したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の視覚負荷度測定装置のブロック図である。
【図２】式（１）を導き出す実験において用いた視覚パターンの例を示す図である。
【図３】視覚的負荷度と色の組み合わせの関係例を示す図である。
【符号の説明】
１    色特性入力部
２    点滅光作成部
３    点滅光提示部
４    点滅光測定部
５    視覚負荷度計算部
６    視覚負荷度出力部
【図１】
0003795422.tif 000007
【図２】
0003795422.tif 000008
【図３】
0003795422.tif 000009