CN111868508A - 光泽值计算装置、光泽值测量装置、光泽颜色的色调量化装置以及光泽值计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种使用进一步提高了与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的光泽值的计算方法来计算光泽值的装置。用于实现上述目的的本发明涉及光泽值计算装置。上述光泽值计算装置具有：峰值计算部，使用对照射至物体的测量光反射而成的反射光进行测量而获得的相对于受光角度的亮度或者反射强度的分布信息，求出上述分布信息中的亮度或者反射强度的峰值的高度以及宽度；以及光泽值计算部，计算用上述峰值的高度相对于上述峰值的宽度的比例来表示的光泽值。
Description
技术领域
本发明涉及光泽值计算装置、光泽值测量装置、光泽颜色的色调量化装置以及光泽值计算方法。
背景技术
在制作用于标签、包装以及公告打印物等的图像时，希望在决定图像的色调等的订购者、和制作具有决定出的色调的图像的接受订单者之间，能够共识想要表现的图像的色调等。例如，与色调有关的信息通过CIE Lab颜色空间中的L＊、a＊以及b＊的数值、以及RGB彩色模型中的R、G以及B等的数值，来表现图像的色调等，并能够在上述各参与者之间传递并共享信息。
在想要制作具有金属光泽的图像时，对于光泽，也同样希望在各参与者之间传递并共享信息。
作为使光泽数值化的方法，提出了Hunter的对比光泽度、Flop Index以及Flip－Flop法等、根据在向图像入射测量光时在不同的反射角观测到的亮度之差或者比来使光泽数值化的方法。另外，在专利文献1中，记载了对拍摄被测量面而获得的浓度等参数进行主成分分析，并对光泽相同程度的图像数据进行组化的方法。另外，在专利文献2中，通过使测量光的入射角度变化并且求出粉体的双向反射率分布函数(Bidirectional ReflectanceDistribution Function：BRDF)时的、BRDF的半值宽度以及峰值是否收纳于一定的范围内，来评价该粉体是否具有如珍珠那样的特有的质感(渗出)的方法。另外，在专利文献3中，将通过变角光度计获得的反射强度－试样旋转角度曲线的峰值宽度(2σ)与峰值的高度(H)之比(2σ/H)作为纤维的光泽值来使用。
专利文献1:国际公开第2005/075961号
专利文献2:日本特开2016－197035号公报
专利文献3:日本特开2011－162886号公报
如上所述，提出了用于使光泽数值化的各种方法。但是，这些任方法所获得的光泽值与人通过目视观察感觉到的光泽感的相关性并不那么高，不能说通过所获得的光泽值能够充分地表现人通过目视观察感觉的光泽感。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的光泽值的计算方法、使用该方法来计算光泽值的装置以及测量光泽值的装置、使用通过该方法计算出的光泽值来量化光泽颜色的色调的装置、以及使用计算出的光泽值来形成图像的装置。
用于解决上述课题的光泽值计算装置具有：峰值计算部，求出对照射至物体的测量光反射而成的反射光进行测量而获得的相对于受光角度的亮度或者反射强度的分布信息中的、上述亮度或者反射强度的峰值的高度或者面积以及上述亮度或者反射强度的峰值的宽度；以及光泽值计算部，计算用上述峰值的高度或者面积相对于上述峰值的宽度的比例来表示的光泽值。
另外，用于解决上述课题的光泽值测量装置具有：变角光度计，在相互不同的多个受光角度下测量被照射至物体并被上述物体反射而成的反射光的放射强度；以及上述光泽值计算装置。
另外，用于解决上述课题的光泽颜色的色调量化装置具有：上述光泽值计算装置；以及刺激值输出部，对上述光泽值测量装置测量出的光泽值和上述物体的色度进行组合，并作为表示颜色空间中的上述物体的光泽颜色的刺激值来输出。
另外，用于解决上述课题的光泽值计算方法具有：求出对照射至物体的测量光反射而成的反射光进行测量而获得的相对于受光角度的亮度或者反射强度的分布信息中的、上述亮度或者反射强度的峰值的高度或者面积以及上述亮度或者反射强度的峰值的宽度的工序；以及计算用上述峰值的高度或者面积相对于上述峰值的宽度的比例表示的光泽值的工序。
根据本发明，提供一种进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的光泽值的计算方法、使用该方法来计算光泽值的装置以及测量光泽值的装置、使用通过该方法计算出的光泽值来量化光泽颜色的色调的装置、以及使用计算出的光泽值来形成图像的装置。
附图说明
图1是表示有关本发明的第一实施方式的光泽值测量装置的概要的框图。
图2是使用有关本发明的第一实施方式的光泽值测量装置测量试样的光泽值的方法的流程图。
图3是表示在本发明的第一实施方式中分布信息创建部创建的分布信息的在横轴绘制受光角度(θ)、在纵轴绘制亮度(L＊)的图表的一个例子。
图4是表示将函数拟合到图3所示的图表中的情况的图表。
图5A是表示入射至物体的入射光的一部分为正反射出的光，另一部分为漫反射出的光的情况的示意图，图5B是在图4中对图5A的情况进行说明的图表。
图6是使用有关本发明的第二实施方式的光泽值测量装置测量试样的光泽值的方法的流程图。
图7是表示有关本发明的第三实施方式的色调量化装置的概要的框图。
图8是表示在本发明的第三实施方式中获得的以色度以及光泽感为坐标轴的颜色空间的概念图。
具体实施方式
[第一实施方式]
图1是表示有关本发明的第一实施方式的光泽值测量装置100的概要的框图。图2是使用第一实施方式中的光泽值测量装置100测量试样的光泽值的方法的流程图。
光泽值测量装置100具有变角光度计110、光泽值计算装置120、以及显示装置130。
此外，虽然未图示，但光泽值测量装置100例如具备作为处理器的CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)、储存有控制程序的ROM(Read Only Memory：只读存储器)等存储介质、RAM(Random Access Memory：随机存储器)等作业用存储器、以及通信电路。在该情况下，光泽值测量装置100的功能通过CPU执行控制程序来实现。用于执行光泽值测量装置100的处理的程序的至少一部分被保存于服务器，但上述程序的至少一部分也可以被保存于云服务器。
变角光度计110在不同的多个受光角度下测量入射至试样中的具有一定的色调的区域的测量光被上述区域反射而成的反射光的放射强度(工序S110)。变角光度计110具有载置试样的工作台、射出测量光的光源、将光源射出的测量光照射至载置于工作台的试样的光学系统、以及对照射至载置于工作台的试样并被上述试样反射而成的反射光的放射强度进行测量的受光器(均未图示)。变角光度计110使载置有试样的工作台旋转并且使将测量光照射至试样的角度与上述旋转同步地变化、或使受光器相对于载置于工作台的试样的角度变化，而在不同的多个受光角度测量针对以一定的入射角入射的测量光的上述反射光的放射强度。上述反射光的放射强度可以在受光角度的二维分布(角度[deg]以及平面角[rad]等)中测量，也可以在受光角度的三维分布(立体角[st]以及平方度[deg2]等)中测量。
使测量光入射至试样的角度能够任意地设定，但若考虑对如菲涅耳反射率取决于入射角那样的试样进行测量的情况，则在上述试样中也优选设定为由入射角引起的反射率的变动较小的角度区域亦即30°以上60°以下。
与一般的颜色相比，光泽颜色将入射至物体的光中的更多的光反射为指向性的正反射。因此，认为在被光泽颜色反射并被感知的光的空间分布中产生较大的指向性，且该指向性对人通过目视观察感觉的光泽颜色的色调的影响也较大。具体而言，上述人通过目视观察感觉的光泽颜色的色调受到反射光的亮度或者反射强度的朝向正反射的角度集中地分布的程度的影响。因此，受光角度的范围设定在包含至少能够接受被试样正反射出的反射光，并且，能够接收被试样漫反射出的反射光的至少一部分的角度的范围即可。例如，在入射角为45°的情况下，受光角度的范围为－20°～80°左右即可，但即使是0°～60°，也能够计算进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的光泽值。不同的多个受光角度间的间隔为能够获得用于后述的处理的分布信息的数量的可获得放射强度的范围即可。
变角光度计110将上述不同的多个受光角度、以该受光角度测量出的放射强度的数据通过通信电路发送至光泽值计算装置120。
作为测量光泽值的物体的试样为具有一定的形状的物体或者不定形并能够使测量光的至少一部分反射的物体即可，也可以是具有材料本身的色调的成型品，也可以是通过着色材料对成型体赋予色调的图像形成物。
光泽值计算装置120具有分布信息创建部122、峰值计算部124、光泽值计算部126以及输出部128的处理部。虽然未图示，但光泽值计算装置120例如具备作为处理器的CPU(Central Processing Unit)、储存有控制程序的ROM(Read Only Memory)等存储介质、RAM(Random Access Memory)等作业用存储器、以及通信电路。在该情况下，光泽值计算装置120的功能通过CPU执行控制程序来实现。用于执行光泽值计算装置120的处理的程序的至少一部分被保存于服务器，但上述程序的至少一部分也可以被保存于云服务器。另外，虽然未图示，但光泽值计算装置120具备接收从变角光度计110发送出的信号的接收部、以及将输出部128生成的信号发送至显示装置130的发送部。
分布信息创建部122基于从变角光度计110发送并由光泽值计算装置120所具有的接收部接收到的不同的多个受光角度、以及在该受光角度测量出的放射强度的数据，来创建亮度或者反射强度(反射率或辉度)的分布信息(工序S120)。
上述分布信息例如能够表示为在横轴绘制受光角度、在纵轴绘制亮度或者反射强度的图表。
图3是表示在本实施方式中由分布信息创建部122创建的分布信息的在横轴绘制受光角度(θ)、在纵轴绘制亮度(L＊)的图表的一个例子。在图3中，在纵轴使用CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的亮度(L＊)，但也可以在纵轴将Hunter1948 L，a，b颜色空间中的亮度(L)，CIE1931 XYZ颜色空间中的Y成分值等作为亮度来使用，也可以在纵轴使用测量光的反射强度(反射率或者辉度)。从进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的观点考虑，优选这些中的CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的亮度(L＊)等通过被修正为适合人的感知的心理度量值来表示亮度的值。分布信息创建部122能够根据上述放射强度以及测量光的强度，通过公知的方法来计算这些亮度以及反射强度。
在本实施方式中，分布信息创建部122创建CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的亮度(L＊)的分布信息。
在照射测量光的试样的区域具有光泽时，如图3所示，在分布信息中，出现源自被上述区域正反射出的反射光的亮度或者反射强度的峰值P、以及源自被上述区域漫反射出的反射光的基底B。
峰值计算部124计算由分布信息创建部122创建的分布信息中的亮度或者反射强度的峰值P的高度或者面积、以及亮度或者反射强度的峰值P的宽度(工序S130)。
峰值P的高度也可以为成为峰值P的受光角度上的亮度或者反射强度的值(图表中的峰值的高度)。但是，上述的峰值P的宽度通常为例如半值宽度以相对于基底B的高度的峰值P的高度为基准等、考虑了基底B的高度的值。因此，从采取与峰值P的宽度的整合的观点考虑，峰值P的高度优选为峰值P中的亮度或者反射强度的值与基底B中的亮度或者反射强度的值之差。
峰值P的面积可以是从基底开始(相对于基底线的增加率成为规定的水平以上的点。)到基底结束(相对于基底线的增加率成为规定的水平以下的点。)的峰值的面积，也可以是从峰值开始到峰值结束(这些均为与邻接的峰值之间的亮度或者反射强度最小的点。)的面积，也可以是包含峰值P的半峰半宽以及半峰全宽的半值宽度的范围内的面积。
峰值P的宽度可以为包含峰值P的半峰半宽以及半峰全宽的半值宽度，也可以为将多成分函数拟合到分布信息中而获得的式子中的在不同的受光角度出现的多个拐点间的间隔。
在本实施方式中，峰值计算部124将上述分布信息拟合到函数中，并计算峰值P的高度或者面积、以及峰值P的宽度(参照图4)。上述函数可以是为了使光谱中的峰值的形状拟合而通常使用的连续函数即可，例如能够为洛伦兹函数、高斯函数、福格特函数以及伪福格特函数等函数。这些函数选择根据峰值P的形状较好地适合该峰值形状的函数。例如，根据本发明的判断力，由于在对光泽感较强的试样进行测量时，所获得的峰值为具有一定的下摆形状的山形的峰值形状，所以优选下摆形状也很适合的洛伦兹函数。此外，对于在对如镜子等那样的试样进行测量时，由于所获得的峰值为接近吊钟形状的峰值形状，所以优选非常适合吊钟形状的高斯函数、或者具有洛伦兹函数与高斯函数的中间的形状的福格特函数以及伪福格特函数。此外，上述函数也可以为作为双向反射分布函数(BRDF)来使用的Phong模型的式子、Torrance－Sparrow模型的式子、Trowbridge－Reitz模型的式子、以及Cook－Torrance模型的Beckman分布的式子等。
在本实施方式中使用的洛伦兹函数为用以下的式(1)来表示的函数。
[式1]
在式(1)中，常量H表示相对于基底B的峰值P的高度(亮度或者反射强度的值)，常量xs表示峰值位置(通常为正反射角度)，常量W表示半值宽度，常量B表示基底B的高度(亮度或者反射强度的值)。另外，在式(1)中，变量x表示受光角度。
峰值计算部124可以以实际测量出的分布信息(参照图3)与拟合而成的函数(参照图4)的偏差变小的方式，通过最小平方法以及最大似然估计法等，来推断常量H、xs、W以及B。另外，也可以使用微软公司制作的Excel(注册商标)所具有的解算器(注册商标)等、内置于商业软件包的软件来推断常量H、xs、W以及B。
光泽值计算部126使用峰值计算部124计算出的峰值P的高度或者面积、以及峰值P的宽度，来计算光泽值(工序S140)。
在本实施方式中，光泽值用峰值P的高度或者面积相对于峰值P的宽度的比例来表示。如图5A所示，入射至物体的入射光I的一部分成为正反射出的光P，另一部分成为漫反射出的光B(在图5A中，用距离入射光I入射的地点L的距离(表示正反射出的光P的实线的箭头的长度以及表示漫反射出的光B的虚线的箭头的长度)表示正反射出的光P以及漫反射出的光B的亮度或者反射强度。此外，为了容易理解，图5A中的光P以及光B的亮度或者反射强度进行了调整，而未准确地反映出实际测量并计算出的亮度或者反射强度)。如上所述，观察者感知的物体的光泽的程度受到入射至该物体的光反射而成的反射光的亮度或者反射强度的、朝向正反射的角度集中地分布的程度(空间分布的指向性)影响。
在本实施方式中，通过图5B所示的、正反射出的反射光P的亮度或者反射强度相对于正反射出的反射光的峰值的半值宽度W的比例，来表示作为表示上述空间分布的指向性的尺度的、朝向上述正反射的角度的反射光的亮度或者反射强度朝向正反射的角度集中地分布的程度。
例如，在本实施方式中，光泽值计算部126使用相对于峰值计算部124计算出的基底B的峰值的高度(H)、峰值的半值宽度(W)以及基底的高度(B)，计算用以下的式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)或者式(8)、优选用式(3)、式(4)、式(6)或者式(7)、更优选式用(3)或者式(6)来表示的值，并将该值设为光泽值。
[式2]
[式3]
[式4]
[式5]
[式6]
[式7]
[式8]
在式(6)～式(8)中，x是任意地规定的常量。另外，在式(2)～式(8)中，峰值P的高度(H－B)为绝对值。
或者，光泽值计算部126使用相对于峰值计算部124计算出的基底B的峰值的高度(H)以及峰值的半值宽度(W)，计算用以下的式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)或者式(15)、优选用式(10)、式(11)、式(13)或者式(14)、更为优选用式(10)或者式(13)来表示的值，并将该值设为光泽值。
[式9]
[式10]
[式11]
[式12]
[式13]
[式14]
[式15]
在式(13)～式(15)中，x是任意地规定的常量。
或者，在本实施方式中，光泽值计算部126基于峰值计算部124拟合上述分布信息而成的函数(f(x))，计算用以下的式(16)、式(17)、式(18)、式(19)、式(20)、式(21)或者式(22)表示的值，并将该值设为光泽值。
[式16]
[式17]
[式18]
[式19]
[式20]
[式21]
[式22]
此外，在式(16)～式(22)中，a以及b是表示峰值的两端部中的受光角度的值。例如，a能够为(x0－W/2)，b能够为(x0+W/2)(x0是峰值P的受光角度，典型地是成为正反射的角度。)。另外，在本实施方式中，在式(16)～式(22)中，We是与半值宽度(W)相同的值。另外，在式(16)～式(22)中，对峰值P的高度(H)进行积分，求出峰值P的面积，但也可以对峰值P的高度(H)与基底的高度(B)之差的绝对值进行积分，来求出峰值P的面积。
对于像这样表示的光泽值而言，正反射出的光P的亮度或者反射强度越高其越高，包含正反射出的光P的亮度或者反射强度较强的光的区域越窄其越高。此外，光泽值计算部126也可以将不取对数的值作为光泽值，但通过将如式(3)～式(5)、式(10)～式(12)、以及式(17)～式(19)所示，对构成上述比例的至少一个要素((H－B)、(H－B)/W等)取对数所得的值、或者如式(6)～式(8)、式(13)～式(15)、以及式(20)～式(22)所示，对构成上述比例的至少一个要素((H－B)、(H－B)/W等)进行乘方所得的值设为光泽值，来进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性。
由于通过上述式(3)～式(5)、式(10)～式(12)、以及式(17)～式(19)计算的光泽值根据Weber－Fechner的法则(人的感觉将作为物理量的刺激量的变化感知为与其对数成比例的量这样的法则)，通过取对数而被重新修正为近似人的感知，所以认为上述相关性进一步提高。另外，通过上述式(6)～式(8)、式(13)～式(15)、以及式(20)～式(22)计算的光泽值由于根据史蒂文斯幂定律(人的感觉将作为物理量的刺激量的变化感知为与其乘方成比例的量这样的法则)，通过乘方被重新修正为近似人的感知，所以认为上述相关性进一步提高。
在后述的实施例中得到证实，这样计算出的光泽值进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性。
另外，在后述的实施例中得到证实，若如式(16)～式(22)那样，对峰值P的高度进行积分求出峰值P的面积，并用峰值P的面积相对于峰值P的宽度(W)的比例来表示光泽值，则特别是针对低光泽的图像求出的光泽值的与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性进一步提高。
输出部128将光泽值计算部126计算出的光泽值作为表示上述区域的光泽颜色的数值来输出(工序S150)。另外，输出部128将上述数值转换为能够与光泽值计算装置120的外部的设备通信的信号。生成的信号从光泽值计算装置120所具有的发送部发送至显示装置130。
显示装置130是智能手机、PC、TV等的显示装置，将具有输出部128所生成的信号所包含的光泽值的图像显示于显示器(工序S160)。显示出的图像例如在制作用于标签、包装以及公告打印物等的图像时等，使决定图像的色调等的订购者与制作具有决定出的色调的图像的接受订单者之间的想要表现的图像的色调等的共识变得容易。
像这样，根据本实施方式，计算与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性进一步提高的光泽值。
[第二实施方式]
有关本发明的第二实施方式的光泽值测量装置除了峰值计算部124以及光泽值计算部126的功能不同以外，具有与有关上述第一实施方式的光泽值测量装置100相同的结构。图6是第二实施方式中的使用光泽值测量装置100来测量试样的光泽值的方法的流程图。
在本实施方式中，峰值计算部124将分布信息拟合到函数中，来计算峰值P的高度或者面积、以及峰值P的宽度。此时，峰值计算部124使分布信息拟合到一个函数(例如洛伦兹函数)中，并以实际测量出的分布信息与拟合后的函数的偏差变小的方式，通过最小平方法以及最大似然估计法等来推断常量H、xs、W以及B(工序S132)。
之后，峰值计算部124评价拟合后的函数与分布信息的偏差(工序S134)。若偏差为预先决定出的允许范围，则处理与第一实施方式相同地、移至使用由光泽值计算部126推断出的值H、W以及B的光泽值的计算(工序S140)。另一方面，在偏差超出上述允许范围时，峰值计算部124使分布信息拟合到2个函数中，并以2个函数的合成值与拟合后的函数的偏差变小的方式，通过最小平方法以及最大似然估计法等，来推断各个函数中的常量H、xs、W以及B(工序S136)。此外，各个函数中的B调整为相同的值。上述允许范围能够任意地规定。例如，在绘制有上述拟合后的函数以及分布信息的图表中，在以最小平方法等求出的回归线的相关系数(R2)小于0.98时、通过卡方检验求出的p值为一定以上时等，峰值计算部124能够使分布信息拟合到2个函数中。
上述2个函数均为为了使光谱中的峰值的形状拟合而通常使用的连续函数即可，例如能够为洛伦兹函数、高斯函数、福格特函数以及伪福格特函数等函数。上述2个函数可以为如高斯函数与洛伦兹函数的组合等那样不同的函数的组合，然而从充分地反映到基于漫反射出的光的基底B的区域的观点考虑，优选为至少包含洛伦兹函数的组合。
光泽值计算部126使用通过对上述2个函数的拟合求出的各个函数中的推断出的值H、W以及B，与第一实施方式相同地计算基于各个函数的光泽值。之后，光泽值计算部126将基于上述各个函数的光泽值相加，来作为根据上述分布信息计算出的光泽值(工序S140a)。
此外，在本实施方式中，在通过式(16)～式(22)来求光泽值时，a能够为(x0－(W1+W2)/4)，b能够为(x0+(W1+W2)/4)(W1表示第一函数的半值宽度，W2表示第二函数的半值宽度。)。但是，为了计算的简单化，也可以使用一个函数的半值宽度，a为(x0－W2/2)，b为(x0+W2/2)。同样地，对于式(16)～式(22)的分母(W)，也能够为((W1+W2)/2)，但为了计算的简单化，也可以使用W2。
或者，光泽值计算部126也可以考虑2个函数的每一个函数对试样的外观的影响，通过以下的式(23)来计算光泽值。
[式23]
在式(23)中，H1以及W1表示根据第一函数推断出的常量H以及W，H2以及W2表示根据第二函数推断出的常量H以及W。常量c1是第一函数的影响，常量c2是第二函数的影响。例如，也可以将第一函数以及第二函数的影响视为等价，并将c1以及c2均设为1/2，也可以假设峰值的高度有助于光泽感，并如以下的式(24)以及式(25)那样来设定c1以及c2。
[式24]
[式25]
此外，在式(23)中，也与第一实施方式相同，将对构成上述比例的至少一个要素取对数的值、对构成上述比例的至少一个要素进行乘方所得的值、或者既未取对数也未进行乘方的值的任意一个设为光泽值。
像这样，通过进行对2个函数的拟合，能够进一步减小通过对函数的拟合而获得的值与分布信息的偏差，并通过计算的光泽值准确地反映分布信息的内容(特别是从峰值P朝向基底B的下摆的形状)。
因此，根据本实施方式，能够获得进一步提高了与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的光泽值。
[第三实施方式]
图7是表示有关本发明的第三实施方式的色调量化装置200的概要的框图。色调量化装置200具有变角光度计110、光泽值计算装置120、显示装置130、测色计140、色度计算部150以及刺激值输出部160。变角光度计110、光泽值计算装置120以及显示装置130由于与有关第一实施方式或者第二实施方式的变角光度计110、光泽值计算装置120以及显示装置130相同，所以省略共用的部分的说明。
测色计140在使测量光入射至变角光度计110测量反射光的放射强度的试样的具有上述一定的色调的区域时，接受被上述区域反射出的反射光，并测量接收到的反射光的光度。
测色计140获得的色度能够用表色系统中的表示亮度或者辉度以外的成分的刺激值来表示，并用CIE1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的a＊以及b＊、CIE1976(L＊，u＊，v＊)颜色空间中的u＊以及v＊、Hunter1948L，a，b颜色空间中的a以及b、CIE1931 XYZ颜色空间中的X成分值以及Z成分值等色度指数来表示。从进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的观点考虑，优选使用这些值中的CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的a＊以及b＊等通过被修正为适合人的感知的心理度量值表示色度的值。
测色计140可以为利用分光测色方法的测色计，也可以为利用刺激值直读方法的测色计。另外，如上所述，由于入射至物体并正反射出的光(以下，也仅称为“正反射成分”。)非常有助于光泽颜色的感知，所以测色计140优选是获得以包含正反射成分的方式(例如SCI)测色出的色度的测色计。另一方面，例如在哑光的光泽颜色中，入射至物体并漫反射出的光(以下，也仅称为“漫反射成分”。)也非常有助于光泽颜色的感知。因此，对于哑光的光泽颜色等，从提高量化光泽值的色调并计算出的值与人通过目视观察感觉的光泽颜色的色调的相关性的观点考虑，更为优选测色计140具有积分球等，获得以包含正反射成分的方式测色出的色度以及以除去正反射成分的方式(例如SCE)测色出的色度双方的测色计。
在本实施方式中，测色计140是具有积分球，并获得以包含正反射成分的方式测色出的亮度和色度、以及以除去正反射成分的方式测色出的亮度和色度双方的测色计，将CIE1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的L＊作为亮度来获得，将a＊以及b＊作为色度来获得。此外，以下，将在本实施方式中以包含正反射成分的方式测色出的亮度以及色度设为L＊ I、a＊ I以及b＊ I，并将以除去正反射成分的方式测色出的亮度以及色度设为L＊ E、a＊ E以及b＊ E。
色度计算部150根据测色计140测量出的色度，来计算用于显示于显示装置130的色度。色度计算部150也可以将测色计140测量出的色度(以包含正反射成分的方式测量出的色度或者以除去正反射成分的方式测量出的色度)保持原样进行量化，也可以进行用于更适合人的感知的修正。
在进行上述修正的情况下，对于光泽较低的试样，认为通过以能够考虑漫反射成分所包含的上述色相信息的方式，对以包含上述正反射成分的方式测色出的色度进行修正，能够以对于光泽较高的试样以及光泽较低的试样双方都高精度地显示所感知的色调的方式，将光泽颜色的色调量化。换句话说，认为通过以考虑到被上述试样反射而成的反射光的空间分布的系数，具体而言，被计算在正反射成分更多时权重的值变得更小，在漫反射成分更多时权重的值更大的系数对以包含正反射成分的方式测色出的色度进行加权，能够计算与人通过目视观察感觉的光泽颜色的色调的相关性进一步提高的有效色度。
例如，色度计算部150也可以使用以包含正反射成分的方式测量出的亮度(L＊ I)、以除去正反射成分的方式测量出的亮度(L＊ E)、以及假定的亮度的最大值(L＊ max)，通过以下的式(26)以及式(27)，来计算修正后的有效色度a＊ eff以及b＊ eff。此外，L＊ max的值能够为100。
[式26]
[式27]
或者，色度计算部150也可以使用第二实施方式中的峰值计算部124根据2个函数计算出的相对于基底的峰值的高度H1和H2以及基底的高度B(其中，将通过峰值P的高度H进一步提高的函数推断出的H设为H1，将通过峰值P的高度H进一步降低的函数推断出的H设为H2。)，通过以下的式(28)以及式(29)，来计算修正后的有效色度a＊ eff以及b＊ eff。
[式28]
[式29]
或者，色度计算部150也可以使用第二实施方式或者第三实施方式中的峰值计算部124计算出的峰值的宽度(W)，通过以下的式(30)以及式(31)，来计算修正后的有效色度a＊ eff以及b＊ eff。
[式30]
[式31]
此外，也可以如第二实施方式那样，在峰值计算部124根据2个函数计算出各个峰值的宽度W1以及W2时，使用W1以及W2的平均值Wave，将(1+Wave/90)设为用于计算a＊ eff以及b＊ eff的系数。
像这样修正的有效色度由于反映出正反射成分以及漫反射成分对所感知的色度的影响，所以进一步提高了与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性。
刺激值输出部160对色度计算部150计算出的有效色度、和光泽值计算装置120所具有的光泽值计算部126计算出的光泽值进行组合，并作为表示以色度以及光泽感为坐标轴的颜色空间中的上述区域的光泽颜色的刺激值的组来输出。另外，刺激值输出部160将上述数值转换为能够与显示装置130通信的信号。
具体而言，刺激值输出部160将色度计算部150计算出的色度a＊以及b＊、或者有效色度a＊ eff以及b＊ eff作为表示色度的刺激值，并将光泽值计算部126计算出的光泽值作为表示光泽感的刺激值，来计算上述颜色空间中的三刺激值。
图8是表示以上述色度以及光泽感为坐标轴的颜色空间的概念图。在该颜色空间中，具有不同的色调的金属光泽(例如蓝金310、红金320以及金330)被表示为相互具有不同的刺激值的色调。
另外，刺激值输出部160生成用于将具有上述三刺激值的图像再现于显示装置的、包含与光泽颜色有关的信息的信号。所生成的信号从刺激值输出部160发送至显示装置130。
[其他实施方式]
此外，上述各实施方式均仅表示在实施本发明时的具体化的一个例子，不应通过这些限定地解释本发明的技术范围。即，本发明能够不脱离其主旨、或者其主要的特征地、以各种方式来实施。
例如，在上述各实施方式中，在光泽值计算装置中创建了分布信息，但也可以在变角光度计中创建分布信息，光泽值计算装置基于由变角光度计创建的分布信息来计算峰值的高度以及宽度。
另外，上述计算出的光泽值或者颜色空间中的三刺激值在纸、塑料、金属、玻璃以及布等中能够作为用于形成具有该光泽值或者三刺激值的图像的参照信息来使用。
以下，将本发明的具体的实施例与比较例一起进行说明，但本发明并不限定于这些。
[实验1]
1.光泽值的测量
1－1.试验1
准备光泽较低的2张银色的图像、光泽为中等程度的3张银色的图像、以及光泽较高的5张银色的图像这样的共计10张光泽感不同的银色的图像。
将各个图像剪切成15mm×50mm的尺寸。以剪切成50mm×50mm的尺寸的足够坚硬的白色的厚纸为基板，并在该基板上，粘贴上述剪切出的图像，来制作10个光泽值测量法样本。
使用变角光度计(村上色彩技术研究所制造，产品名称GCMS－4)，使受光角度变化，并且对各个光泽值测量法样本以45°的入射角照射入射光，并对－20°～80°的反射强度，在－20°至0°的范围内以5°的步长进行测量，在0°至30°的范围内以2°的步长进行测量，在30°至60°的范围内以1°的步长进行测量，在60至80°的范围内以2°的步长进行测量。根据在各个受光角度下获得的反射强度来计算反射率，并获得表示受光角度与反射率的关系的反射的空间分布轮廓。
使所获得的反射的空间分布轮廓的形状拟合到一个洛伦兹函数中，并通过最小平方法以及微软公司制作的Excel(注册商标)所具有的解算器(注册商标)，求出相对于基底B的峰值的高度(H)、峰值的半值宽度(W)、以及基底的高度(B)。
将所获得的峰值的高度(H)、峰值的半值宽度(W)以及基底的高度(B)代入式(2)，并作为各个光泽值测量法样本的光泽值。
[式32]
1－2.试验2
除了将各个受光角度下获得的反射强度换算成CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的亮度(L＊)，并代替反射率使用亮度(L＊)的值以外，与试验1相同地计算各个光泽值测量法样本的光泽值。
1－3.试验3
使空间分布轮廓的形状拟合到2个洛伦兹函数中，并将作为根据第一函数推断出的常量H和W的H1和W1、以及作为根据第二函数推断出的常量H和W的H2和W2代入以下的式(23)，并设为各个光泽值测量法样本的光泽值。此外，c1以及c2均为1/2。
[式33]
1－4.试验4
除了将峰值的高度(H)、峰值的半值宽度(W)以及基底的高度(B)代入式(3)以外，与试验3相同地计算各个光泽值测量法样本的光泽值。
[式34]
1－5.试验5
利用专利文献3所记载的方法，计算光泽值。
具体而言，除了使空间分布轮廓的形状拟合到一个高斯函数并获得反射的空间分布轮廓、以及根据所获得的峰值的高度(H)以及半值宽度W来计算W/H的值，并设为各个光泽值测量法样本的光泽值以外，与试验1相同地计算各个光泽值测量法样本的光泽值。
1－6.试验6
求出Hunter的对比光泽度。
具体而言，在试验1中，使用变角光度计(村上色彩技术研究所制造，产品名称GCMS－4)，使受光角度变化，并且对各个光泽值测量法样本以45°的入射角照射入射光，并测量45°以及0°下的反射强度，并将各个反射强度换算成CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的亮度(L＊)。
根据所获得的45°下的亮度(L＊ 45)、0°下的亮度(L＊ 0)来计算(L＊ 45/L＊ 0)，并设为各个光泽值测量法样本的光泽值。
1－7.试验7
求出基于Flop Index的光泽值。
具体而言，在试验1中，使用变角光度计(村上色彩技术研究所制造，产品名称GCMS－4)，使受光角度变化，并且对各个光泽值测量法样本以45°的入射角照射入射光，并测量30°、0°以及－65°下的反射强度，并将各个反射强度换算成CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的亮度(L＊)。
根据所获得30°下的亮度(L＊ 30)、0°下的亮度(L＊ 0)、以及－65下的亮度(L＊ －65)，通过以下的式(32)，计算出各个光泽值测量法样本的光泽值。
[式35]
1－8.试验8
求出基于Flip－Flop法的光泽值。
具体而言，在试验1中，使用变角光度计(村上色彩技术研究所制造，产品名称GCMS－4)，使受光角度变化，并且对各个光泽值测量法样本以45°的入射角照射入射光，并测量25°以及75°下的反射强度，并将各个反射强度换算成CIE 1976(L＊，a＊，b＊)颜色空间中的亮度(L＊)。
根据所获得的25°下的亮度(L＊ 25)和75°下的亮度(L＊ 75)来计算(L＊ 25－L＊ 75)，并作为各个光泽值测量法样本的光泽值。
2.感觉量的测量
与用于光泽值的测量相同地，准备10张光泽感不同的银色的图像。
将各个图像剪切为30mm×30mm的尺寸。以剪切为30mm×30mm的尺寸的白色的磨砂纸为基板，并在该基板上，粘贴上述剪切出的图像。进一步，覆盖并粘贴在中心开有15mm×15mm的尺寸的正方形的孔的30mm×30mm的尺寸的磨砂纸，制成灵敏度测量法芯片。将该感性值测量法芯片粘贴于As one：Labanan Pack，螺纹管(No7)，以制成感性值测量法样本。
对20岁、30岁以及40岁的男女各2名共计12人进行感性试验。
感觉量的数值化时使用幅度推断法。具体而言，在设置于照明关闭，没有太阳光进入的房间的标准光源装置(Judge II)内的D50光源下，使受检者观看感性试验用样本，对10种样本的金属感在0～10之间计分并将所获得的值设为感性光泽值。
3.评价
创建在横轴绘制感性光泽值，并在纵轴绘制在试验1～试验8的任意一个中获得的光泽值的图表，并求出回归线的相关系数(R2)。将结果示于表1。
[表1]
从表1可知，本发明的各实施方式的光泽值进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性。
[实验2]
为了验证低光泽区域中的光泽值的相关性，在试验1中使用感性光泽值为7以下的5个样本、和追加的低光泽的样本的6个样本进行与实验1相同的试验。
作为光泽值，与试验4相同利用使用式(3)计算出的光泽值、和使用以下的式(16)计算出的光泽值，创建在横轴绘制感性光泽值、在纵轴绘制使用式(3)或者式(16)获得的光泽值的图表，并求出回归线的相关系数(R2)。将结果示于表2。
[式36]
[表2]
| 纵轴 | 相关系数(R<sup>2</sup>) | 备注 |
| 式(3) | 0.78 | 基于峰值的高度来计算光泽值 |
| 式(16) | 0.94 | 基于峰值的面积来计算光泽值 |
从表2可知，特别是对于低光泽的样本，用峰值的面积相对于峰值的宽度的比例表示的光泽值进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性。
本申请是主张基于在2018年3月16日申请的日本申请编号2018－049575号的优先权的申请，该申请的权利要求书、说明书以及附图所记载的内容被引用至本申请。
根据本发明，提供一种进一步提高与人通过目视观察感觉的光泽感的相关性的光泽的量化方法。因此，本发明期待使打印以及广告业界等的光泽颜色的信息的传递以及共享变得容易。
附图标记说明
100…光泽值测量装置；110…变角光度计；120…光泽值计算装置；122…分布信息创建部；124…峰值计算部；126…光泽值计算部；128…输出部；130…显示装置；140…测色计；150…色度计算部；160…刺激值输出部；200…色调量化装置；310…蓝金；320…红金；330…金。
Claims (13)
1.一种光泽值计算装置，具有：
峰值计算部，求出对照射至物体的测量光反射而成的反射光进行测量而获得的相对于受光角度的亮度或者反射强度的分布信息中的、上述亮度或者反射强度的峰值的高度或者面积以及上述亮度或者反射强度的峰值的宽度；以及
光泽值计算部，计算用上述峰值的高度或者面积相对于上述峰值的宽度的比例来表示的光泽值。
2.根据权利要求1所述的光泽值计算装置，其中，
上述峰值计算部将上述分布信息中的上述峰值的半值宽度(W)设为上述亮度或者反射强度的峰值的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的光泽值计算装置，其中，
上述峰值计算部将上述分布信息中的峰值的高度(H)、或者峰值的高度(H)与基底的高度(B)的差值设为上述亮度或者反射强度的峰值的高度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光泽值计算装置，其中，
上述峰值计算部将上述分布信息拟合到函数中，并求出上述亮度或者反射强度的峰值的高度或者面积、以及上述亮度或者反射强度的峰值的宽度。
5.根据权利要求4所述的光泽值计算装置，其中，
上述峰值计算部将上述分布信息拟合到多个上述函数中，并求出上述亮度或者反射强度的峰值的高度或者面积、以及上述亮度或者反射强度的峰值的宽度。
6.根据权利要求4或5所述的光泽值计算装置，其中，
上述函数是从由洛伦兹函数、高斯函数、福格特函数以及伪福格特函数构成的组中选择的一个函数。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的光泽值计算装置，其中，
上述分布信息是表示相对于上述受光角度的、用心理度量值来表示的亮度的分布的信息。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的光泽值计算装置，其中，
上述光泽值计算部计算用上述峰值的面积相对于上述峰值的宽度的比例来表示的光泽值。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的光泽值计算装置，其中，
上述光泽值计算部将上述峰值的高度或者面积相对于上述峰值的宽度的比例，且是对构成上述比例的至少一个要素取对数、或者乘方而获得的比例设为上述光泽值。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的光泽值计算装置，其中，
具有输出部，上述输出部生成用于将具有上述计算出的光泽值的图像再现于显示装置的信号。
11.一种光泽值测量装置，具有：
变角光度计，在相互不同的多个受光角度下测量被照射至物体并被上述物体反射而成的反射光的放射强度；以及
权利要求1～10中任一项所述的光泽值计算装置。
12.一种光泽颜色的色调量化装置，具有：
权利要求1～10中任一项所述的光泽值计算装置；以及
刺激值输出部，对上述光泽值测量装置测量出的光泽值和上述物体的色度进行组合，作为表示颜色空间中的上述物体的光泽颜色的刺激值来输出。
13.一种光泽值计算方法，具有：
求出对照射至物体的测量光反射而成的反射光进行测量而获得的相对于受光角度的亮度或者反射强度的分布信息中的、上述亮度或者反射强度的峰值的高度或者面积以及上述亮度或者反射强度的峰值的宽度的工序；以及
计算用上述峰值的高度或者面积相对于上述峰值的宽度的比例表示的光泽值的工序。
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