(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ機器が位置する空間に存在する照明光の色度を，特定の照明光に対して等色性を有する色紙の対を各種の照明光に対してそれぞれ用意した判別手段を用いて視感的に測定し，前記ディスプレイ機器の輝度に対する前記照明光の輝度比を，前記ディスプレイ機器の明るさと前記ディスプレイ機器上に位置するホワイトペーパーの明るさとの比から得る工程と；
前記照明光の色度及び輝度比を用いて前記ディスプレイ機器の視感的なホワイトの移動率を決める工程と；
前記移動率を用いて前記照明光の影響がなくなるディスプレイ機器の新たな視感的なホワイトを得る工程と；
前記ディスプレイ機器にディスプレイされるカラーイメージのホワイトを前記新たな視感的なホワイトに移動させる工程と；
を備えることを特徴とする各種の照明光下におけるカラーイメージのディスプレイ方法。
【請求項２】
前記ディスプレイ機器のホワイトと前記照明光のホワイトとの間のｕ’−ｖ’座標における距離をＤ，前記ディスプレイ機器のホワイトと前記照明光のホワイトの輝度比をＹｒとした場合に，前記ディスプレイ機器のホワイトから前記照明光のホワイトへの移動率（ＳＲ）が，次式により決められることを特徴とする，請求項１に記載の各種の照明光下におけるカラーイメージのディスプレイ方法。
ＳＲ＝［−0.751＊（Yr）＋3.190］＊Ｄ＋［−0.159×（Yr）＋0.176］
【請求項３】
ディスプレイ機器が位置する空間に存在する照明光の色度及び前記ディスプレイ機器の輝度に対する前記照明光の輝度比を，色度及び輝度測定機器を用いて測定する工程と；
前記照明光の色度及び輝度比を用いて前記ディスプレイ機器の視感的なホワイトの移動率を決める工程と；
前記移動率を用いて前記照明光の影響がなくなるディスプレイ機器の新たな視感的なホワイトを得る工程と；
前記ディスプレイ機器にディスプレイされるカラーイメージのホワイトを前記新たな視感的なホワイトに移動させる工程と；
を備えることを特徴とする各種の照明光下におけるカラーイメージのディスプレイ方法。
【請求項４】
前記ディスプレイ機器のホワイトと前記照明光のホワイトとの間のｕ’−ｖ’座標における距離をＤ，前記ディスプレイ機器のホワイトと前記照明光のホワイトの輝度比をＹｒとした場合に，前記ディスプレイ機器のホワイトから前記照明光のホワイトへの移動率（ＳＲ）が，次式により決められることを特徴とする，請求項３に記載の各種の照明光下におけるカラーイメージのディスプレイ方法。
ＳＲ＝［−0.751＊（Yr）＋3.190］＊Ｄ＋［−0.159×（Yr）＋0.176］
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，各種の照明光下におけるカラーイメージのディスプレイ方法に係り，特に各照明光の色度及び輝度による影響を取り除いて，照明光に問わず，視感的に一定なカラーイメージをディスプレイするための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラーイメージのディスプレイ方法として，例えば機器独立的な色処理方法が知られている。これは，カラー入出力機器の色信号と標準色信号との関係を設定する方法であり，機器特性化方法に基づくものである。この方法は，入力されたイメージとディスプレイされたイメージとの間の測色的な色の一致は達成できる。しかしながら，この方法は，照明光の色度や明るさの影響を全然考慮していないので，照明光の色度や明るさが変化する場合の影響を排除することができない。
【０００３】
一方，この色処理方法の問題を補完するための従来の技術として，視感的なカラーモデルを用いて色処理技術を適用する方法も知られている。この方法は，ディスプレイ機器とプリンター照明光源の色度と明るさなどを考慮に入れた方法である。しかしながら，この方法は，ディスプレイ機器上のカラーイメージの観察条件とカラープリンター出力物の観察条件との相互影響のない独立的な観察条件にのみ適用されうる方法である。特に，この方法の観察条件は真っ黒や暗い条件，すなわち，照明光の色度や明るさによる影響がない場合に限定している。したがって，この方法は，ディスプレイ機器上のカラーイメージを事務所などの照明光下において観察するような一般的な観察環境に適用するには限界がある。特に，上述した従来の技術はモニターの色度や照明光の色度との差が大きくなるほど，大きな問題を有する。これは，ディスプレイ上のイメージを観察するとき，観察者の色順応状態の変化を反映せず，かつ，ディスプレイ機器の表面から反射される照明光の一定の光レベルを考慮していないからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって，本発明の目的は上述した問題点を解消するために各照明光の色度及び輝度による影響を取り除いて，照明光に問わず視感的に一定のカラーイメージをディスプレイするための方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために，本発明による各種の照明光下におけるカラーイメージのディスプレイ方法は，ディスプレイ機器が位置する空間に存在する照明光の色度及び前記ディスプレイ機器の輝度に対する前記照明光の輝度比を測定する工程と，前記照明光の色度及び輝度比を用いて前記ディスプレイ機器の視感的なホワイトの移動率を決める工程と，前記移動率を用いて前記照明光の影響がなくなるディスプレイ機器の新たな視感的なホワイトを得る工程と，前記ディスプレイ機器にディスプレイされるカラーイメージのホワイトを前記新たな視感的なホワイトに移動させる工程とを備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下，添付した図面に基づき本発明の実施の形態を詳しく説明する。本発明においては，ディスプレイ機器が位置する空間の照明光に対する情報として，照明光の色度及び輝度を用いる。この照明光の色度及び輝度の測定は，機器を用いたり，視感的に測定することができる。機器を用いて測定する場合は，ラジオメータ（ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ）を用いて照明光の色度及び輝度を同時に測定する。
【０００７】
一方，照明光の色度及び輝度を視感的に測定する場合は，先ず色度については，色度の知られている各種の照明光に対して等色性を有する色紙の対を各照明光に対してそれぞれ用意した判別手段を用いて視感的に測定する方法を用いることができる。図１を参照して説明すると，各種の照明光源１として白熱灯（Ａ）や蛍光灯（Ｆ２，Ｆ５，Ｆ８及びＦ１１）などを準備し，これら各照明光源１からの照明光の下においてそれぞれ等色性を満たす相異なる分光特性を有する色紙の対２ａ〜２ｅを予め用意しておく。例えば，図１に示した例についていえば，色紙の対２ａは蛍光灯（Ｆ２）の光源下においてのみ等色性を満たし，色紙の対２ｂは蛍光灯（Ｆ５）の照明光下のみにおいて等色性を満たし，色紙の対２ｃは蛍光灯（Ｆ８）の照明光下のみにおいて等色性を満たし，色紙２ｄの対は蛍光灯（Ｆ１１）の照明光下のみにおいて等色性を満たし，色紙の対２ｅは白熱灯（Ａ）の照明光下のみにおいて等色性を満たす。このような色紙の対２ａ〜２ｅを備えた判別手段を用いれば，各色紙の対２ａ〜２ｅは特定の一つの照明光１下にのみ等色性を満たすので，観察者により同色として認められ，残りの四つの色紙の対２ａ〜２ｅは相異なる色として認められる。これにより，照明光の種類を知り，その色度を判別することができる。
【０００８】
次に，照明光の輝度を視感的に測定するためには，図２に示すように，ディスプレイ機器３上に並列にディスプレイされたホワイト（ホワイトイメージ）４とホワイトペーパー５との明るさの比を視感的に決める方法を用いる。即ち，観察者はディスプレイ機器３のホワイト４とホワイトペーパー５を観察して明るさの比を数値に表現し，これによる輝度比をＣＩＥ  ＬＡＢ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系：ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊  ｃｏｌｏｒ  ｓｐａｃｅ）を用いて計算することができる。
【０００９】
即ち，例えばディスプレイ機器３のホワイト４がホワイトペーパー５より二倍も明るく感じたとする。この場合，並列に配列されたホワイト４とホワイトペーパー５を一つのイメージとして見なすと，イメージ全体のホワイトは明るい部分のイメージの輝度として記述されうる。すなわち，ディスプレイ機器３のホワイト４が全体イメージのホワイトとなる。したがって，ＣＩＥ  ＬＡＢの定義によれば，ディスプレイ機器３のホワイト４の明るさ値Ｌ＊disは１００となる。そして，ディスプレイ機器３のホワイト４を二倍も明るく感ずるので，ホワイトペーパー５の明るさ値Ｌ＊wpは５０となる。一方，Ｌ＊wpを輝度比により表すと，次式（１）のようになる。
【００１０】
【数１】
0003749327.tif 000002
【００１１】
したがって，ディスプレイ機器３に対するホワイトペーパー５の輝度比（Ｙwp／Ｙdis）は次式（２）のように表すことができる。
【００１２】
【数２】
0003749327.tif 000003
【００１３】
この方法を用いると，照明光の色度と照明光のディスプレイ機器３に対する輝度比がわかることになる。すなわち，ディスプレイ機器３のホワイト４がホワイトペーパー５に比べてｒ（ｒ≧１．０）倍明るい場合は，輝度比（Ｙwp／Ｙdis）は［（１００／ｒ＋１６）／１１６］3によって計算され，ディスプレイ機器３のホワイト４がホワイトペーパー５に比べてｒ’（ｒ’≧１．０）倍暗い場合は，輝度比（Ｙwp／Ｙdis）は［（１００／ｒ’＋１６）／１１６］-3によって計算されることになる。
【００１４】
一方，ディスプレイ機器上の色に対する照明光の影響は，観察者の色順応状態の変化により生じ，この色順応状態の変化は，視感的な側面でディスプレイ機器のホワイトの移動による。本発明の実施の形態においては，このようなディスプレイ機器の視感的なホワイトの変化を測定するにあたり，照明光の色度及び輝度，ディスプレイ機器の色度及び輝度による影響を定量的に測定した。ディスプレイ機器の色度及び輝度はそれぞれ９３００°Ｋと６０ｃｄ／ｍ2に固定した。観察者に一定の色順応状態を提供するための色順応用の刺激は１２．５°の正方形のイメージであり，明るさ（Ｌ＊）及び色度（ａ＊，ｂ＊）が任意に与えられる約２×２ｍｍ2の大きさの多数の任意点からなる。全体的な輝度は中間灰色のようなホワイトの０．２倍の１２．０ｃｄ／ｍ2に設定した。色順応用刺激の他のディスプレイ領域はブラック状態に保持した。観察者の色順応状態，すなわち，２°の大きさの色領域である視感的なホワイトを探すための試験刺激は色順応用刺激の中央部に位置する。初期に観察者に提供される試験刺激は任意の色からなっているが，過度に高い彩度の色を避けるため，ＣＩＥ  ＬＡＢのａ＊及びｂ＊値を−１０〜＋１０の範囲値に限定し，輝度は１２．０ｃｄ／ｍ2に固定した。かつ，２００ｍｓｅｃほどディスプレイした後，１８００ｍｓｅｃは“オフ”とし，２ｓｅｃ周期をもって点滅するようにした。この際，観察者は試験刺激が灰色になるように調節する。その調節を容易にするため，ａ＊及びｂ＊平面上で色が調節されるようにした。照明光としては，Ｆ２，Ｆ５及びＦ８などの蛍光灯を用いた。これらに対する色度（ＣＩＥ１９７６ＵＣＳ色度図における色度座標（ｕ’，ｖ’））及び色温度をディスプレイ機器の色度（ＣＩＥ１９７６ＵＣＳ色度図における色度座標（ｕ’，ｖ’））及び色温度と共に表１に示した。
【００１５】
【表１】
0003749327.tif 000004
【００１６】
本発明においては，ディスプレイ機器の視感的なホワイトの変化量を移動率により記述する。照明光がＦ２の場合，移動率の計算方法を図３を参照して説明すると，次のとおりである。
【００１７】
図３に示すように，移動率は，ディスプレイ機器のホワイトポイント１０とＦ２の場合の照明光の色度点１１との直線距離（Ｌ）に対して，視感的なホワイトポイント１２とディスプレイ機器のホワイトポイント１０との距離（Ｌ’）の比を計算することにより求める。すなわち，移動率はＬ’／Ｌとして定義される。この計算のすべては，図３に示す均等色空間ｕ’−ｖ’平面で行われる。なお，この図３に示すように，視感的なホワイトポイント１２がディスプレイ機器のホワイトポイント１０と照明光の色度点１１を連結する直線からずれている場合には，視感的なホワイトポイント１２から直線（ディスプレイ機器のホワイトポイント１０と照明光の色度点１１を連結する直線）に垂線を降ろし，その直交点とディスプレイ機器のホワイトポイント１０との距離をＬ’として求める。
【００１８】
一方，照明光がＦ２の場合における，照明光の輝度変化によるディスプレイ機器のホワイトの変化を図４を参照して説明すると，次のとおりである。
【００１９】
図４に示すように，輝度が３３ｃｄ／ｍ2（点Ａ）の場合は，ディスプレイ機器の視感的なホワイトポイントは本来のディスプレイ機器のホワイトポイント１０である９３００°Ｋに対してＦ２の色度方向に１２．１％程度ほど移動した。輝度が６１ｃｄ／ｍ2（点Ｂ）及び９５ｃｄ／ｍ2（点Ｃ）の場合はそれぞれ１４．５％及び２１．５％程度ほど移動した。この図４に示されるように，輝度が増加した場合でも，ディスプレイ機器の視感的なホワイトポイントは，いずれも照明光の色度とディスプレイ機器の色度との間に位置する傾向があるということがわかる。
【００２０】
なお，照明光がＦ８及びＦ５の場合についての照明光の輝度変化によるディスプレイ機器のホワイトの変化は，それぞれ図５及び図６に示したとおりである。
【００２１】
図７は，各々の照明光における照明光の輝度増加によるディスプレイ機器の視感的なホワイトの変化を，移動率とｕ’−ｖ’平面における距離の関係によって示したものである。輝度の増加に応じて移動率が増加することがわかる。図７に示した三種類の輝度について各々の色度点間の距離と移動率との関係を，距離に対する１次式として近似し，それらの傾きＡと切片Ｂを表２に示した。
【００２２】
【表２】
0003749327.tif 000005
【００２３】
照明光による移動率ＳＲ（Ｓｈｉｆｔ  Ｒａｔｉｏ）は照明光の色度とディスプレイ機器の色度との距離をＤとすると，次式（３）のようにＤに対する１次式で示すことができる。
【００２４】
【数３】
0003749327.tif 000006
【００２５】
前記の式（３）の傾きＡと切片Ｂは，照明光の輝度に対する関数となることが表２からわかり，その関係を図８に示した。この際，係数の輝度依存性は照明光とディスプレイ機器のホワイトの輝度比（Ｙｒ＝ｙｉ／ｙｃ）により表わされる。
【００２６】
一方，図８に示した係数Ａ，Ｂの輝度比による依存性も線形関係を示すので，次の式（４）及び式（５）のように１次式を用いて表すことができる。
【００２７】
【数４】
0003749327.tif 000007
【数５】
0003749327.tif 000008
【００２８】
したがって，照明光によるディスプレイ機器の視感的なホワイトの移動率（ＳＲ）は，照明光の色度とディスプレイ機器の色度の距離Ｄと，照明光とディスプレイ機器の輝度比Ｙｒとの関数により次式（６）のように表すことができる。
【００２９】
【数６】
0003749327.tif 000009
【００３０】
前記の式（６）を用れば，ディスプレイ機器の色度と輝度を知っている場合，任意の色度と輝度を有する照明光によるディスプレイ機器の視感的なホワイトの移動率を計算することができる。ディスプレイ機器と照明光の輝度が殆ど同じ場合は，Ｙｒ＝１．０なので，前記の式（６）は次式（７）のように単純になる。
【００３１】
【数７】
0003749327.tif 000010
【００３２】
一方，照明光によるディスプレイ機器のホワイトの変化を実際のディスプレイ機器に反映するとき，上述したように定義された移動率は，照明光の色度とディスプレイ機器の色度を連結する直線上における移動程度を決める。したがって，座標では，二つのホワイト間の計算された点が日光の軌跡からずれることがある。本発明で用いられた均等色座標であるｕ’−ｖ’座標はｘ−ｙ座標に比べてより直線に近い日光の軌跡を有するので，移動した色度点が日光の軌跡から遠くずれることは少ない。しかしながら，ｘ−ｙ座標を用いる場合，あるいは，より日光の軌跡に近い色度点を用いようとする場合には，移動した色度点から最も近く位置する日光の軌跡上の色度点を用いるべきである。ｕ’−ｖ’座標で計算された色度点から最も近く位置する日光の軌跡上の色度点を探すためには，ｕ’−ｖ’座標で日光の軌跡を記述する次式（８）が用いられる。
【００３３】
【数８】
0003749327.tif 000011
【００３４】
一方，任意の色度点から最も近くに位置する日光の軌跡上の色度点を探す方法には，シンプレックスアルゴリズム（ｓｉｍｐｌｅｘ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの各種の方法がある。上述した方法によりディスプレイされる色に影響を及ぼす照明光の色度とディスプレイ機器の輝度に対する照明光の輝度比を検出することができ，これにより，ディスプレイ機器の視感的なホワイトの移動率が計算できる。このように計算された移動率を用いて照明光の影響がなくなるディスプレイ機器の新たな視感的なホワイトを計算することができる。上述したように計算されたディスプレイ機器の新たな視感的なホワイトを用いてディスプレイされるイメージのホワイトを新たな視感的なホワイトに移動させることにより，照明光の影響を取り除くことができる。この際，新たな視感的なホワイトへの変換のための方法には，ディスプレイ機器の新たな視感的なホワイトを用いて新たなルックアップテーブルを作成するか，標準色空間におけるホワイト変換を行うことにより可能である。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように，本発明による各種の照明光下におけるカラーイメージのディスプレイ方法では，どの照明光下でも視感的に一定のカラーイメージをカラーディスプレイ機器上に再現することができ，照明光の色度及び輝度比を視感的に測定することにより，高コストの測色装備を必要としないといった特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】等色性を利用して照明光の色度判別する方法を説明するための図面である。
【図２】明るさ比較のためのディスプレイ機器のホワイト及びホワイトペーパーの配列を示す図面である。
【図３】ホワイト点の移動率を計算する方法を説明するためのグラフである。
【図４】照明光がＦ２の場合の，ディスプレイ機器のホワイト点の移動を示すグラフである。
【図５】照明光がＦ８の場合の，ディスプレイ機器のホワイト点の移動を示すグラフである。
【図６】照明光がＦ５の場合の，ディスプレイ機器のホワイト点の移動を示すグラフである。
【図７】照明光Ｆ２，Ｆ８，Ｆ５のそれぞれ場合の，輝度増加に応じる視感的なホワイトの移動率を示すグラフである。
【図８】色度点間の距離に応じる移動率の表現式において，係数ＡとＢの輝度比に対する依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  照明光源
２ａ〜２ｅ  色紙の対
３  ディスプレイ機器
【図１】
0003749327.tif 000012
【図２】
0003749327.tif 000013
【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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