CN1766577A - 镜面光泽预测装置、镜面光泽预测方法、控制程序及介质 - Google Patents

Abstract

本发明实现一种镜面光泽预测装置，即使在浓度淡的图像或低光泽的图像中，也能通过双色性反射模型准确地预测镜面光泽度。该镜面光泽预测装置测定由基材和形成于基材上的色料层构成的试料的规定的几何体系中的亮度值，并根据该测定结果预测所有(其它)的几何体系中的镜面反射光量来预测镜面光泽度。镜面光泽预测装置(100)包括：下层反射光分量计算部(111)，计算由基材反射并透过色料层被辐射的下层反射光分量；内部反射光分量生成部(112)，生成在色料层内部反射的内部反射光分量；表面反射光分量生成部(113)，生成由色料层的表面反射的表面反射光分量；镜面反射光分量计算部(114)，将各部分生成的各分量相加，从而求试料的镜面反射光量。

Description

镜面光泽预测装置、镜面光泽预测方法、控制程序及介质

技术领域

本发明涉及镜面光泽预测装置、镜面光泽预测方法、镜面光泽预测装置的控制程序、以及记录了该控制程序的记录介质，对通过电子照片方式、喷墨方式等印刷方式，或者胶版印刷、凸版印刷等印刷方式形成的图像的镜面光泽度进行预测。

背景技术

作为通过各种方法制作的图像样本的质感评价项目之一，有光泽。一般，该光泽根据观察环境的几何体系(geometry；光源、样本(以下将图像样本简单记做样本)、光接收器的位置关系)而大不相同，随着如图2所示的光源入射方向的天顶角角度1以及光接收方向的天顶角角度2增大，人强烈感觉到光泽感。为了将光泽感作为定量的光泽度来进行评价，目前，在镜面光泽度计中，作为对样本3的光源入射方向的天顶角角度1以及光接收方向的天顶角角度2的组合，使用45°或60°等多种类的被限定的结构(JIS Z 8741)。该结构在JIS(Japanese Industrial Standards，日本工业标准)等中被标准化。

但是，在该方法中，虽然可以得到成为一个标准指标的光泽度，但无法得到用于评价偏角反射特性的充分的定量数据。为了解决该问题，在涂装行业等使用的偏角分光测色系统(goniophotospectrometer，测角光谱计)等，可以得到偏角反射特性的定量的数据。但是，使用该偏角分光测色系统的定量的测定的测定时间非常长，样本形状也被限定，因此不能实用。

另外，近年来，在遥感(remote sensing)领域中，广泛进行双向反射角度依赖特性(BRDF：Bidirectional Reflectance Distribution Function，双向性反射分布函数)的研究，它们都是基于Shafer的双色性反射模型理论(参照文献1)进行的思考。在双色性反射模型理论中，如图3所示，来自物体表面的反射光由称为表面反射光(表面反射光分量)4和内部反射光(内部反射光分量)5的两个分量构成。表面反射光4是由于样本3与空气的折射率不同而在样本3的表面反射的光，具有光源6的颜色。进入样本3内部的光在颜料粒子3A间重复折射、吸收、散射。此时，依赖于波长，光被颜料粒子3A吸收，因此作为来自样本3的反射光的内部反射光5具有样本3的颜色。BRDF根据目的而区分为各种建议模型而使用。

作为评价偏角反射特性的方法，在文献2中，使用BRDF预测镜面反射光量，也可以进行现有几何体系(geometry)以外的光泽度预测。

但是，在上述方法中，光泽度计接收的镜面反射光量仅考虑为双色性反射模型理论的样本的表面反射光分量，并根据BRDF计算镜面光泽度。因此，在生成由高浓度色料构成的高光泽的图像中，可以忽略双色性反射模型理论的内部反射光分量或来自色料层的基底的反射光分量，但在色料浓度淡的图像的情况下，不能忽略下层反射光分量，此外，在低光泽的图像的情况下，不能忽略内部反射光分量，并不能计算正确的值。

(文献1)COLOR Research and application，Vol.10，No.4，pp.210-218，1985

(文献2)日本公开专利公报特开2003-329586公报(公开日：2003年11月19日)

发明内容

本发明鉴于上述问题点而完成，其目的在于，即使在浓度淡的图像或低光泽的图像中，也可以实现通过双色性反射模型而准确地预测镜面光泽度的镜面光泽预测装置、镜面光泽预测方法。

为了解决上述课题，本发明的镜面光泽预测装置测定由基材和在上述基材上形成的色料层构成的试料的规定的几何体系中的亮度值，并根据该测定结果预测其它的几何体系中的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，它包括：下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值，计算由上述基材反射并透过上述色料层而反射的下层反射光分量；内部反射光分量生成部，在规定的几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值以及上述下层反射光分量生成在上述色料层的内部反射的内部反射光分量；表面反射光分量生成部，在与上述几何体系不同的规定几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定了的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述内部反射光分量生成由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及镜面反射光量计算部，基于由上述下层反射光分量生成部、上述内部反射光分量生成部、以及上述表面反射光分量生成部生成的各分量求试料的镜面反射光量。

此外，为了解决上述课题，本发明的其它的镜面光泽预测装置基于在由基材和在上述基材上形成的色料层构成的试料的规定的几何体系中测定的亮度值预测其它的几何体系中的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，它包括：下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值，计算由上述基材反射并透过上述色料层而反射的下层反射光分量；内部反射光分量生成部，基于在规定的几何体系中测定试料的亮度值以及上述下层反射光分量，生成在上述色料层的内部反射的内部反射光分量；表面反射光分量生成部，基于在规定的几何体系中测定试料的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述内部反射光分量生成由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及镜面反射光量计算部，基于由上述下层反射光分量生成部、上述内部反射光分量生成部、以及上述表面反射光分量生成部生成的各分量求试料的镜面反射光量。

根据上述结构，不仅考虑表面反射光分量，也考虑下层反射光分量以及内部反射光分量，更有效地充分利用双色性反射模型来求试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，因此即使在以往不能计算准确的值的低浓度的图像样本以及低光泽的图像样本中，也可以高精度地评价镜面光泽度。

为了解决上述课题，本发明的镜面光泽预测装置，在由基材和在上述基材上形成的包含颜料粒子的色料层构成的试料的规定的几何体系中测定的亮度值，预测其它的几何体系中的试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，它包括：下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值计算上述规定的几何体系以及上述其它的几何体系中的、由上述基材反射并透过上述色料层反射的下层反射光分量；上层反射光分量生成部，基于在上述规定的几何体系中测定的试料的亮度值以及上述下层反射光分量生成部计算的上述规定的几何体系中的下层反射光分量，计算上述其它的几何体系中的、在上述色料层中包含颜料粒子间散射并被辐射的扩散反射光分量、由上述颜料粒子反射的颜料粒子反射光分量、以及由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及镜面反射光量计算部，基于由上述下层反射光分量生成部以及上述上层反射光分量生成部计算的上述其它的几何体系中的各分量，计算上述其它的几何体系中的试料的镜面反射光量。

根据上述结构，不仅考虑色料层中的表面反射光分量，也考虑基材中的下层反射光分量以及色料层中的扩散反射光分量以及颜料粒子反射光分量，更有效地充分利用双色性反射模型求试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度。因此，即使在以往不能计算准确的值的低浓度的图像样本以及低光泽的图像样本中，也可以高精度地评价镜面光泽度。

为了解决上述课题，本发明的镜面光泽预测方法，通过预测由基材和在上述基材上形成的色料层构成的试料的镜面反射光量从而预测镜面光泽度，其特征在于，该方法包括：下层反射光分量生成步骤，在使光源入射角度以及光接收角度每隔一定角度变更的多个几何体系中，仅测定上述基材的亮度值，并基于测定的亮度值计算上述基材反射并透过上述色料层反射的下层反射光分量；内部反射光分量生成步骤，在一个非镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，在基于测定了的亮度值以及上述下层反射光分量计算出在上述色料层的内部反射的内部反射光分量之后，使用双色性反射模型预测其它的几何体系中的内部反射光分量；表面反射光分量生成步骤，在一个镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，在基于测定了的亮度值、上述下层反射光分量以及上述内部反射光分量计算出由上述色料层的表面反射的表面反射光分量之后，使用双色性反射模型预测其它的镜面反射几何体系中的表面反射光分量；以及镜面反射光量计算步骤，基于由上述各步骤得到的下层反射光分量、内部反射光分量、以及表面反射光分量求试料的镜面反射光量。

本发明的镜面光泽预测方法，使用双色性反射模型来预测在纸或OHP胶片等基材上作为样本图像形成了包含调色剂、颜料墨水、染料墨水等的色料层的试料的全部几何体系的镜面光泽分量。

根据上述方法，不仅考虑表面反射光分量，也考虑下层反射光分量以及内部反射光分量，使用双色性反射模型求试料的镜面光泽分量，因此即使在以往不能计算准确的值的低浓度的图像样本以及低光泽的图像样本中，也可以高精度地计算镜面光泽分量。

为了解决上述课题，本发明的镜面光泽预测方法在由基材和在上述基材上形成的包含颜料粒子的色料层构成的试料的规定的几何体系中测定的亮度值预测其它的几何体系中的试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，该方法包括：下层反射光分量生成步骤，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值，分别计算规定的几何体系以及上述其它的几何体系中、由上述基材反射并透过上述色料层反射的下层反射光分量；上层反射光分量生成步骤，基于在上述规定的几何体系中测定的试料的亮度值以及在上述下层反射光分量生成步骤中计算的上述规定的几何体系中的上述下层反射光分量，计算上述其它的几何体系中的、在上述色料层中包含颜料粒子间散射并被辐射的扩散反射光分量、由上述颜料粒子反射的颜料粒子反射光分量、以及由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及镜面反射光量计算步骤，基于在上述下层反射光分量生成步骤中计算的上述其它的几何体系中的下层反射光分量以及在上述上层反射光分量生成步骤中计算出的各分量，计算上述其它的几何体系中的试料的镜面反射光量。

根据上述方法，不仅考虑色料层中的表面反射光分量，也考虑基材中的下层反射光分量以及色料层中的扩散反射光分量以及颜料粒子反射光分量，更有效地充分利用双色性反射模型求试料的镜面光泽分量。因此，即使在以往不能计算准确的值的低浓度的图像样本以及低光泽的图像样本中，也可以高精度地评价镜面光泽分量。

本发明的其它目的、特征、以及优点通过以下所示的记载可以充分明白。此外，本发明的优点通过参照附图的以下说明可以明白。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的镜面光泽预测装置的结构的方框图。

图2是表示镜面反射几何体系的示意图。

图3是用于说明双色性反射模型理论的示意图。

图4是表示在实施方式1中具有双层结构的试料的反射光分量的分割方法的示意图。

图5是表示BRDF模型中的几何学配置的示意图。

图6是表示BRDF模型中的物体表面的几何学定义的示意图。

图7是概念性表示在实施方式1中在计算下层反射光分量时考虑的光的折射现象以及光量的衰减的示意图。

图8是表示在实施方式1中根据规定的几何体系中的亮度的测定值计算所有几何体系的镜面反射光分量的处理的流程的流程图。

图9是表示在图1所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的一例数据输入画面的示意图。

图10是表示在图1所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的数据输入画面的另一例的示意图。

图11是表示在图1所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的一例测定结果的画面的示意图。

图12是表示具有图1所示的镜面光泽预测装置的功能的计算机系统的结构的方框图。

图13是表示在实施方式2中根据规定的几何体系中的亮度的测定值计算所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量的处理流程的流程图。

图14是表示在实施方式2中具有双层结构的试料的反射光分量的分割方法的示意图。

图15是概念性表示在实施方式2中在计算下层反射光分量时考虑的光的折射现象以及光量的衰减的示意图。

图16是表示本发明的实施方式2的镜面光泽预测装置的结构的方框图。

图17是表示图16所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的一例数据输入画面的示意图。

图18是表示图16所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的数据输入画面的另一例的示意图。

图19是表示图16所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的测定结果的画面的例子的示意图。

图20(a)是表示实施例1(使用高浓度调色剂样本的镜面光泽预测)的结果的曲线图，图20(b)是表示实施例2(使用低浓度调色剂样本的镜面光泽预测)的结果的曲线图。

图21(a)以及图21(b)是表示实施例3的结果的曲线图。

图22(a)是表示实施例4(使用高浓度调色剂样本的镜面光泽预测)的结果的曲线图，图22(b)是表示实施例5(使用低浓度调色剂样本的镜面光泽预测)的结果的曲线图。

图23(a)以及图23(b)是表示实施例6的结果的曲线图。

图24是表示在实施方式3中，根据规定的几何体系中的亮度的测定值计算所有几何体系的镜面反射光分量的处理的流程的流程图。

图25是表示本发明的实施方式3的镜面光泽预测装置的结构的方框图。

图26是表示图25所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的一例数据输入画面的示意图。

图27是表示图25所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的数据输入画面的另一例的示意图。

图28是表示图25所示的镜面光泽预测装置的显示部中显示的测定结果的画面的例子的示意图。

图29(a)是表示实施例7(使用高浓度调色剂样本的镜面光泽预测)的结果的曲线图，图29(b)是表示实施例8(使用低浓度调色剂样本的镜面光泽预测)的结果的曲线图。

图30(a)以及图30(b)是表示实施例9的结果的曲线图。

具体实施方式

[实施方式1]

基于图1至图12对本发明的第一实施方式说明如下。在本实施方式中，说明测定通过电子照片方式在纸(基材)上形成了调色剂图像(色料层)的样本(试料)的规定的几何体系中的(规定的入射角度以及光接收角度中的)亮度值，根据该测定结果预测其它的几何体系中的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度的镜面光泽预测装置。另外，在本实施方式，作为上述特定的几何体系，选择一个镜面反射几何体系和一个非镜面反射几何体系，测定它们的偏角亮度值。

首先，说明在本实施方式的镜面光泽预测装置中，样本的镜面光泽度的预测中使用的双色性反射(BRDF)模型理论。此外，这里，说明在计算具有基材以及色料层的双层结构的试料的反射光分量的情况下应用上述BRDF模型的方法。

图4示意地表示具有双层结构的试料的反射光分量的分割方法。如图4所示，样本3包括由调色剂图像(色料层)构成的上层部分13和由透过薄膜(film)等基材构成的下层部分12。根据双色性反射(BRDF)模型理论，作为来自光源6的各反射光分量，举出来自上层部分13的表面反射光分量(Lrs)7以及内部反射光分量(Lri)8、来自下层部分12的表面反射光分量9以及内部反射光分量10，这些复合光为来自样本3的反射光。为了通过BRDF模型计算各个反射光分量7～10，需要估计多个作为不可测定的参数(parameter)。

但是，由于难以测定来自下层部分12的内部反射分量10，因此本发明中，将来自下层部分12的表面反射光分量9和内部反射光分量10作为复合和反射光分量考虑，并作为下层反射光分量(Lru)11处理。通过基于仅下层部分12的实测数据计算该下层反射光分量11，从而实现通过BRDF模型计算各种图像样本中的准确的镜面反射光量。由此，如果计算来自上层部分13的表面反射光分量7、内部反射光分量8以及下层反射光分量11，则可以得到准确的镜面反射光量。

在本发明中，作为用于计算各反射光分量的计算式模型有效的BRDF模式可以举出下述(1)～(4)所示的模型等。

(1)Ward模型

参考文献：Ward G.J.，Measuring and modeling anisotropic reflection，Computer Graphics Vol.26，No.2，pp.265-272，1992.

(2)Phong模型

参考文献：B.Phong，Illumination for computer-generated pictures，Communications of the ACM，Vol.18，No.6，pp.311-317，1975.

(3)Oren-Nayar模型

参考文献：Michael Oren and Shree K.Nayer，Generlization of theLambertian Model and Implications for Machine Vision，International Journal ofComputer Vision，Vol.14，pp.227-251，1995.

(4)Torrance-Sparrow模型

参考文献：K.E.Torrance and E.M.Sparrow，Theory for Off-SpecularReflection From Roughened Surfaces，J.Opt.Soc.Am.Vol.57，No.9，pp.1105-1114，1967.

上述各计算式模型中，以光的各向同性散射为前提而建议的模型是Ward模型、Phong模型，以光的非各向同性散射为前提进行了提案的是Oren-Nayar模型、Torrance-Sparrow模型。虽然计算式复杂，但由于包含光的非各向同性散射的方法可以计算准确的值，因此在本实施方式，使用Torrance-Sparrow模型作为用于计算表面反射光分量7的计算式模型，使用Open-Nayar模型作为用于计算内部反射光分量8的计算式模型。

另外，图5表示BRDF模型中的几何学配置，在图6中，表示BRDF模型中的物体表面的几何学定义。另外，对于图2仅图示镜面反射几何体系(在图5中，θi＝θr，φi+φr＝180°)来说，图5图示从xyz轴表现的三维的多角度几何体系(multi-angle geometry；包含镜面反射几何体系的一般的几何体系)。此外，图6表示在Oren-Nayar模型以及Torrance-Sparrow模型将光的非各向同性散射模型化时提出的样本表面的近似模型。这里，认为试料表面不平坦，由微小的凹凸构成。作为这样的微小平面的集合，考虑立体效应以及立体障碍来表现反射亮度。

用Oren-Nayar模型计算内部反射光分量Lri的情况下，首先，通过下述算式(1)计算Oren-Nayar模型计算值LrON。

(算式1)

$\mathrm{LrON}=\frac{\mathrm{\σ}}{\mathrm{\π}}E0\cos \mathrm{\θi}[C1\left(\mathrm{\σ}\right)+\cos (\mathrm{\φr}-\mathrm{\φi})C2(\mathrm{\α};\mathrm{\β};\mathrm{\φr}-\mathrm{\φi};\mathrm{\σ})\tan \mathrm{\β})$

$+(1-|\cos (\mathrm{\φr}-\mathrm{\φi})\left|\right)C3(\mathrm{\α};\mathrm{\β};\mathrm{\σ})\tan \left(\frac{\mathrm{\α}+\mathrm{\β}}{2}\right)$

$+0.17\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{\mathrm{\π}}E0\cos \mathrm{\θi}\frac{{\mathrm{\σ}}^2}{{\mathrm{\σ}}^2+0.13}[1-\cos (\mathrm{\φr}-\mathrm{\φi}){\left(\frac{2\mathrm{\β}}{\mathrm{\π}}\right)}^2]$

$C1=1-0.5\frac{{\mathrm{\σ}}^2}{{\mathrm{\σ}}^2+0.33}\·\·\·\·\left(1\right)$

$C3=0.125\left(\frac{{\mathrm{\σ}}^2}{{\mathrm{\σ}}^2+0.09}\right){\left(\frac{4\mathrm{\α\β}}{{\mathrm{\π}}^2}\right)}^2$

在上述算式中，θi是光源方向的天顶角，φi是光源方向的方位角，θr是光接收方向的天顶角，φr是光接收方向的方位角，σ是表面形状的粗糙度变量，E0是对样本入射的辐射照度，ρ是样本表面的微小面的反射率，α＝max[θr，θi]，β＝min[θr，θi](参照图5、图6)。

此外，在使用Torrance-Sparrow模型计算表面反射光分量Lrs的情况下，首先通过下述算式(2)计算Torrance-Sparrow模型计算值LrTS。

(算式2)

$\mathrm{LrTS}=E0\frac{\mathrm{FGAF}}{\cos \mathrm{\θ}r\cos \mathrm{\θa}}{\mathrm{ce}}^{-\frac{{\mathrm{\θa}}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}}$

$\mathrm{GAF}=\max [0,\mathrm{Min}[1,\frac{2<s,n><a,n>}{<s,a>},\frac{2<v,n><a,n>}{<v,a>}\left]\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(2\right)$

$c={\&Integral;}_{\mathrm{\&theta;a}=0}^{\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}{\&Integral;}_{\mathrm{\&phi;a}=0}^{2\mathrm{\&pi;}}{e}^{-\frac{\mathrm{\&theta;}{a}^2}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}}\sin \mathrm{\&theta;ad\&phi;ad\&theta;a}$

在上述算式中，F是菲涅耳(Fresnel)反射率，n是样本3的法线矢量，S是光源方向矢量，v是光接收方向矢量，a是s和v的二等分矢量，θr是光接收方向的天顶角，θa是矢量a的天顶角，φa是矢量a的方位角，σ是表面形状的粗糙度变量，E0是入射到样本的辐射照度。此外，在上述算式中，<x，y>(x、y是任意的数)表示矢量的内积(参照图5、图6)。

接着，基于图8的流程图说明用上述方法根据规定的几何体系中的亮度的测定值计算所有几何体系的镜面反射光量的方法。

首先，为了计算下层反射光分量Lru，仅计算要计算镜面反射光分量的样本的上层部分(调色剂图像)13的透过率(步骤S1)。这里的测定几何体系将光源、样本、光接收器配置在一条直线上。这样的几何体系中，从样本的正上方射入光源，由配置在样本的正下方的光接收器接收的光，作为透过样本的光由透过浓度计来计测。而且，通过取得形成了调色剂图像的样本(上层部分13和下层部分12构成的样本)和仅下层部分(纸)12的样本的差分，可以得到仅上层部分13的透过浓度Dt，仅上层部分13(即，调色剂图像)的透过率Tt可以通过Tt＝10^(-Dt)计算。

此外，对于在以下的步骤中使用的上层部分(调色剂图像)13的折射率，使用作为调色剂的主成分的树脂的折射率(文献值)。另外，在当前的测定理论中，不能测定在纸上形成的调色剂层的折射率，因此在本实施方式中不进行测定，使用调色剂中含有的作为主要成分的树脂的折射率(文献值)。即使进行实际测定，也考虑大致为相同的值。

接着，测定将上层部分13不存在的样本、即仅下层部分12的样本，在本实施方式的情况下，准备印刷调色剂图像之前的纸或透过薄膜，该仅下层部分12的样本的光源入射方向以及光接收方向设为高分辨率的偏角亮度值(步骤S2)。另外，这里，将测定值空间设为CIE1976L^*a^*b^*(CIE：CommissionInternational de l’Eclairage：国际照明委员会。L^*：明亮度，a^*、b^*：色度)空间，因此采用L^*的值作为上述偏角亮度值。

根据这些数据计算下层反射光分量Lru(步骤S3)。图7是概念性表示计算下层反射光分量Lru时考虑的光的折射现象以及光量的衰减的示意图。以θi的角度入射到样本的光在空气层15和上层部分13的界面上产生折射现象。该折射现象根据菲涅耳理论，折射后的角度θt根据菲涅耳法则(将入射前介质的折射率设为n1，将入射后介质的折射率设为n2时，n1×sinθi＝n2×sinθt)求解。由于折射现象，通过调色剂层的光在界面衰减，该菲涅耳透过率Tn通过算式(3)表示。

(算式3)

$\mathrm{Tn}=[\left(\frac{n2\cos \mathrm{\&theta;t}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}}\right){\left(\frac{2n1\cos \mathrm{\&theta;i}}{n2\cos \mathrm{\&theta;i}+n1\cos \mathrm{\&theta;t}}\right)}^2+\left(\frac{n2\cos \mathrm{\&theta;t}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}}\right){\left(\frac{2n1\cos \mathrm{\&theta;i}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}+n2\cos \mathrm{\&theta;t}}\right)}^2]/2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(3\right)$

此外，光通过上层部分13中时，光由上层部分13衰减，然后到达下层部分12。该衰减效应遵从Beer-Lambert法则(将色料层的吸收系数设为a，将色料层的厚度设为d，将透过率设为T时，-logT＝a×d)。由于入射角度变化，光到达下层部分12为止，光通过上层部分13的光程长度变化。因此，如计算与该光程长度变化对应的表面上的透过率Tt’，则为-logTt’＝a×(d/cosθi)，通过该表面上的透过率评价光的衰减。

从以上，在对下层部分12的光的入射角度因折射现象而变化的基础上，使用与菲涅耳透过率Tn以及光程长度变化对应的表面上的透过率Tt’，评价光量的衰减，从而可以计算到达下层部分12的光的入射光量。这样的光学现象在来自下层部分12的反射光被辐射到空气层的情况下也同样产生。从而，对在S2中测定的仅由下层部分(纸)构成的样本的偏角亮度值，考虑如上述的二次的光的折射现象以及光的衰减效果(参照图7)，以全部的入射角度以及光接收角度进行计算，从而可以计算下层反射光分量Lru。这里，在折射后的入射角度θt具有小数点以下的值的情况下，从其前后的角度的值进行比例分配，从而进行插补。此时的角度的分辨率不特别限制，但由于测定装置的角度分辨率极限值为1°，因此这里设为1°。另外，为了更准确地进行镜面反射光分量的计算，优选该角度的分辨率小于等于1°。

如上那样，可以根据折射率，求光入射到上层部分的方向。此外，由于光在上层部分被吸收并衰减，所以根据透过率评价该衰减程度。即，基于折射率求在空气层和上层部分折射并入射的光路以及从下层部分(纸)反射并再次在上层部和空气层折射的光路，并根据该光路，通过透过率评价光的衰减。而且，将仅由下层部分(纸)构成的样本的偏角亮度值对该值进行运算(乘法运算)时，可以得到下层反射光分量Lru。

接着，为了计算内部反射光分量，在几乎不包含表面反射光分量的某一几何体系中，测定样本的亮度值Lra(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(步骤S4)。将该几何体系称为非镜面反射几何体系。一般来说，由于越远离镜面反射的几何体系则表面反射光分量越小，因此这里选择的非镜面反射几何体系最好是光源入射角度大，并且光源入射位置和光接收位置接近的几何体系。

在本实施方式，作为这里选择的几何体系的一例，选择光源入射角度θi为45°(φi为0°)，光接收角度θr为-60°(φr为0°)的几何体系。除去在该几何体系中计算出的下层反射光分量Lru，进而将表面反射光分量Lrs近似为0的剩余的反射光分量作为内部反射光分量Lri。对于这样得到的内部反射光分量Lri，使用Oren-Nayar模型进行拟合(fitting)(步骤S5)。这里，‘拟合(fitting)’表示对根据在上述被选择的非镜面反射几何体系中测定的亮度值Lra计算出的内部反射光分量计算未知的参数，以使其可以用Oren-Nayar模型表现，并求所有几何体系中的内部反射光分量。

此时使用的表面形状的粗糙度变量σ(参照图5)在物理模型上，由于对反射光分量的扩展进行定义的参数的原因，而在本案中没有特别的意义，所以可以是任意的常数(例如，1或0.5等)。E0(参照图5)是入射到样本的辐射照度，这里将测定值空间设为CIE1976L^*a^*b^*空间，由于采用L^*，因此设为100π。根据这些值估计样本表面的微小面的反射率ρ。样本表面的微小面的反射率ρ在物理模型上不取负值，所以仅采用正值。

通过将这些各数值应用于上述算式(1)中，可以估计Oren-Nayar模型要求的参数，所以Oren-Nayar模型计算值LrON被确定。通过样本表面的微小面的反射率ρ的参数估计，Oren-Nayar模型计算值LrON的大小也被拟合，所以不进行Oren-Nayar模型计算值LrON的特别的数值范围(scale)调整，就可以计算所有几何体系的内部反射光分量Lri。即，这里计算出的LrON相当于内部反射光分量Lri。(Lri＝LrON)。

最后为了计算表面反射光分量Lrs，测定某一镜面反射几何体系的亮度值Lrb(步骤S6)。该几何体系称为镜面反射几何体系。这里选择的镜面反射几何体系选择光源入射角度为45°(φi为0°)，光接收角度为45°(φr为180°)的几何体系。另外，在本发明中不限定于该角度。根据在该几何体系中测定的亮度值Lrb(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)，将除去了在相同几何体系中计算出的下层反射光分量Lru以及内部反射光分量Lri的剩余的反射光分量作为表面反射光分量Lrs。对这样得到的表面反射光分量Lrs使用Torrance-Sparrow模型进行拟合(步骤S7)。这里，‘拟合’表示根据从上述被选择了的镜面反射几何体系中测定的亮度值Lrb计算出的表面反射光分量以及颜料粒子的反射光分量，使用Torrance-Sparrow模型，求所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量以及颜料粒子的反射光分量。Torrance-Sparrow模型中没有估计参数，如果输入要求参数，则确定Torrance-Sparrow模型计算值LrTS。

但是，仅以该Torrance-Sparrow模型计算值LrTS本身无法表现表面反射光分量Lrs(＝Lrb)，必需对Torrance-Sparrow模型计算值LrTS进行数值范围调整。因此，计算满足Lrs＝Lrb＝k×LrTS的形状参数k的值，从而调整可以表现表面反射光分量Lrs的Torrance-Sparrow模型计算值LrTS的大小。此时，为了求镜面反射系统的表面反射而将F设为1。根据以上，可以计算所有的镜面反射几何体系的表面反射光分量Lrs。

通过以上的步骤，可以计算个别的下层反射光分量Lru、内部反射光分量Lri以及表面反射光分量Lrs。而且，通过将该相同的镜面反射几何体系中的计算值相加，可以得到镜面反射光分量(镜面反射光量)Lr(步骤S8)。

另外，在上述镜面光泽预测方法中，S1～S3是下层反射光分量生成步骤，S4～S5是内部反射光生成步骤，S6～S7是表面反射光生成步骤，S8是镜面反射光量计算步骤。

接着，说明本实施方式的镜面光泽预测装置的结构。本实施方式的镜面光泽预测装置，通过进行图8示出的流程图所示的处理，计算所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并根据得到的镜面反射光分量预测样本的镜面光泽度。图1表示本实施方式的镜面光泽预测装置100的结构。

如图1所示，镜面光泽预测装置100作为主要的构成部件，具有：运算部101、操作输入部102、存储部103、偏角亮度测定部104。运算部101基于从操作输入部102输入的上层部分(调色剂图像)13的折射率以及透过率的数据、由操作输入部102设定的非镜面反射几何体系/镜面反射几何体系、以及由偏角亮度测定部104测定的样本的偏角亮度值，计算样本的镜面反射光分量。

运算部101内包括：下层反射光分量计算部(下层反射光分量生成部)111，计算所有几何体系中的下层反射光分量(Lru)；内部反射光分量生成部112，根据一个非镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算内部反射光分量(Lri)，并通过使用Oren-Nayar模型的拟合导出所有几何体系中的内部反射光分量；表面反射光分量生成部113，根据一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算表面反射光分量(Lrs)，并通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合，导出所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量；以及镜面反射光分量计算部(镜面反射光量计算部)114，通过将由上述各部得到的下层反射光分量(Lru)、内部反射光分量(Lri)、表面反射光分量(Lrs)相加，从而计算镜面反射光分量(镜面反射光量)(Lr)。在镜面反射光量计算部114，通过将相同的镜面反射几何体系的各反射光分量相加，计算所有的镜面反射几何体系中的镜面反射光分量。

此外，内部反射光分量生成部112具有：Lri计算部141，根据一个非镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算内部反射光分量(Lri)；以及Lri适合部142，通过使用Oren-Nayar模型的拟合，导出所有几何体系中的内部反射光分量。

此外，表面反射光分量生成部113具有：Lrs计算部131，根据一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算表面反射光分量(Lrs)；以及Lri适合部142，通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合，导出所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量。

操作输入部102输入求镜面反射光分量所需的各数值，表示由运算部101运算的结果。该操作输入部102包括：进行数值等的输入的操作按钮121、显示通过操作按钮121输入的信息或运算结果的显示部122。

存储部103存储偏角亮度测定部104中的测定结果以及运算部101中的运算结果。存储部103的内部包括：第一存储器(LUT1)151，存储由偏角亮度测定部104测定的仅由下层部分(纸)12构成的样本的偏角亮度值；以及第二存储器(LUT2)152，存储运算部101内算出的各反射光分量的值。

偏角亮度测定部104测定仅由下层部分(纸)12构成的样本，以及具有下层部分12和上层部分(调色剂图像)13的双层结构的样本的偏角亮度。另外，偏角亮度测定部104的角度的分辨率为1°，可以以1°增量测定偏角亮度。但是，使用镜面光泽预测装置100预测镜面光泽度的情况下，对仅由下层部分(纸)12构成的样本以1°增量测定偏角亮度，但对于由下层部分12和上层部分13构成的样本，仅对一个镜面反射几何体系和一个非镜面反射几何体系测定偏角亮度就可以。

接着，参照图1以及图8说明用上述镜面光泽预测装置100预测样本的所有镜面反射几何体系中的镜面光泽度的方法。

首先，测定为了测定镜面光泽分量而输入镜面光泽预测装置100的样本(调色剂图像)的上层部分的透过率以及折射率(图8的S1)。使用透过浓度计对形成调色剂图像的样本(由上层部分13和下层部分12构成的样本)和仅下层部分(纸)12的样本测定透过浓度，通过取得它们的差分，在测定仅上层部分13的透过浓度Dt之后，通过Tt＝10^(-Dt)的算式计算透过率Tt。透过浓度的测定，例如可以使用X-rite公司制造的透过浓度计X-rite820。

此外，对于以下的步骤中使用的上层部分(调色剂图像)13的折射率，使用作为调色剂的主要成分的树脂的折射率(文献值)。

接着，利用操作输入部102的操作按钮121输入通过上述方法测定的样本的上层部分13的透过率以及折射率。图9表示镜面光泽预测装置100的显示部122中显示的数据输入画面的一例。图9所示的数据输入画面中显示测定目标样本的上层部分的折射率的输入项目20、透过率的输入项目21、OK按钮22、以及取消按钮23。OK按钮22以及取消按钮23为触摸板式。例如操作按钮121将通过上述方法得到的透过率以及折射率输入图9所示的显示部的折射率的输入项目20以及透过率的输入项目21。另外，在该数据输入画面中，在按压了取消按钮23的情况下，退出该数据输入画面并强制结束测定模式。

接着，在装置内的偏角亮度测定部104中设置由与构成样本的基材相同材质的基材(仅下层部分的样本)，按压OK按钮22。由此，在偏角亮度测定部104中测定仅下层部分的样本的偏角亮度(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(图8的S2)。这里测定的偏角亮度保存在存储部103内的第一存储器151中。

作为偏角亮度测定部104，例如可以使用测角光谱计GP-2S(村上色彩公司制)。此外，仅该下层部分的样本的偏角亮度测定中的光源入射角以及光接收角的角度分辨率为1°。因此，第一存储器151中，将以1°增量的光源入射角以及光接收角测定的偏角亮度值与每个入射角度以及光接收角度对应存储。

接着，下层反射光分量计算部111基于从操作输入部102输入的上层部分的折射率以及透过率和存储在第一存储器151中的偏角亮度值，根据上述折射理论以及衰减理论计算所有几何体系中的(这里，将分辨率1°的情况设为所有几何体系)下层反射光分量(Lru)(图8的S3)。计算出的下层反射光分量(Lru)被保存在存储部103内的第二存储器152中。

接着，选择非镜面反射几何体系，从操作输入部102输入该非镜面反射几何体系，并判定该非镜面反射几何体系中的偏角亮度值(图8的S4)。根据测定的偏角亮度值，计算一个非镜面反射几何体系中的内部反射光分量(Lri)。然后，根据这里计算出的一个非镜面反射几何体系中的内部反射光分量(Lri)，通过使用Oren-Nayar模型的拟合，求所有几何体系中的内部反射光分量(Lri)(图8的S5)。

进而，选择镜面反射几何体系，从操作部102输入该镜面反射几何体系，并测定镜面反射几何体系中的偏角亮度值(图8的S6)。根据测定的偏角亮度值计算一个镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrs)。然后，根据这里计算出的一个镜面反射几何系统中的表面反射光分量(Lrs)，通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合来求所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrs)(图8的S7)。

图10表示为了输入被选择的非镜面反射几何体系和镜面反射几何体系而在显示部122中显示的一例数据输入画面。这里，同时输入非镜面反射几何体系和镜面反射几何体系，但本发明中不一定限定于此。图10所示的数据输入画面中，显示非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目30和光接收角度的输入项目31、镜面反射几何体系的入射角度的输入项目32、光接收角度的项目33、OK按钮34、取消按钮35以及返回按钮36。这里，OK按钮34、取消按钮35以及返回按钮36为触摸板式。另外，在按压了取消按钮35的情况下，退出该数据输入画面并强制结束测定模式，在按压了返回按钮36的情况下，返回图9所示的数据输入画面。

与非镜面反射几何体系有关的输入项目，指定用于对内部反射光分量(Lri)进行拟合的几何体系，与镜面反射几何体系有关的输入项目，指定用于拟合表面反射光分量(Lrs)的几何体系。非镜面反射几何体系的入射角度和光接收角度需要个别指定，但由于镜面反射几何体系的入射角度和光接收角度相等，因此如果仅将入射角度输入入射角度的输入项目32，则在光接收角度的项目33中显示相同值。

输入非镜面反射几何体系以及镜面反射几何体系，并在偏角亮度测定部104中设置了形成调色剂图像的样本之后，按压OK按钮34。于是，进行上述S4～S7的处理，并计算所有几何体系中的下层反射光分量(Lru)、内部反射光分量(Lri)、表面反射光分量(Lrs)，这些值以对应于每个相同的几何体系的状态被存储在第二存储器152中。

这里，对于推导所有几何体系中的内部反射光分量(Lri)的方法更具体地进行说明。

首先，在显示了如图10所示的数据输入画面的显示部122中，被输入的非镜面反射几何体系的入射角度以及光接收角度的数据临时被传送到Lri计算部141后，被传送到偏角亮度测定部104。在偏角亮度测定部104中，测定被输入的几何体系中的偏角亮度(Lra)，并将测定值的数据传送到Lri计算部141。

在Lri计算部141，从存储在第二存储器152内的数据中选择而取得在相同的几何体系中计算出的下层反射光分量(Lru)的数据，从上述偏角亮度(Lra)除去上述下层反射光分量(Lru)。进而，这里，使表面反射光分量近似为0，将剩余的反射光分量设为内部反射光分量(Lri)。

这样，由Lri计算部141计算的内部反射光分量(Lri)的数据被传送到Lri适合部142。Lri适合部142对于传送的内部反射光分量(Lri)，使用Oren-Nayar模型进行拟合。由此，所有几何体系中的内部反射光分量(Lri)被导出，该数据被保存在第二存储器152中。

接着，对于导出所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrs)的方法进行更具体的说明。

首先，在如图10所示的显示了数据输入画面的显示部122中，输入的镜面反射几何体系的入射角度以及光接收角度数据临时被传送到Lrs计算部131之后，被传送到偏角亮度测定部104。在偏角亮度测定部104中，测定被输入的几何体系中的偏角亮度(Lrb)，并将测定值的数据传送到Lrs计算部131。

在Lrs计算部131，从存储在第二存储器152内的数据中选择并取得在相同的几何体系中计算出的下层反射光分量(Lru)的数据以及在相同的几何体系中测定的内部反射光分量(Lri)的数据，从上述偏角亮度(Lrb)除去上述下层反射光分量(Lru)以及上述内部反射光分量(Lri)。

这样，由Lrs计算部131计算的表面反射光分量(Lrs)的数据被传送到Lrs适合部132。Lrs适合部132对于传送的表面反射光分量(Lrs)，使用Torrance-Sparrow模型进行拟合。由此，所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrs)被导出，该数据被保存在第二存储器152中。

通过进行以上那样的处理，所有的镜面反射几何体系中的下层反射光分量(Lru)、内部反射光分量(Lri)、表面反射光分量(Lrs)被与每个几何体系建立对应而存储在第二存储器152中。因此，镜面反射光分量计算部114将相同的镜面反射几何体系中的各反射光分量相加。由此，可以得到所有的镜面反射几何体系中的镜面反射光分量Lr(图8的S8)。

然后，这里得到的镜面反射光分量Lr的测定结果的数据被传送到操作输入部102，并由显示部122显示。图11表示此时在显示部122中显示的测定结果的画面的一例。

如图11所示，在测定了镜面反射光分量Lr之后，显示部122中显示镜面反射光分量Lr的曲线图40、镜面反射几何体系的输入项目41、输入到输入项目41的几何体系的镜面反射光分量Lr的计算结果42、光泽度阈值的输入项目46、表示输入项目46中输入的阈值的几何体系的计算结果47、OK按钮43、取消按钮44以及返回按钮45。在镜面反射光分量Lr的曲线图40中显示可以一览使入射角度从10°～80°变化时的所有的镜面反射光分量Lr的曲线图。因此，可以从该曲线图40知道样本的镜面反射光分量的角度依赖特性。该曲线图40所示的结果是通过镜面反射光分量计算部114将保存在第二存储器152中的所有的镜面反射几何体系的下层反射光分量Lru、内部反射光分量Lri、表面反射光分量Lrs相加的结果。

此外，在上述镜面光泽预测装置100，通过对图11所示的镜面反射几何体系的输入项目41输入任意的角度，并按压OK按钮43，也可以获得被输入的角度的镜面反射光分量的值。这里得到的此时的计算值与镜面反射光分量Lr的曲线图40的1点相等。

另一方面，通过在光泽度阈值的输入项目46中输入期望的镜面反射光分量(这里，相当于亮度值)，并按压OK按钮43，作为输入的镜面反射光分量的角度被显示在计算结果47中。根据该计算结果，可知这里得到的角度以上的角度相当于具有被输入的镜面反射光分量以上的角度。换言之，根据本实施方式的镜面光泽预测装置100，可以计算对于所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，因此在采用了何种镜面反射几何体系(入射以及光接收角度)的情况下可以确认是否表示一定以上的镜面反射光分量值。该值作为光泽度的新的评价基准有效。

另外，在图11所示的结果画面中，在按压了取消按钮44的情况下，从该结果画面退出并强制结束测定模式，在按压了返回按钮45时的情况下，返回到图10所示的数据输入画面。

此外，在将通过上述方法预测的镜面反射光分量值变换为JIS标准的光泽度的情况下，基于作为标准样本指定的标准板(折射率1.567的玻璃板)的值来求相对值，计算光泽度即可。

另外，上述镜面光泽度预测装置100也可以使用计算机系统实现。图12表示具有镜面光泽预测装置100的功能的计算机系统300的结构。

该计算机系统300包括：平板扫描仪(flatbed scanner)/胶片扫描仪/数字照相机等图像输入装置301、通过载入规定的程序(应用软件303)进行图像处理方法等各种处理的计算机302、表示计算机302的处理结果的CRT显示器/液晶显示器等图像显示装置304、将计算机302的处理结果输出到纸等的打印机等图像输出装置305。还包括：作为用于经由网络连接到服务器等的通信部件306的网卡或调制解调器、作为用于测定偏角亮度值的偏角亮度测定装置307的测角光谱计、为了使计算机302进行目标的处理而进行信息的输入的键盘/鼠标308、作为存储程序/数据等的外部的存储部件的外部存储装置309等。

在上述计算机系统300中，在实施本发明的镜面光泽预测的情况下，计算机302执行作为运算部101的功能，偏角亮度测定装置307执行作为偏角亮度测定部104的功能，键盘/鼠标308执行作为操作按钮121的功能，图像显示装置304执行作为显示部122的功能。此外，对于存储部103，可以设置在外部存储装置309内，也可以设置在计算机302内。

另外，CPU等运算部件执行ROM(Read Only Memory)或RAM等存储部件中存储的程序，并控制键盘等输入部件、显示器等输出部件、或者接口电路等通信部件，从而可以实现上述实施方式的镜面光泽预测装置100的运算部101内包括的各部11～114和运算部101进行的各处理步骤。从而，具有这些部件的计算机仅通过读取记录了上述程序的记录介质，并执行该程序，就可以实现本实施方式的镜面光泽预测装置100的各种功能以及各种处理。此外，通过将上述程序记录在可移动的记录介质中，可以在任意的计算机上实现各种功能以及各种处理。

作为这种记录介质，因在微型计算机上进行处理而未图示的存储器、例如ROM这样的存储器可以是程序介质，或者也可以作为外部存储装置309设置程序读取装置，通过对其插入记录介质而可读取的程序介质。

此外，在任何的情况下，都优选微处理器访问存储的程序并执行的结构。进而，优选读取程序，读取的程序被下载到微型计算机的程序存储区域，该程序被执行的方式。另外，该下载用程序预先存储在本体装置中。

此外，作为上述程序介质，是可与本体分离地构成的记录介质，也可以是磁带或卡带等带类、软盘或硬盘等磁盘或CD/MO/MD/DVD等光盘的盘类，IC卡(包含存储器卡)等卡类，或者包含掩模ROM、EPROM(ErasableProgrammable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory)、闪速ROM等半导体存储器的固定地承载程序的介质。

此外，如果是可连接包含了因特网的通信网络的系统结构，则优选从通信网络下载程序这样流动地承载程序的记录介质。

进而，在这样从通信网络下载程序的情况下，优选将该下载用的程序预先存储在本体装置中，或者从其它的记录介质安装。

[实施方式2]

基于图13至图19说明本发明的第二实施方式如下。在上述实施方式1中，说明了构成样本的色料层不特别限定染料墨水、颜料墨水、调色剂等颜料粒子的大小而可以应用的镜面光泽预测方法，但在本实施方式，说明色料层中包含的颜料粒子的直径比较大的情况下(即，颜料粒子为颜料墨水或调色剂等颜料的情况下)，更高精度地计算试料的镜面光泽分量的镜面光泽预测方法以及镜面光泽预测装置。作为上述颜料，可以举出颜料墨水、调色剂等。

首先，在本实施方式的镜面光泽预测装置中，说明样本的镜面光泽度的预测所使用的双色性反射(BRDF)模型理论。此外，这里对在计算试料的反射光分量的情况下应用上述BRDF模型的方法进行说明，该试料具有作为颜料粒子包含基材以及作为颜料的调色剂的色料层的双层结构。

图14示意地表示具有双层结构的试料的反射光分量的分割方法。如图14所示，样本23包括由调色剂图像(色料层)构成的上层部分34和由纸或透过薄膜等基材构成的下层部分33。根据双色性反射(BRDF)模型理论，作为来自光源6的各反射光分量，举出来自上层部分34的表面反射光分量(Lrss)27以及内部反射光分量35、来自下层部分33的表面反射光分量30以及内部反射光分量31，这些复合光为来自样本23的反射光。进而，在本实施方式，来自上层部分34的内部反射光分量35可以分为从颜料粒子直接反射的反射光分量(Lrsp)28和颜料粒子间的散射造成的扩散反射光分量(Lrd)29。为了通过BRDF模型计算各个反射光分量27～31，需要估计多个作为不可测定的参数(parameter)。

但是，由于难以测定来自下层部分33的内部反射光分量31，因此在本发明中，将来自下层部分33的表面反射光分量30和内部反射光分量31作为复合和反射光分量考虑，并作为下层反射光分量(Lru)32处理。通过基于仅下层部分33的实测数据计算该下层反射光分量32，从而实现通过BRDF模型计算各种图像样本中的准确的镜面反射光量。由此，如果计算来自上层部分34的表面反射光分量27、颜料粒子的反射光分量28、扩散反射光分量29以及下层反射光分量32，则可以得到准确的镜面反射光量。

在本发明中，作为用于计算各反射光分量的计算式模型有效的BRDF模式可以举出上述实施方式1中所示的(1)Ward模型、(2)Phong模型、(3)Oren-Nayar模型、(4)Torrance-Sparrow模型中所示的各模型。

上述各算式模型中，以光的各向同性散射为前提而建议的模型是Ward模型、Phong模型，以光的非各向同性散射为前提而建议的模型是Oren-Nayar模型、Torrance-Sparrow模型。计算式虽然复杂，但由于包含光的非各向同性散射的方法可以计算准确的值，因而在本实施方式，使用Torrance-Sparrow模型作为用于计算表面反射光分量27以及颜料粒子的反射光分量28的计算式模型，使用Open-Nayar模型作为用于计算颜料粒子间的散射引起的扩散反射光分量29的计算式模型。

另外，图5表示BRDF模型中的几何学配置，图6表示BRDF模型中的物体表面的几何学定义。

使用Oren-Nayar模型计算扩散反射光分量Lrd的情况下，首先，通过下述算式(4)计算Oren-Nayar模型计算值LrON。

(算式4)

$\mathrm{LrON}=\frac{\mathrm{\&sigma;}}{\mathrm{\&pi;}}E0\cos \mathrm{\&theta;i}[C1\left(\mathrm{\&sigma;}\right)+\cos (\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i})C2(\mathrm{\&alpha;};\mathrm{\&beta;};\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i};\mathrm{\&sigma;})\tan \mathrm{\&beta;})$

$+(1-|\cos (\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i})\left|\right)C3(\mathrm{\&alpha;};\mathrm{\&beta;};\mathrm{\&sigma;})\tan \left(\frac{\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&beta;}}{2}\right)$

$+0.17\frac{{\mathrm{\&rho;}}^2}{\mathrm{\&pi;}}E0\cos \mathrm{\&theta;i}\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2+0.13}[1-\cos (\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i}){\left(\frac{2\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&pi;}}\right)}^2]$

$C1=1-0.5\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2+0.33}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(4\right)$

$C3=0.125\left(\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2+0.09}\right){\left(\frac{4\mathrm{\&alpha;\&beta;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2}\right)}^2$

在上述算式中，θi是光源方向的天顶角(zenith angle)，φi是光源方向的方位角，θr是光接收方向的天顶角，φr是光接收方向的方位角，σ是表面形状的粗糙度变量，E0是对样本入射的辐射照度，ρ是样本表面的微小面的反射率，α＝max[θr，θi]，β＝min[θr，θi](参照图5、图6)。另外，该LrON的计算式与实施方式1中使用的计算式相同。

此外，使用Torrance-Sparrow模型，根据下述的算式(5)计算表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp，作为各个Torrance-Sparrow模型计算值LrTS(即，LrTSs以及LrTSp)。

(算式5)

$\mathrm{LrTS}=E0\frac{\mathrm{FGAF}}{\cos \mathrm{\&theta;}r\cos \mathrm{\&theta;a}}{\mathrm{ce}}^{-\frac{{\mathrm{\&theta;a}}^2}{{2\mathrm{\&sigma;}}^2}}$

$\mathrm{GAF}=\max [0,\mathrm{Min}[1,\frac{2<s,n><a,n>}{<s,a>},\frac{2<v,n><a,n>}{<v,a>}\left]\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

$c={\&Integral;}_{\mathrm{\&theta;a}=0}^{\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}{\&Integral;}_{\mathrm{\&phi;a}=0}^{2\mathrm{\&pi;}}{e}^{-\frac{\mathrm{\&theta;}{a}^2}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}}\sin \mathrm{\&theta;ad\&phi;ad\&theta;a}$

在上述算式中，F是菲涅耳反射率，n是样本3的法线矢量，S是光源方向矢量，v是光接收方向矢量，a是s和v的二等分矢量，θr是光接收方向的天顶角，θa是矢量a的天顶角，φa是矢量a的方位角，σ是表面形状的粗糙度变量，E0是入射到样本的辐射照度。此外，在上述算式中，<x，y>(x、y是任意的数)表示矢量的内积(参照图5、图6)。另外，该LrTS的计算式与实施方式1中使用的计算式相同。

接着，基于图13的流程图说明用上述方法，根据规定的几何体系中的亮度的测定值计算所有几何体系的镜面反射光量的方法。

首先，为了计算下层反射光分量Lru，仅计算要计算镜面反射光分量的样本的上层部分(调色剂图像)34的透过率(步骤S11)。这里的测定几何体系将光源、样本、光接收器配置在一条直线上。这样的几何体系中，从样本的正上方射入光源，由配置在样本的正下方的光接收器接收的光，作为透过样本的光由透过浓度计来计测。而且，通过取得形成了调色剂图像的样本(上层部分34和下层部分33构成的样本)和仅下层部分(纸)33的样本的差分，可以得到仅上层部分34的透过浓度Dt，仅上层部分34(即，调色剂图像)的透过率Tt可以根据Tt＝10^(-Dt)计算。

此外，对于在以下的步骤中使用的上层部分(调色剂图像)34的折射率，使用作为调色剂的主成分的树脂的折射率(文献值)。

接着，在不存在上层部分34的样本、即仅存在下层部分33的样本，在本实施方式的情况下，准备印刷调色剂图像之前的纸或透过薄膜，只从该下层部分33的样本的光源入射方向以及光接收方向测定作为高分辨率的偏角亮度值(步骤S12)。另外，这里，将测定值空间设为CIE1976L^*a^*b^*(CIE：Commission International de l’Eclairage：国际照明委员会。L^*：明亮度，a^*、b^*：色度)空间，因此采用L^*的值作为上述偏角亮度值。

根据这些数据计算下层反射光分量Lru(步骤S13)。图15是概念性表示计算下层反射光分量Lru时考虑的光的折射现象以及光量的衰减的示意图。以θi的角度入射到样本的光在空气层36和上层部分34的界面上产生折射现象。该折射现象遵从菲涅耳理论，折射后的角度θt根据菲涅耳法则(将入射前介质的折射率设为n1，将入射后介质的折射率设为n2时，n1×sinθi＝n2×sinθt)求解。通过调色剂层的光由于折射现象而在界面衰减，该菲涅耳透过率Tn通过算式(6)表示。

(算式6)

$\mathrm{Tn}=[\left(\frac{n2\cos \mathrm{\&theta;t}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}}\right){\left(\frac{2n1\cos \mathrm{\&theta;i}}{n2\cos \mathrm{\&theta;i}+n1\cos \mathrm{\&theta;t}}\right)}^2+\left(\frac{n2\cos \mathrm{\&theta;t}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}}\right){\left(\frac{2n1\cos \mathrm{\&theta;i}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}+n2\cos \mathrm{\&theta;t}}\right)}^2]/2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(6\right)$

此外，光通过上层部分34中时，光由上层部分34衰减，然后到达下层部分33。该衰减效应遵从Beer-Lambert法则(将色料层的吸收系数设为a，将色料层的厚度设为d，将透过率设为T时，-logT＝a×d)。由于入射角度变化，光到达下层部分33为止，光通过上层部分34的光程长度变化。因此，如计算与该光程长度变化对应的表面上的透过率Tt’，则为-logTt’＝a×(d/cosθi)，通过该表面上的透过率评价光的衰减。

由以上，在对下层部分33的光的入射角度因折射现象而变化的基础上，使用与菲涅耳透过率Tn以及光程长度变化对应的表面上的透过率Tt’，评价光量的衰减，从而可以计算到达下层部分33的光的入射光量。这样的光学现象在来自下层部分33的反射光被辐射到空气层的情况下也同样产生。从而，对在S12中测定的仅由下层部分(纸)构成的样本的偏角亮度值，考虑如上述的二次的光的折射现象以及光的衰减效果(参照图15)，以全部的入射角度以及光接收角度进行计算，从而可以计算下层反射光分量Lru。这里，在折射后的入射角度θt具有小数点以下的值的情况下，从其前后的角度的值进行比例分配而进行插补。此时的角度的分辨率不特别限制，但由于测定装置的角度分辨率极限值为1°，因此这里设为1°。另外，为了更准确地进行镜面反射光分量的计算，优选该角度的分辨率小于等于1°。

接着，为了计算扩散反射光分量Lrd，在几乎不包含表面反射光分量的某一几何体系中，测定样本的亮度值Lra(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(步骤S14)。将该几何体系称为非镜面反射几何体系。一般由于越远离镜面反射的几何体系则表面反射光分量越小，因此这里选择的非镜面反射几何体系最好是光源入射角度大，并且光源入射位置和光接收位置接近的几何体系。在本实施方式，作为这里选择的几何体系的一例，选择光源入射角度θi为45°(φi为0°)，光接收角度θr为-60°(φr为0°)的几何体系。

接着，测定几何体系的调色剂图像的浓度分布，根据测定值计算其粗糙度变量σp(步骤S15)。后面叙述粗糙度变量σp的具体的计算方法。

接着，从S14测定的亮度值Lra中除去在相同的几何体系中计算的下层反射光分量Lru，进而将表面反射光分量Lrss和颜料粒子的反射光分量Lrsp近似为0的剩余的反射光分量作为扩散反射光分量Lrd。对于这样得到的扩散反射光分量Lrd，使用Oren-Nayar模型进行拟合(步骤S16)。这里，‘拟合’表示对根据在上述被选择的非镜面反射几何体系中测定的亮度值Lra计算出的内部反射光分量计算未知的参数，以使其可用Oren-Nayar模型表现，并求所有几何体系中的内部反射光分量。

另外，此时使用的浓度分布的粗糙度变量σ(参照图5)采用基于在上述S15测定的样本的浓度分布计算的粗糙度变量σp。E0(参照图5)是入射到样本的辐射照度，这里将测定值空间设为CIE1976L^*a^*b^*空间，由于采用L^*，因此设为100π。根据这些值估计样本表面的微小面的反射率ρ。样本表面的微小面的反射率ρ在物理模型上不取负值，所以只采用正值。

通过将这些各数值代入上述算式(1)中，可以估计Oren-Nayar模型要求的参数，所以Oren-Nayar模型计算值LrON被确定。通过样本表面的微小面的反射率ρ的参数估计，Oren-Nayar模型计算值LrON的大小也被拟合，因此不进行Oren-Nayar模型计算值LrON的特别的数值范围调整，就可以计算所有几何体系的扩散反射光分量Lrd。即，这里计算出的LrON相当于扩散反射光分量Lrd。(Lrd＝LrON)。

接着，为了计算表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量，测定某一镜面反射几何体系的亮度值Lrb(步骤S17)。该几何体系称为镜面反射几何体系。这里选择的镜面反射几何体系选择光源入射角度为45°(φi为0°)，光接收角度为45°(φr为180°)的几何体系。另外，在本发明中不限定于该角度。

接着，测定样本的调色剂图像的浓度分布，并根据测定值计算其粗糙度变量σp。此外，测定样本的表面形状，并根据测定值计算粗糙度变量σs(步骤S18)。另外，对于浓度分布的粗糙度变量σp，也可以使用在S15计算出的变量。后面叙述表面形状的粗糙度变量σs的具体的计算方法。

接着，根据S17中测定的亮度值Lrb(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)，将除去了在相同几何体系中计算出的下层反射光分量Lru以及扩散反射光分量Lrd的剩余的反射光分量作为表面反射光分量Lrss和颜料粒子的反射光分量Lrsp的复合分量。

然后，对表面反射光分量Lrss和颜料粒子的反射光分量Lrsp分别使用Torrance-Sparrow模型来计算模型计算值LrTS(步骤S19)。

另外，此时使用的Torrance-Sparrow模型的粗糙度变量σ是定义物理模型上反射光分量的扩展的参数，在表面反射光分量Lrss的情况下，采用在S18中求出的表面形状的粗糙度变量σs，在颜料粒子的反射光分量Lrsp的情况下，采用在S18中求出的浓度分布的粗糙度变量σ。E0(参照图5)与Oren-Nayar模型模型同样为100π。为了求镜面反射系统的表面反射而将F设为1。Torrance-Sparrow模型中没有估计参数，如果输入要求参数，则Torrance-Sparrow模型计算值LrTS(即，表面反射光分量Lrss的Torrance-Sparrow模型计算值LrTSs、以及颜料粒子的反射光分量Lrsp的Torrance-Sparrow模型计算值LrTSp)被确定。

接着，根据上述模型计算值LrTSs以及LrTSp求各个分配，并进行拟合，以便成为测定了的亮度值(步骤S20)。换言之，计算满足Lrb＝k×LrTSs+(1-k)×LrTSp的形状参数k，从而决定表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp的分配比例。由此，可以计算所有的镜面反射几何体系的表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp。

通过以上的步骤，可以计算个别的下层反射光分量Lru、扩散反射光分量Lrd、表面反射光分量Lrss、以及颜料粒子的反射光分量Lrsp。然后，通过将这些相同的镜面反射几何体系中的计算值相加，可以得到镜面反射光分量(镜面反射光量)Lr(步骤S21)。

上述镜面光泽预测方法，由于假设了所有的图像(低光泽图像、低浓度图像等)，因此以将测定样本分离为上层部分和下层部分为前提。但是，在特殊的测定样本的情况下(高浓度且高光泽的样本)不限定于此，仅使用上层部分的反射光分量(表面反射光分量Lrss、颜料粒子的反射光分量Lrsp以及扩散反射光分量Lrd)计算镜面反射光分量Lr也可以。这是因为在该情况下，由于下层反射光分量Lru少，因此对镜面反射光分量Lr的影响减小。

另外，在上述镜面光泽预测方法中，S11～S13是下层反射光分量生成步骤，S14～S16是内部反射光分量生成步骤，S17～S19是表面反射光分量生成步骤，S19是形状参数计算步骤，S20是镜面反射光分量计算步骤。

接着，说明本实施方式的镜面光泽预测装置的结构。本实施方式的镜面光泽预测装置通过进行图13示出的流程图所示的处理，计算所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并根据得到的镜面反射光分量预测样本的镜面光泽度。图16表示本实施方式的镜面光泽预测装置200的结构。

如图16所示，镜面光泽预测装置200作为主要的构成部件，具有：运算部201、操作输入部202、存储部203、偏角亮度测定部204。

运算部201基于从操作输入部202输入的上层部分(调色剂图像)34的折射率以及透过率、样本的浓度分布的粗糙度变量、样本的表面形状的粗糙度变量的数据、由操作输入部202设定的非镜面反射几何体系/镜面反射几何体系、以及由偏角亮度测定部204测定的样本的偏角亮度值，计算样本的镜面反射光分量。

运算部201内包括：下层反射光分量计算部(下层反射光分量生成部)211，计算所有几何体系中的下层反射光分量(Lru)；扩散反射光分量生成部(内部反射光分量生成部)262，根据一个非镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算内部反射光分量，并通过使用Oren-Nayar模型的拟合导出所有几何体系中的内部反射光分量之一的扩散反射光分量(Lrd)；表面反射光分量生成部213，根据一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算表面反射光分量(Lrss)，并通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合导出所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量；以及镜面反射光分量计算部(镜面反射光量计算部)214，通过将由上述各部得到的各反射光分量相加，从而计算镜面反射光分量(Lr)。在镜面反射光量计算部214中，通将相同的镜面反射几何体系的各反射光分量相加，计算所有的镜面反射几何体系中的镜面反射光分量。

在本实施方式，考虑内部反射光分量35被分为颜料粒子的反射光分量(Lrsp)28和扩散反射光分量(Lrd)29，颜料粒子的反射光分量(Lrsp)根据一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果，由颜料粒子的反射光分量(Lrsp)计算。因此，运算部201内还包括颜料粒子反射光分量生成部261，用于根据一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算颜料粒子的反射光分量(Lrsp)，通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合，生成所有的镜面反射几何体系中的颜料粒子的反射光分量(Lrsp)。

另外，虽然未图示，但颜料粒子反射光分量生成部261包括：根据一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算颜料粒子的反射光分量的Lrsp计算部；以及通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合导出所有的镜面反射几何体系中的颜料粒子的反射光分量的Lrsp适合部。此外，虽然未图示，但扩散反射光分量生成部262包括：根据一个非镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算扩散反射光分量的Lrd计算部；以及通过使用Oren-Nayar模型的拟合导出所有几何体系中的扩散反射光分量的Lrd适合部。

此外，虽然未图示，但表面反射光分量生成部113包括：根据一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定结果计算表面反射光分量(Lrss)的Lrss计算部；以及通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合，导出所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量的Lrss适合部。

在本实施方式，将一个镜面反射几何体系中的偏角亮度值的测定值分配为表面反射光分量(Lrss)和颜料粒子反射光分量(Lrsp)。因此，运算部201内还设有决定表面反射光分量(Lrss)和颜料粒子反射光分量(Lrsp)的分配比例的形状参数计算部215。

操作输入部202输入用于求镜面反射光分量所需的各数值，表示由运算部201运算的结果。该操作输入部202包括：进行数值等的输入的操作按钮221、显示通过操作按钮221输入的信息或运算结果的显示部222。

存储部203存储偏角亮度测定部204中的测定结果以及运算部201中的运算结果。存储部203的内部包括：第一存储器(LUT1)251，存储由偏角亮度测定部204测定的仅由下层部分(纸)33构成的样本的偏角亮度值；以及第二存储器(LUT2)252，存储在运算部201内计算出的各种反射光分量。

偏角亮度测定部204测定仅由下层部分(纸)33构成的样本，以及具有下层部分33和上层部分(调色剂图像)34的双层结构的样本的偏角亮度。另外，偏角亮度测定部204的角度的分辨率为1°，可以以1°增量测定偏角亮度。但是，使用镜面光泽预测装置200预测镜面光泽度的情况下，对仅由下层部分(纸)33构成的样本以1°增量测定偏角亮度，但对于由下层部分33和上层部分34构成的样本，仅对一个镜面反射几何体系和一个非镜面反射几何体系测定偏角亮度就可以。

接着，参照图13以及图16说明使用上述镜面光泽预测装置200预测样本的所有镜面反射几何体系中的镜面光泽度的方法。

首先，测定为了测定镜面光泽分量而输入镜面光泽预测装置200的样本(调色剂图像)的上层部分的透过率以及折射率(图11的S1)。使用透过浓度计对形成调色剂图像的样本(由上层部分34和下层部分33构成的样本)和仅下层部分(纸)33的样本测定透过浓度，通过取得它们的差分，在测定仅上层部分33的透过浓度Dt之后，根据Tt＝10^(-Dt)的算式计算透过率Tt。透过浓度的测定，例如可以使用X-rite公司制的透过浓度计X-rite820。

此外，对于以下的步骤中使用的上层部分(调色剂图像)13的折射率，使用作为调色剂的主要成分的树脂的折射率(文献值)。

接着，使用形状测定显微镜VK-9500(KEYENCE公司制)进行调色剂层表面的形状测定，并基于取得了的高度信息(将样本设为XY平面的情况下的Z轴方向的数据)进行调色剂表面的粗糙度变量的计算。根据与邻接的像素的高度信息计算调色剂层表面的微小面的斜率，在生成该微小面的效率的直方图之后，在2σ(约95.5％的数据)的范围内求微小面积斜率的标准偏差，作为色料层的表面形状的粗糙度变量σs。

另一方面，使用CCD照相机CS-3910(东京电子工业公司制)以及光量输出200W的透过用光源取得样本的透过图像，并根据该透过图像数据进行浓度分布的粗糙度变量的计算。在CCD照相机和透过用光源之间设置样本(在将样本设为XY平面的情况下的Z轴方向上设置CCD照相机和透过用光源)，并取得透过图像。在根据得到的透过图像的各像素的浓度生成直方图之后，在2σ(约95.5％的数据)的范围内求透过浓度的标准偏差，作为浓度分布的粗糙度变量σp。

另外，在图13的流程图中，在S15、S17中执行该样本的浓度分布的粗糙度变量σp以及表面形状的粗糙度变量σs的测定，但在本镜面光泽预测装置200中进行镜面光泽的评价的情况下，如上述那样预先用其它的装置进行测定，与透过率以及折射率同时输入。

而且，利用操作输入部202的操作按钮221输入由上述方法测定的样本的上层部分34的透过率、各粗糙度变量σp以及σs、折射率。图17表示镜面光泽预测装置200的显示部222中显示的数据输入画面的一例。图17所示的数据输入画面中显示测定目标样本的上层部分的折射率的输入项目50、透过率的输入项目51、OK按钮54、以及取消按钮55。OK按钮54以及取消按钮55为触摸板式。利用操作按钮221将由上述方法得到的折射率、透过率、各粗糙度变量σp以及σs输入图17所示的显示部的折射率的输入项目50、透过率的输入项目51、表面形状的粗糙度变量的输入项目52、以及浓度分布的粗糙度变量的输入项目53。另外，在该数据输入画面中按压了取消按钮55的情况下，退出该数据输入画面并强制结束测定模式。

而且，将由与构成样本的基材相同的材质构成的基材(仅下层部分的样本)设置在装置内的偏角亮度测定部204中，按压OK按钮54。由此，在偏角亮度测定部204中，测定仅下层部分的样本的偏角亮度(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(图13的S12)。这里测定的偏角亮度被保存在存储部203内的第一存储器251中。

作为偏角亮度测定部204，例如可以使用测角光谱计GP-2S(村上色彩公司制)。此外，仅该下层部分的样本的偏角亮度测定中的光源入射角以及光接收角的角度分辨率为1°。因此，在第一存储器151中，将以1°增量的光源入射角以及光接收角测定的偏角亮度值与每个入射角度以及光接收角度对应存储。

接着，下层反射光分量计算部211基于从操作输入部202输入的上层部分的折射率以及透过率和存储在第一存储器251中的偏角亮度值，根据上述折射理论以及衰减理论计算所有几何体系中的(这里，将分辨率1°的情况设为所有几何体系)下层反射光分量(Lru)(图13的S13)。计算出的下层反射光分量(Lru)被保存在存储部203内的第二存储器252中。

接着，选择非镜面反射几何体系，从操作输入部202输入该非镜面反射几何体系，并判定该非镜面反射几何体系中的偏角亮度值(图13的S14)。根据测定的偏角亮度值计算一个非镜面反射几何体系中的扩散反射光分量(Lrd)。然后，根据这里计算出的一个非镜面反射几何体系中的扩散反射光分量(Lrd)，通过用Oren-Nayar模型的拟合来求所有几何体系中的扩散反射光分量(Lre)(图13的S16)。另外，这里的扩散反射光分量(Lrd)的计算所使用的浓度分布的粗糙度变量σ是从操作输入部299预先输入的样本的浓度分布的粗糙度变量σp。

进而，选择镜面反射几何体系，从操作部202输入该镜面反射几何体系，测定镜面反射几何体系中的偏角亮度值(图13的S17)。根据测定的偏角亮度值计算一个镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrs)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)(图13的S19)。即，计算表面反射光分量Lrss的Torrance-Sparrow模型计算值LrTSs、以及颜料粒子的反射光分量Lrsp的Torrance-Sparrow模型计算值LrTSp。另外，这里的颜料粒子的反射光分量(Lrsp)的计算所使用的浓度分布的粗糙度变量σ，是从操作输入部202预先输入的样本的浓度分布的粗糙度变量σp。此外，这里的表面反射光分量(Lrss)的计算所使用的表面形状的粗糙度变量σ，是从操作输入部202预先输入的样本的表面形状的粗糙度变量σs。

而且，根据这里算出的一个镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrs)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)，通过使用Torrance-Sparrow模型的拟合，求所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrs)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)(图13的S20)。即，形状参数计算部215根据上述模型计算值LrTSs以及LrTSp，求各个分配，基于该分配，计算所有的镜面反射几何体系的表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp。

图18表示为了输入被选择的非镜面反射几何体系和镜面反射几何体系而在显示板222中显示的数据输入画面的一例。这里，同时输入非镜面反射几何体系和镜面反射几何体系，但本发明不一定限定于此。图18所示的数据输入画面中显示：非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目62、光接收角度的项目63、OK按钮64、取消按钮65以及返回按钮66。这里，OK按钮64、取消按钮65、以及返回按钮66为触摸板式。另外，在按压了取消按钮65的情况下，退出该数据输入画面并强制结束测定模式，在按压了返回按钮66的情况下，返回到图17所示的数据输入画面。

关于非镜面反射几何体系的输入项目指定用于拟合扩散反射光分量(Lrd)几何体系，关于镜面反射几何体系的输入项目指定用于拟合表面反射光分量(Lrss)的几何体系。需要个别指定非镜面反射几何体系的入射角度和光接收角度，但镜面反射几何体系的入射角度和光接收角度相等，因此如果仅将入射角度输入到入射角度的输入项目62，则在光接收角度的项目63中显示相同的值。

输入非镜面反射几何体系以及镜面反射几何体系，将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部204之后，按压OK按钮64。于是，进行上述S14～S20(其中，S15、S17由于预先由外部装置进行，因此除去)的处理，计算所有几何体系中的下层反射光分量(Lru)、扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrss)、以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)，这些值以与相同的几何体系的每个建立对应的状态存储在第二存储器252中。

这里，更具体地说明导出所有几何体系中的扩散反射光分量(Lrd)的方法。

首先，在显示了如图18所示的数据输入画面的显示部222中，输入的非镜面反射几何体系的入射角度以及光接收角度的数据临时被传送到Lrd计算部(未图示)后，被输入到偏角亮度测定部204。在偏角亮度测定部204，测定被输入的几何体系中的偏角亮度(Lra)，并将测定值的数据传送到Lrd计算部。

在Lrd计算部，从存储在第二存储器252内的数据中选择而取得在相同的几何体系中计算出的下层反射光分量(Lru)的数据，从上述偏角亮度(Lra)除去上述下层反射光分量(Lru)。进而，这里，使表面反射光分量Lrd近似为0，将剩余的反射光分量设为扩散反射光分量(Lrd)。

这样，由Lrd计算部计算的扩散反射光分量(Lrd)的数据被传送到Lrd适合部(未图示)。Lrd适合部对于传送的扩散反射光分量(Lrd)，使用Oren-Nayar模型进行拟合。由此，所有几何体系中的扩散反射光分量(Lrd)被导出，该数据被保存在第二存储器252中。

接着，对于导出所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrss)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)的方法进行更具体的说明。

首先，在如图18所示的显示了数据输入画面的显示部222中，输入的镜面反射几何体系的入射角度以及光接收角度的数据临时被传送到Lrss计算部(未图示)以及Lrsp计算部(未图示)之后，被输入到偏角亮度测定部204。在偏角亮度测定部204中，测定被输入的几何体系中的偏角亮度(Lrb)，并将测定值的数据传送到Lrss计算部以及Lrsp计算部。

在Lrss计算部，从存储在第二存储器252内的数据中选择并取得在相同的几何体系中计算出的下层反射光分量(Lru)的数据以及在相同的几何体系中计算的扩散反射光分量(Lrd)的数据，从上述偏角亮度(Lrb)除去上述下层反射光分量(Lru)以及上述扩散反射光分量(Lrd)，使用Torrance-Sparrow模型，计算模型计算值(LrTSs)。

此外，在Lrsp计算部中，也从存储在第二存储器252内的数据中选择并取得在相同的几何体系中计算出的下层反射光分量(Lru)的数据以及在相同的几何体系中计算的扩散反射光分量(Lrd)的数据，从上述偏角亮度(Lrb)除去上述下层反射光分量(Lru)以及上述扩散反射光分量(Lrd)，使用Torrance-Sparrow模型，计算模型计算值(LrTSp)。

进而，在形状参数计算部215，根据计算出的上述模型计算值(LrTSs)以及(LrTSp)、偏角亮度(Lrb)计算满足Lrb＝k×LrTSs+(1-k)×LrTSp的形状参数k，从而决定表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp的分配比例。由此，决定一个镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrss)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)。

如上计算出的表面反射光分量(Lrss)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)的数据被分别传送到Lrss适合部(未图示)或者Lrsp适合部(未图示)。在Lrss适合部以及Lrsp适合部中，对于传送的表面反射光分量(Lrss)或者颜料粒子的反射光分量(Lrsp)使用Torrance-Sparrow模型进行拟合。由此，导出所有的镜面反射几何体系中的表面反射光分量(Lrss)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)，该数据被保存在第二存储器252中。

通过进行如上的处理，在第二存储器252中，所有的镜面反射几何体系中的下层反射光分量(Lru)、扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrss)、以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)与每个几何体系关联存储。因此，镜面反射光分量计算部214将相同的镜面反射几何体系中的各反射光分量相加。由此，可以得到所有的镜面反射几何体系中的镜面反射光分量Lr(图13的S21)。

然后，这里得到的镜面反射光分量Lr的测定结果的数据被传送到操作输入部202，并由显示部222显示。图19表示此时在显示部222中显示的一例测定结果的画面。

如图19所示，在测定了镜面反射光分量Lr之后，显示部222显示镜面反射光分量Lr的曲线图70、镜面反射几何系统的输入项目71、输入到输入项目71的几何体系的镜面反射光分量Lr的计算结果72、光泽度阈值的输入项目73、表示输入到输入项目73的阈值的镜面反射几何体系的计算结果74、OK按钮75、取消按钮76以及返回按钮77。在镜面反射光分量Lr的曲线图70中，显示可以将入射角度从10°～80°变化时的所有的镜面反射光分量Lr的一览的曲线图。因此，可以从该曲线图70知道样本的镜面反射光分量的角度依赖特性。该曲线图70所示的结果，是通过镜面反射光分量计算部214将保存在第二存储器252中的所有的镜面反射几何体系的下层反射光分量Lru、扩散反射光分量Lrd、表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp相加的结果。

此外，在上述镜面光泽预测装置200，对图19所示的镜面反射几何体系的输入项目71输入任意的角度，并按压OK按钮75，从而也可以得到输入的角度的镜面反射光分量的值。这里得到的此时的计算值与镜面反射光分量Lr的曲线图70的1点相等。

另一方面，对光泽度阈值的输入项目73输入要求的镜面反射光分量(这里，相当于亮度值)，并按压OK按钮75，从而在计算结果74中显示成为输入的镜面反射光分量的角度。根据该计算结果，可知这里得到的角度以上的角度相当于具有被输入的镜面反射光分量以上的角度。换言之，根据本实施方式的镜面光泽预测装置200，可以计算对于所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，因此在采用了何种镜面反射几何体系(入射以及光接收角度)的情况下可以确认是否表示一定以上的镜面反射光分量值。该值作为光泽度的新的评价基准是有效的。

另外，在图19所示的结果画面中，在按压了取消按钮76的情况下，从该结果画面退出并强制结束测定模式，在按压了返回按钮77时的情况下，返回到图18所示的数据输入画面。

此外，在将通过上述方法预测的镜面反射光分量值变换为JIS标准的光泽度的情况下，基于作为标准样本指定的标准板(折射率1.567的玻璃板)的值来求相对值，计算光泽度即可。

另外，上述镜面光泽度预测装置200也可以使用计算机系统实现。作为该计算机系统，采用与例如实施方式1中说明的计算机系统300(参照图12)同样的结构。

另外，上述实施方式的镜面光泽预测装置200的运算部201内包括的各部分21～215或运算部201进行的各处理步骤与实施方式1同样，CPU等运算部件执行ROM(Read Only Memory)或RAM等存储部件中存储的程序，可以通过控制键盘等输入部件、显示器等显示部件或者接口电路等通信部件来实现。从而，具有这些部件的计算机仅通过读取记录了上述程序的记录介质并执行该程序，就可以实现实施方式的镜面光泽预测装置200的各种功能以及各种处理。此外，通过将上述程序记录在可移动的记录介质中，可以在任意的计算机上实现上述各种功能以及各种处理。

[实施方式3]

基于从图24到图28说明本发明的第三实施方式如下。在上述实施方式1，说明了构成样本的色料层不特别限定染料墨水、颜料墨水、调色剂等颜料粒子的大小而可以应用的镜面光泽预测方法，但在本实施方式中，与第二实施方式同样，说明色料层中包含的颜料粒子的直径比较大的情况下(即，颜料粒子为颜料墨水或调色剂等颜料的情况下)，更高精度地计算试料的镜面光泽分量的镜面光泽预测方法以及镜面光泽预测装置。作为上述颜料，可以举出颜料模式、调色剂等。另外，在本实施方式中，作为上述规定的几何体系，选择一个镜面反射几何体系和两个非镜面反射几何体系，但在测定这些几何体系中的偏角亮度值方面与上述实施方式1以及2不同。

首先，在本实施方式的镜面光泽预测装置中，说明样本的镜面光泽度的预测所使用的双色性反射(BRDF)模型理论。此外，对在计算试料的反射光分量的情况下应用上述BRDF模型的方法进行说明，该试料具有作为颜料粒子包含基材以及作为颜料的调色剂的色料层的双层结构。

图14示意地表示具有双层结构的试料的反射光分量的分割方法。如图14所示，样本23包括由调色剂图像(色料层)构成的上层部分34和由纸或透过薄膜等基材构成的下层部分33。根据双色性反射(BRDF)模型理论，作为来自光源6的各反射光分量，举出来自上层部分34的表面反射光分量(Lrss)27以及内部反射光分量35、来自下层部分33的表面反射光分量30以及内部反射光分量31，这些复合光为来自样本23的反射光。进而，在本实施方式中，来自上层部分34的内部反射光分量35可以分为从颜料粒子直接反射的反射光分量(Lrsp)28和通过颜料粒子间的散射的扩散反射光分量(Lrd)29。为了通过BRDF模型计算各个反射光分量27～31，需要估计多个作为不可测定的参数(parameter)。

但是，由于难以测定来自下层部分33的内部反射光分量31，因此本发明将来自下层部分33的表面反射光分量30和内部反射光分量31作为复合和反射光分量来考虑，并作为下层反射光分量(Lru)32处理。通过基于仅下层部分33的实测数据计算该下层反射光分量32，从而实现通过BRDF模型计算各种图像样本中的准确的镜面反射光量。由此，如果计算来自上层部分34的表面反射光分量27、颜料粒子的反射光分量28、扩散反射光分量29以及下层反射光分量32，则可以得到准确的镜面反射光量。

在本发明中，作为用于计算各反射光分量的计算式模型的有效的BRDF模式，可以举出上述实施方式1中所示的(1)Ward模型、(2)Phong模型、(3)Oren-Nayar模型、(4)Torrance-Sparrow模型中所示的各模型。

上述各算式模型中，以光的各向同性散射为前提而建议的模型是Ward模型、Phong模型，以光的非各向同性散射为前提而建议的模型是Oren-Nayar模型、Torrance-Sparrow模型。计算式虽然复杂，但由于包含光的非各向同性散射可以计算准确的值，因此在本实施方式中，使用Torrance-Sparrow模型作为用于计算表面反射光分量27以及颜料粒子的反射光分量28的计算式模型，使用Open-Nayar模型作为用于计算颜料粒子间的散射引起的扩散反射光分量29的计算式模型。

另外，图5表示BRDF模型中的几何学配置，图6表示BRDF模型中的物体表面的几何学定义。

使用Oren-Nayar模型计算扩散反射光分量Lrd的情况下，首先，通过下述算式(7)计算Oren-Nayar模型计算值LrON。

(算式7)

$\mathrm{LrON}=\frac{\mathrm{\&sigma;}}{\mathrm{\&pi;}}E0\cos \mathrm{\&theta;i}[C1\left(\mathrm{\&sigma;}\right)+\cos (\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i})C2(\mathrm{\&alpha;};\mathrm{\&beta;};\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i};\mathrm{\&sigma;})\tan \mathrm{\&beta;})$

$+(1-|\cos (\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i})\left|\right)C3(\mathrm{\&alpha;};\mathrm{\&beta;};\mathrm{\&sigma;})\tan \left(\frac{\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&beta;}}{2}\right)$

$+0.17\frac{{\mathrm{\&rho;}}^2}{\mathrm{\&pi;}}E0\cos \mathrm{\&theta;i}\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2+0.13}[1-\cos (\mathrm{\&phi;r}-\mathrm{\&phi;i}){\left(\frac{2\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&pi;}}\right)}^2]$

$C1=1-0.5\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2+0.33}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(7\right)$

$C3=0.125\left(\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2+0.09}\right){\left(\frac{4\mathrm{\&alpha;\&beta;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2}\right)}^2$

在上述算式中，θi是光源方向的天顶角，φi是光源方向的方位角，θr是光接收方向的天顶角，φr是光接收方向的方位角，σ是表面形状的粗糙度变量，E0是对样本入射的辐射照度，ρ是样本表面的微小面的反射率，α＝max[θr，θi]，β＝min[θr，θi](参照图5、图6)。另外，该LrON的计算式与实施方式1、2中使用的计算式相同。

此外，使用Torrance-Sparrow模型，根据下述的算式(8)计算表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp作为各个Torrance-Sparrow模型计算值LrTS(即，LrTSs以及LrTSp)。

(算式8)

$\mathrm{LrTS}=E0\frac{\mathrm{FGAF}}{\cos \mathrm{\&theta;}r\cos \mathrm{\&theta;a}}{\mathrm{ce}}^{-\frac{{\mathrm{\&theta;a}}^2}{{2\mathrm{\&sigma;}}^2}}$

$\mathrm{GAF}=\max [0,\mathrm{Min}[1,\frac{2<s,n><a,n>}{<s,a>},\frac{2<v,n><a,n>}{<v,a>}\left]\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(8\right)$

$c={\&Integral;}_{\mathrm{\&theta;a}=0}^{\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}{\&Integral;}_{\mathrm{\&phi;a}=0}^{2\mathrm{\&pi;}}{e}^{-\frac{\mathrm{\&theta;}{a}^2}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}}\sin \mathrm{\&theta;ad\&phi;ad\&theta;a}$

在上述算式中，F是菲涅耳反射率，n是样本23的法线矢量，S是光源方向矢量，v是光接收方向矢量，a是s和v的二等分矢量，θr是光接收方向的天顶角，θa是矢量a的天顶角，φa是矢量a的方位角，σ是表面形状的粗糙度变量，E0是入射到样本的辐射照度。此外，在上述算式中，<x，y>(x、y是任意的数)表示矢量的内积(参照图5、图6)。另外，该LrTS的计算式与实施方式1中使用的计算式相同。

接着，基于图24的流程图说明用上述方法，根据规定的几何体系中的亮度的测定值计算所有几何体系的镜面反射光量的方法。

首先，为了计算下层反射光分量Lru，仅计算要计算镜面反射光分量的样本的上层部分(调色剂图像)34的透过率(步骤S21)。这里的测定几何体系将光源、样本、光接收器配置在一条直线上。这样的几何体系中，从样本的正上方射入光源，将配置在样本的正下方的光接收器接收的光作为透过样本的光，由透过浓度计来计测。这里，通过透过浓度计只测量调色剂图像的样本(上层部分34和下层部分33构成的样本)和下层部分(纸)33的样本，取得前者和后者的差分，从而可以得到仅上层部分34的透过浓度Dt。再有，仅上层部分34(即，调色剂图像)的透过率Tt可以通过Tt＝10^(-Dt)计算。

此外，对于在以下的步骤中使用的上层部分(调色剂图像)34的折射率，用作为调色剂的主成分的树脂的折射率(文献值)。

接着，测定将上层部分34不存在的样本、即仅下层部分33的样本，在本实施方式的情况下，准备印刷调色剂图像之前的纸或透过薄膜，该仅下层部分33的样本的光源入射方向以及光接收方向设为高分辨率的偏角亮度值(步骤S22)。另外，这里，将测定值空间设为CIE1976L^*a^*b^*(CIE：CommissionInternational de l’Eclairage：国际照明委员会。L^*：明亮度，a^*、b^*：色度)空间，因此采用L^*的值作为上述偏角亮度值。此时的角度的分辨率不特别限制，但由于一般的测定装置的角度分辨率极限为1°，因此本实施方式中设为1°。即，在本实施方式中，对于将图5所示的各角度每次偏离1°的全部几何体系测定偏角亮度值。另外，为了更正确地进行镜面反射光分量的计算，优选其角度的分辨率为小于等于1°。

而且，根据这些数据计算所有几何体系中的下层反射光分量Lru(步骤S23)。图15是概念性地表示计算下层反射光分量Lru时考虑的光的折射现象以及光量的衰减的示意图。以θi的角度入射到样本的光在空气层36和上层部分34的界面上产生折射现象。该折射现象根据菲涅耳理论，折射后的角度θt遵从菲涅耳法则(将入射前介质的折射率设为n1，将入射后介质的折射率设为n2时，n1×sinθi＝n2×sinθt)求解。通过调色剂层的光由于折射现象而在界面衰减，该菲涅耳透过率Tn通过算式(9)表示。

(算式9)

$\mathrm{Tn}=[\left(\frac{n2\cos \mathrm{\&theta;t}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}}\right){\left(\frac{2n1\cos \mathrm{\&theta;i}}{n2\cos \mathrm{\&theta;i}+n1\cos \mathrm{\&theta;t}}\right)}^2+\left(\frac{n2\cos \mathrm{\&theta;t}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}}\right){\left(\frac{2n1\cos \mathrm{\&theta;i}}{n1\cos \mathrm{\&theta;i}+n2\cos \mathrm{\&theta;t}}\right)}^2]/2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(9\right)$

此外，光通过上层部分34中时，光由上层部分34衰减，然后到达下层部分33。该衰减效应依据Beer-Lambert法则(将色料层的吸收系数设为a，将色料层的厚度设为d，将透过率设为T时，-logT＝a×d)。由于入射角度变化，在光到达下层部分33为止，光通过上层部分34的光程长度变化。因此，如计算与该光程长度变化对应的表面上的透过率Tt’，则为-logTt’＝a×(d/cosθi)，通过该表面上的透过率评价光的衰减。

由以上，在对下层部分33的光的入射角度因折射现象而变化的基础上，使用与菲涅耳透过率Tn以及光程长度变化对应的表面上的透过率Tt’，评价先量的衰减，从而可以计算到达下层部分33的光的入射光量。这样的光学现象在来自下层部分33的反射光被辐射到空气层的情况下也同样产生。从而，对在S22中测定的仅由下层部分(纸)构成的样本的偏角亮度值，考虑如上述的二次的光的折射现象以及光的衰减效果(参照图15)，以全部的入射角度以及光接收角度进行计算，从而可以计算下层反射光分量Lru。这里，在折射后的入射角度θt具有小数点以下的值的情况下，从其前后的角度的值进行比例分配，从而进行插补。此时的角度的分辨率不特别限制，但由于测定装置的角度分辨率极限值为1°，因此这里设为1°。另外，为了更准确地进行镜面反射光分量的计算，优选该角度的分辨率小于等于1°。

接着，在几乎不包含表面反射光分量的某一几何体系中，测定样本的亮度值Lra(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(步骤S24)。将该几何体系称为非镜面反射几何体系。一般地，由于越远离镜面反射的几何体系则表面反射光分量越小，因此这里选择的非镜面反射几何体系最好是光源入射角度大，并且光源入射位置和光接收位置接近的几何体系。在本实施方式，作为第一非镜面反射几何体系的一例，选择光源入射角度θi为45°(φi为0°)，光接收角度θr为-60°(φr为0°)的几何体系。

接着，在稍微包含表面反射光分量的某一几何体系中，测定样本的亮度值Lrc(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(步骤S25)。将该几何体系称为第二非镜面反射几何体系。这里选择的第二非镜面反射几何体系位于第一非镜面反射几何体系和镜面反射几何体系之间，并且优选是不靠近任何的几何体系的大致中间的几何体系。在本实施方式，作为第二非镜面反射几何体系的一例，选择光源入射角度θi为45°(φi为0°)，光接收角度θr为0°(φr为0°)的几何体系。

然后，在某一镜面反射几何体系中，测定样本的亮度值Lrb(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(步骤S26)。将该几何体系称为镜面反射几何体系。这里选择的镜面反射几何体系是光源入射角度θi为45°(φi为0°)，光接收角度θr为45°(φr为180°)的几何体系。另外，本发明中不限定于这种角度。

下面，测定样本的调色剂图像的浓度分布，并根据测定值计算粗糙度变量σp(步骤S27)。接着，此外，测定样本的表面形状，并根据测定值计算其粗糙度变量σs(步骤S28)。后面叙述粗糙度变量σp以及表面形状的粗糙度变量σs的具体的计算方法。

接着，对在S24测定的亮度值Lra、在S25测定的亮度值Lrc、以及在S26测定的亮度值Lrb使用Torrance-Sparrow模型以及Oren-Nayar模型进行拟合(步骤S29)。以下详细叙述该拟合过程。

上述Lra、Lrb、Lrc都是表面反射光分量Lrss、颜料粒子反射光分量Lrsp、扩散反射光分量Lrd、下层反射光分量Lru之和。从而，从Lra、Lrb或Lrc除去了Lru的分量都相当于Lrss、Lrsp和Lrd的和(即上层反射光分量)。

这里，为了决定上层反射光分量(即Lrss、Lrsp和Lrd的和)中包含的表面反射光分量、颜料粒子反射光分量和扩散反射光分量的分配比例，导出参数kss、ksp以及kd。其中，

kss+ksp+kd＝1……(4)

。在该情况下，上层反射光分量使用Torrance-Sparrow模型以及Oren-Nayar模型可以表示为如下的算式(5)

Lrss+Lrsp+Lrd＝kss×LrTSs+ksp×LrTSp+kd×LrON……(5)

。其中，算式(5)中，LrTSs是表面反射光分量Lrss的Torrance-Sparrow模型计算值，LrTSp是颜料粒子反射光分量Lrsp的Torrance-Sparrow模型计算值，LrON是扩散反射光分量Lrd的Oren-Nayar模型计算值。

另外，此时使用的Torrance-Sparrow模型的粗糙度变量σ是定义物理模型上反射光分量的扩展的参数，所以在表面反射光分量Lrss的情况下，采用步骤S28中求出的表面形状的粗糙度变量σs，在颜料粒子的反射光分量Lrsp的情况下，采用在步骤S27中求出的浓度分布的粗糙度变量σp。此外，在Oren-Nayar模型的粗糙度变量σ采用在步骤S27中求出的浓度分布的粗糙度变量σp。E0(参照图5)是入射到样本的辐射照度，但这里，将测定值空间设为CIE1976L^*a^*b^*空间，由于采用L^*，因此设为100π。为了求镜面反射几何体系的表面反射而将F设为1。

而且，在算式(5)的左边，代入根据测定的Lra而除去了在步骤S23中计算出的第一非镜面几何体系中的Lru的分量(即，Lra-Lru)，对右边的各模型式代入与第一非镜面几何体系对应的θi、θr、φi、φr，从而建立算式(6)。

同样，对算式(5)的左边代入根据测定的Lrc而除去了在步骤S23中计算出的第二非镜面几何体系中的Lru的分量(即，Lrc-Lru)，在右边的各模型式中，代入与第二非镜面几何体系对应的θi、θr、φi、φr，从而建立算式(7)。

进而，在算式(5)的左边，代入除去了根据测定的Lrb在步骤S23中计算出的镜面几何体系中的Lru的分量(即，Lrb-Lru)，在右边的各模型式中，代入与镜面几何体系对应的θi、θr、φi、φr，从而建立算式(8)。

然后，通过解算式(6)～(8)和算式(4)，确定Oren-Nayar模型中的未知的参数ρ、和表示分配比例的参数kss、ksp、kd(步骤S29)。另外，样本表面的微小面的反射率ρ在物理模型上不取负值，所以仅采用正值(ρ＞0)。

通过使用如上确定的Oren-Nayar模型中的参数ρ以及表示分配比例的参数kss、ksp、kd，计算所有几何体系中的表面反射光分量Lrss、颜料粒子反射光分量Lrsp、以及扩散反射光分量Lrd(步骤S30)。

更详细地说，为

Lrss＝kss×LrTSs

Lrsp＝ksp×LrTSp

Lrd＝kd×LrON

，通过对上述各式中包含的模型计算式代入与所有几何体系对应的θi、θr、φi、φr，计算所有几何体系中的上层表面反射光分量Lrss、颜料粒子反射光分量Lrsp、以及扩散反射光分量Lrd。

而且，通过将在同一几何体系中的步骤S23中求出的下层反射光分量Lru以及在步骤S30中求出的上层表面反射光分量Lrss、颜料粒子反射光分量Lrsp、以及扩散反射光分量Lrd相加，可以求出镜面反射光分量(镜面反射光分量)Lr。对所有几何体系求该镜面反射光分量Lr(步骤S31)。

另外，在上述实施方式2，在扩散反射光分量Lrd的计算(步骤S16)时，将Lrss以及Lrsp都近似为0，而在本实施方式中不使用这样的近似。由此，在本实施方式，可以更精确地求各反射光分量以及镜面反射光量。

上述镜面光泽预测方法，由于假设了所有的图像(低光泽图像、低浓度图像等)，因此以将测定样本分离为上层部分和下层部分为前提。但是，在特殊的测定样本的情况下(高浓度且高光泽的样本)不限定于此，仅使用上层部分的反射光分量(表面反射光分量Lrss、颜料粒子的反射光分量Lrsp以及扩散反射光分量Lrd)计算镜面反射光分量Lr也可以。这是因为在该情况下，由于下层反射光分量Lru少，因此对镜面反射光分量Lr的影响减小。

此外，在本实施方式，为了在步骤S31中计算所有几何体系中的镜面反射光分量Lr，在步骤S22中测定了所有几何体系中的偏角亮度值，但本发明不限定于此。例如，在仅要计算某一个要求的几何体系中的镜面反射光分量的情况下，在步骤S22中，只要测定要求的几何体系、第一非镜面反射几何体系、第二非镜面反射几何体系、以及镜面反射几何体系的各个所对应的各几何体系中的偏角亮度值就足够。另外，‘要求的几何体系、第一非镜面反射几何体系、第二非镜面反射几何体系、以及镜面反射几何体系分别对应的各几何体系’是考虑了上层部分34中的折射率的几何体系，更详细地说，是指在要求的几何体系、第一非镜面反射几何体系、第二非镜面反射几何体系、以及镜面反射几何体系的各个中使光线入射试料，并通过光接收部测定反射的光线时，由光线实际入射到下层部分33的入射角度，并且射入光接收部的光在下层部分33中反射的反射角度构成的几何体系。此外，在这种情况下，在步骤S30、S31中也只要计算要求的几何体系中的各反射光分量就可以。这对于上述实施方式1以及2也同样。

另外，在上述镜面光泽预测方法中，步骤S21～S23是下层反射光分量生成步骤，步骤S24～S30是上层反射光分量生成步骤，步骤S31是镜面反射光分量计算步骤。

接着，说明本实施方式的镜面光泽预测装置的结构。本实施方式的镜面光泽预测装置，通过进行图24示出的流程图所示的处理计算所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并根据得到的镜面反射光分量预测样本的镜面光泽度。图25表示本实施方式的镜面光泽预测装置400的结构。

如图25所示，镜面光泽预测装置400作为主要的构成部件，具有：运算部401、操作输入部402、存储部403、偏角亮度测定部404。

运算部401基于从操作输入部402输入的上层部分(调色剂图像)34的折射率以及透过率、样本的浓度分布的粗糙度变量、样本的表面形状的粗糙度变量的数据、由操作输入部402设定的第一非镜面反射几何体系/第二非镜面反射几何体系/镜面反射几何体系、以及由偏角亮度测定部404测定的样本的偏角亮度值，计算样本的镜面反射光分量。

更详细地说，在运算部401内包括：下层反射光分量计算部(下层反射光分量生成部)411，计算下层反射光分量(Lru)；上层反射光分量计算部(上层反射光分量生成部)412，计算扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrss)、以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)；以及镜面反射光分量计算部(镜面反射光量计算部)414，计算镜面反射光分量(Lr)。

下层反射光分量计算部411基于从操作输入部402输入的各种数据以及由偏角亮度测定部404测定的仅下层部分的偏角亮度值，计算所有几何体系中的下层反射光分量(Lru)。

此外，镜面反射光分量计算部414通过对于同一几何体系将由下层反射光分量计算部411以及上层反射光分量计算部412计算出的各反射光分量，计算该几何体系中的镜面反射光分量(Lr)。另外，在本实施方式中，镜面反射光分量计算部414计算所有几何体系中的镜面反射光分量。

上层反射光分量计算部412基于一个镜面几何系统以及两个非镜面几何系统中的仅下层部分的偏角亮度值的测定结果，对所有的几何系统计算扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrss)、以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)。更详细地说，上层反射光分量计算部412包含形状参数计算部(参数计算部)415以及反射光分量计算部416，形状参数计算部415根据一个镜面反射几何系统以及两个非镜面反射几何系统中的偏角亮度值的测定结果，计算上述Oren-Nayar模型中的未知的参数ρ、以及表示上层反射光分量中包含的扩散反射光分量、表面反射光分量、颜料粒子的反射光分量的分配比例的kss、ksp、kd，反射光分量计算部使用参数ρ、kss、ksp、kd计算所有几何体系中的扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrss)、以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)。

操作输入部402输入用于求镜面反射光分量所需的各数值，并表示由运算部401运算的结果。该操作输入部402包括：进行数值等的输入的操作按钮421、显示由操作按钮421输入的信息或运算结果的显示部422。

存储部403存储偏角亮度测定部404中的测定结果、以及运算部401中的运算结果。存储部403的内部包括：第一存储器(LUT1)451，存储由偏角亮度测定部404测定的仅由下层部分(纸)33构成的样本的偏角亮度值；以及第二存储器(LUT2)452，存储在运算部401内计算出的各反射光分量的值。

偏角亮度测定部404测定只由下层部分(纸)33构成的样本，以及具有下层部分33和上层部分(调色剂图像)34的双层结构的样本的偏角亮度。另外，偏角亮度测定部404的角度的分辨率为1°，可以以1°增量测定偏角亮度。但是，使用镜面光泽预测装置400预测镜面光泽度的情况下，对仅由下层部分(纸)33构成的样本以1°增量测定偏角亮度，但对于由下层部分33和上层部分34构成的样本，仅对一个镜面反射几何体系和两个非镜面反射几何体系测定偏角亮度就可以。

接着，参照图24以及图25说明用上述镜面光泽预测装置400预测样本的所有镜面反射几何体系中的镜面光泽度的方法。

首先，预先由透过浓度计测定为了测定镜面光泽分量而输入镜面光泽预测装置400的样本(调色剂图像)的上层部分的透过率(图24的S1)。使用透过浓度计对形成调色剂图像的样本(由上层部分34和下层部分33构成的样本)和仅下层部分(纸)33的样本测定透过浓度，通过取得它们的差分，仅测定上层部分34的透过浓度Dt，然后，通过Tt＝10^(-Dt)的算式计算透过率Tt。就透过浓度的测定而言，例如可以使用X-rite公司制的透过浓度计X-rite820。

另外，上层部分34的透过率的计算在图24的流程图中在S21中执行，但在本镜面光泽预测装置400中进行镜面光泽的评价的情况下，如上所述，预先由其它的装置测定，并从操作输入部402输入。

接着，使用形状测定显微镜VK-9500(KEYENCE公司制)等进行调色剂层表面的形状测定，并基于取得了的高度信息(将样本设为XY平面的情况下的Z轴方向的数据)进行调色剂表面的粗糙度变量的计算。根据与邻接的像素的高度信息计算调色剂层表面的微小面的斜率，在生成该微小面的斜率的直方图之后，在2σ(数据的约95.5％)的范围内求微小面积斜率的标准偏差，作为色料层的表面形状的粗糙度变量σs。

另一方面，使用CCD照相机CS-3910(东京电子工业公司制)以及光量输出200W的透过用光源等取得样本的透过图像，并根据该透过图像数据进行浓度分布的粗糙度变量的计算。在CCD照相机和透过用光源之间设置样本(在将样本设为XY平面的情况下的Z轴方向上设置CCD照相机和透过用光源)，并取得透过图像。在根据得到的透过图像的各像素的浓度生成直方图之后，在2σ(数据的约95.5％)的范围内求透过浓度的标准偏差，作为浓度分布的粗糙度变量σp。

另外，该样本的浓度分布的粗糙度变量σp以及表面形状的粗糙度变量σs的测定，在图24的流程图中在S27、S28中执行，但在本镜面光泽预测装置400中进行镜面光泽的评价的情况下，如上所述，预先通过其它的装置测定，并与透过率以及折射率同时输入。

而且，利用操作输入部402的操作按钮421输入由上述方法测定的样本的上层部分34的透过率、各粗糙度变量σp以及σs、折射率。图26表示镜面光泽预测装置400的显示部422中显示的数据输入画面的一例。图27所示的数据输入画面中，显示测定目标样本的上层部分的折射率的输入项目20、透过率(Tt)的输入项目R21、表面形状的粗糙度变量(σs)的输入项目R22、浓度分布的粗糙度变量(σp)的输入项目R23、OK按钮R24、以及取消按钮R25。OK按钮R24以及取消按钮R25为触摸板方式。利用操作按钮421将由上述方法得到的折射率、透过率Tt、各粗糙度变量σp以及σs输入到图26所示的显示部的折射率的输入项目R20、透过率的输入项目R21、表面形状的粗糙度变量的输入项目R22、以及浓度分布的粗糙度变量的输入项目R23。另外，在该数据输入画面中，在按压了取消按钮R25的情况下，从该数据输入画面退出并强制结束测定模式。

而且，将由与构成样本的基材相同的材质构成的基材(仅下层部分的样本)设置在装置内的偏角亮度测定部404中，按压OK按钮R24。由此，在偏角亮度测定部404中，测定仅下层部分的样本的偏角亮度(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)(图24的S22)。这里测定的偏角亮度保存在存储部403内的第一存储器451中。

作为偏角亮度测定部404，例如可以使用测角光谱计GP-2S(村上色彩公司制)。此外，仅该下层部分的样本的偏角亮度测定中的光源入射角以及光接收角的角度分辨率为1°。因此，第一存储器451中，将以1°增量的光源入射角以及光接收角测定的偏角亮度值与每个入射角度以及光接收角度对应存储。

接着，下层反射光分量计算部411基于从操作输入部402输入的上层部分的折射率以及透过率和存储在第一存储器451中的偏角亮度值，根据上述折射理论以及衰减理论计算所有几何体系中的(这里，将分辨率1°的情况设为所有几何体系)下层反射光分量(Lru)(图8的S23)。计算出的下层反射光分量(Lru)被保存在存储部403内的第二存储器452中。

接着，选择第一非镜面反射几何体系，从操作输入部402输入第一非镜面反射几何体系的入射角度以及光接收角度。其结果，偏角亮度测定部404测定第一非镜面反射几何体系中的偏角亮度值Lra(图24的S24)。接着，选择第二非镜面反射几何体系，从操作输入部402输入第二非镜面反射几何体系的入射角度以及光接收角度，测定该非镜面反射几何体系中的偏角亮度值Lrc(图24的S25)。然后，进一步选择镜面反射几何体系，从操作输入部402输入该镜面反射几何体系的入射角度以及光接收角度，测定镜面反射几何体系中的偏角亮度值Lrb(图24的S26)。

图27表示为了输入被选择的第一非镜面反射几何体系、第二非镜面反射几何体系、以及镜面反射几何体系而显示在显示部422中的一例数据输入画面。这里，同时输入第一非镜面反射几何体系、第二非镜面反射几何体系、以及镜面反射几何体系，但在本发明中不必限定于此。图27所示的数据输入画面中显示第一非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目R30和光接收角度的输入项目R31、第二非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目R37和光接收角度的输入项目R38、镜面反射几何体系的入射角度的输入项目R32、光接收角度的项目R33、OK按钮R34、取消按钮R35以及返回按钮R36。这里，OK按钮R34、取消按钮R35以及返回按钮R36为触摸板式。另外，在按压了取消按钮R35的情况下，退出该数据输入画面并强制结束测定模式，在按压了返回按钮R36的情况下，返回图27所示的数据输入画面。

另外，第一非镜面反射几何体系以及第二非镜面反射几何体系的入射角度和光接收角度需要单独指定，镜面反射几何体系的入射角度和光接收角度相等，因此只要仅将入射角度输入入射角度的输入项目R32，则在光接收角度的项目R33中显示、设定相同的值。

这样，在输入第一非镜面反射几何体系、第二非镜面反射几何体系、以及镜面反射几何体系，并将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部404之后，按压OK按钮R34时，进行上述各几何体系中的偏角亮度值Lra、Lrb、Lrc的测定。

而且，测定了的各几何体系中的偏角亮度值Lra、Lrb、Lrc被传送到上层反射光分量计算部412。上层反射光分量计算部412基于取得的偏角亮度值Lra、Lrb、Lrc进行使用Oren-Nayar模型以及Torrance-Sparrow模型的拟合，并计算所有几何体系中的扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrs)以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)(步骤S29、S30)。

更详细地如下说明。首先，由偏角亮度测定值404测定的偏角亮度值被传送到上层反射光分量计算部412的形状参数计算部415。此外，形状参数计算部415从第二存储器452取得第一非镜面反射几何体系、第二非镜面反射几何体系、镜面反射几何体系中的下层反射光分量Lru。此外，从操作输入部402对形状参数计算部415传送粗糙度变量σp以及σs。而且，形状参数计算部415通过上述方法进行拟合，计算用于表示Oren-Nayar模型中的微小面的反射率的参数ρ以及表示扩散反射光分量、表面反射光分量、以及颜料粒子的反射光分量的拟合比例的参数kss、ksp、kd(步骤S29)。

求出的ρ、kss、ksp、kd被从形状参数计算部415传送到反射光分量计算部416，反射光分量计算部416对于所有几何体系，通过上述方法计算扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrs)、以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)(步骤S30)。而且，反射光分量计算部416将求出的各反射光分量与几何体系的每个建立对应而存储在第二存储器452中。

然后，镜面反射光分量计算部414对每个几何体系，从第二存储器452取得下层反射光分量(Lru)、扩散反射光分量(Lrd)、表面反射光分量(Lrs)、以及颜料粒子的反射光分量(Lrsp)，并将这些各分量相加，从而计算镜面反射光分量(Lr)(步骤S31)。另外，在本实施方式中，对所有几何体系计算镜面反射光分量(Lr)。而且，计算出的所有几何体系中的镜面反射光分量(Lr)被传送到操作输入部402的显示部422，由显示部对用户通知结果。图28表示此时在显示部422中显示的一例测定结果的画面。

如图28所示，在计算出镜面反射光分量Lr之后，显示部422中显示镜面反射光分量Lr的曲线图R40、镜面反射几何体系的输入项目R41、输入到输入项目R41的几何体系的镜面反射光分量Lr的计算结果R42、光泽度阈值的输入项目R46、表示输入到输入项目R46的阈值的镜面反射几何体系的计算结果R47、OK按钮R43、取消按钮R44以及返回按钮R45。在镜面反射光分量Lr的曲线图R40中显示可以一览使入射角度从10°～80°变化时的所有的镜面反射光分量Lr的曲线图。因此，用户可以从该曲线图R40知道样本的镜面反射光分量的角度依赖特性。该曲线图R40所示的结果，是通过镜面反射光分量计算部414将保存在第二存储器452中的所有的镜面反射几何体系的下层反射光分量Lru、扩散反射光分量Lrd、表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp相加的结果。

此外，在上述镜面光泽预测装置400中，对图28所示的镜面反射几何体系的输入项目R41输入任意的角度，并按压OK按钮43，从而可以得到被输入的角度的镜面反射光分量的值。这里得到的此时的计算值与镜面反射光分量Lr的曲线图R40上的1点的数据相等。

另一方面，对光泽度阈值的输入项目R46输入要求的镜面反射光分量(这里，相当于亮度值)，并按压OK按钮R43，从而成为被输入的镜面反射光分量的角度显示在计算结果R47中。根据该计算结果，可知这里得到的角度以上的角度相当于具有被输入的镜面反射光分量以上的角度。换言之，根据本实施方式的镜面光泽预测装置400，可以计算对于所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，因此在采用了何种镜面反射几何体系(入射以及光接收角度)的情况下可以确认是否表示一定以上的镜面反射光分量值。该值作为光泽度的新的评价基准是有效的。

另外，在图28所示的结果画面中，在按压了取消按钮R44的情况下，从该结果画面退出并强制结束测定模式，在按压了返回按钮R45的情况时的情况下，返回到图27所示的数据输入画面。

此外，在将由上述方法预测的镜面反射光分量值变换为JIS标准的光泽度的情况下，基于作为标准样本指定的标准板(折射率1.567的玻璃板)的值求相对值，计算光泽度即可。

另外，上述镜面光泽度预测装置400也可以使用计算机系统实现。作为该计算机系统，例如可以采用与实施方式1中说明的计算机系统300(参照图12)同样的结构。

另外，上述实施方式的镜面光泽预测装置400的运算部401内包括的下层反射光分量计算部411、上层反射光分量计算部412、镜面反射光分量计算部414、运算部401进行的各处理步骤与实施方式1同样，可以通过控制CPU等运算部件执行存储在ROM(Read Only Memory)或RAM等存储部件中的程序，键盘等输入部件、显示器等输出部件、或者接口电路等通信部件来实现。从而，具有这些部件的计算机仅通过读取记录了上述程序的记录介质，并执行该程序，可以实现本实施方式的镜面光泽预测装置400的各种功能以及各种处理。此外，通过将上述程序记录在可移动的记录介质中，可以在任意的计算机上实现上述各种功能以及各种处理。

本发明不限定于上述各实施方式，在权利要求所示的范围内可以进行各种变更，对于通过在不同的实施方式中分别组合公开的技术手段而得到的实施方式，也包含于本发明的技术范围内。

[实施例1]

在本实施例，对于在作为基材的涂层(coat)纸上形成了使用高浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式1的镜面光泽预测装置100进行镜面光泽的评价。

首先，对图9所示的数据输入画面的折射率输入项目20输入1.55，对透过率的输入项目21输入6.4％，同时在偏角亮度测定部104中设置仅涂层纸的样本，并进行偏角亮度测定。接着，对图10所示的数据输入画面的非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目30输入45°，对光接收角度的输入项目31输入-60°，对镜面反射几何体系的入射角的输入项目32输入45°，同时将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部104，并进行偏角亮度测定。

其结果，图20(a)表示图11的曲线图40中显示的曲线图。在图20(a)所示的曲线图中，横轴是镜面反射几何体系的入射以及光接收角度，纵轴将镜面反射光分量表示为亮度值(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)。另外，在本实施例中，对于相同的样本使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。图20(a)的曲线图中，使用本发明的方法计算的结果用实线表示，实测的结果用虚线表示。如图所示，该两个结果表示大致相同的变化，可知本发明的方法的精度高。

[实施例2]

在本实施例，对于在作为基材的涂层纸上形成了使用低浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式1的镜面光泽预测装置100进行镜面光泽的评价。

首先，对图9所示的数据输入画面的折射率输入项目20输入1.55，对透过率的输入项目21输入15％，同时在偏角亮度测定部104中设置仅涂层纸的样本，并进行偏角亮度测定。接着，对图10所示的数据输入画面的非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目30输入45°，对光接收角度的输入项目31输入-60°，对镜面反射几何体系的入射角的输入项目32输入45°，同时将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部104，并进行偏角亮度测定。

其结果，图20(b)表示图11的曲线图40中显示的曲线图。在图20(b)所示的曲线图中，横轴是镜面反射几何体系的入射以及光接收角度，纵轴将镜面反射光分量表示为亮度值(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)。另外，在本实施例中，对于相同的样本使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。图20(b)的曲线图中，使用本发明的方法计算的结果用实线表示，实测的结果用虚线表示。如图所示，该两个结果表示大致相同的变化。由此可知，即使在调色剂浓度降低、纸的反射亮度分量的影响变大的情况下，本发明的方法的精度也高。

[实施例3]

在本实施例，作为基材使用67g/m²的纸，或者128g/m²的纸，对于在这些纸上形成了使用高浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式1的镜面光泽预测装置100进行镜面光泽的评价。

这里，以与上述实施例1、2相同的步骤进行了镜面光泽的评价，但在使用67g/m²的纸的情况下，对图9所示的透过率的输入项目21输入7.5％，在使用128g/m²的纸的情况下，对图9所示的透过率的输入项目21输入7.2％。图21(a)表示使用了67g/m²的纸的情况结果，图21(b)表示使用了128g/m²的纸的情况结果。另外，即使是本实施例，也对于相同的样本也使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。

如该图所示，在本实施例中，在所有的角度，计算结果和实测值也表示相同的变化。此外，与使用了涂层纸的情况相比，结果是角度变化引起的亮度值的变化量少。这是因为调色剂层表面的凹凸变粗糙，因此表面反射光分量Lrs分散得宽，结果内部反射光分量Lri的影响增大。这样，可知在内部反射光分量Lri的影响增大了的情况下，本方法的预测精度也高。

[实施例4]

在本实施例，对于在作为基材的涂层纸上形成了使用高浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式2的镜面光泽预测装置200进行镜面光泽的评价。

首先，对图17所示的数据输入画面的折射率输入项目20输入1.55，对透过率的输入项目21输入6.4％，在表面粗糙度的输入项目52中输入0.205，在浓度的粗糙度输入项目53中输入0.037，同时在偏角亮度测定部204中仅设置涂层纸的样本，并进行偏角亮度测定。

接着，对图18所示的数据输入画面的非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目30输入45°，对光接收角度的输入项目31输入-60°，对镜面反射几何体系的入射角的输入项目32输入45°，同时将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部204，并进行偏角亮度测定。

其结果，图22(a)表示图19的曲线图70中显示的曲线图。在图22(a)所示的曲线图中，横轴是镜面反射几何体系的入射以及光接收角度，纵轴将镜面反射光分量表示为亮度值(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)。另外，在本实施例中，对于相同的样本使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。图22(a)的曲线图中，使用本发明的方法计算的结果用实线表示，实测的结果用虚线表示。如图所示，该两个结果表示大致相同的变化，可知本发明的方法的精度也高。

另外，如果比较图20(a)和图22(a)则可知，在相同条件下，与使用实施方式1的镜面光泽预测装置100评价了镜面光泽的实施例1相比，本实施例中的结果可以计算更接近实测值的值。换言之，从该结果中，可以确认本实施例的方法的精度比实施例1高。

[实施例5]

在本实施例，对于在作为基材的涂层纸上形成了使用低浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式2的镜面光泽预测装置200进行镜面光泽的评价。

首先，对图17所示的数据输入画面的折射率输入项目50输入1.55，对透过率的输入项目51输入15％，在表面粗糙度的输入项目52中输入0.222，在浓度的粗糙度输入项目53中输入0.047，同时在偏角亮度测定部204中仅设置涂层纸的样本，并进行偏角亮度测定。

接着，对图18所示的数据输入画面的非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目60输入45°，对光接收角度的输入项目61输入-60°，对镜面反射几何体系的入射角的输入项目62输入45°，同时将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部204，并进行偏角亮度测定。

其结果，图22(b)表示图19的曲线图70中显示的曲线图。在图22(b)所示的曲线图中，横轴是镜面反射几何体系的入射以及光接收角度，纵轴将镜面反射光分量表示为亮度值(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)。另外，在本实施例中，对于相同的样本使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。图22(b)的曲线图中，使用本发明的方法计算的结果用实线表示，实测的结果用虚线表示。如图所示，该两个结果表示大致相同的变化。由此可知，即使在调色剂浓度降低、纸的反射亮度分量的影响增大的情况下，本发明的方法的精度也高。

另外，如果比较图20(b)和图22(b)则可知，在相同条件下，与使用实施方式1的镜面光泽预测装置100评价了镜面光泽的实施例2相比，本实施例中的结果可以计算更接近实测值的值。换言之，从该结果中，可以确认本实施例的方法的精度比实施例2高。

[实施例6]

在本实施例，作为基材使用67g/m²的纸，或者128g/m²的纸，对于在这些纸上形成了使用高浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式2的镜面光泽预测装置200进行镜面光泽的评价。

这里，以与上述实施例4、5相同的步骤进行了镜面光泽的评价，但在使用67g/m²的纸的情况下，对图17所示的透过率的输入项目51输入7.5％，在使用128g/m²的纸的情况下，对图17所示的透过率的输入项目51输入7.2％。图23(a)表示使用了67g/m²的纸的情况结果，图23(b)表示使用了128g/m²的纸的情况结果。另外，在本实施例中，对于相同的样本也使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。

如该图所示，在本实施例中，在所有的角度，计算结果和实测值也表示相同的变化。此外，与使用了涂层纸的情况相比，结果为角度变化引起的亮度值的变化量少。这是由于调色剂层表面的凹凸变粗糙，因此表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp分散得宽，结果扩散反射光分量Lri的影响增大。这样，可知在扩散反射光分量Lrd的影响增大了的情况下，本方法的预测精度也高。

另外，如果比较图21和图23则可知，在相同条件下，与使用实施方式1的镜面光泽预测装置100评价了镜面光泽的实施例3相比，本实施例中的结果可以计算更接近实测值的值。换言之，从该结果中，可以确认本实施例的方法的精度比实施例3高。

[实施例7]

在本实施例，对于在作为基材的涂层纸上形成了使用高浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式3的镜面光泽预测装置400进行镜面光泽的评价。

首先，对图26所示的数据输入画面的折射率输入项目R20输入1.55，对透过率的输入项目R21输入6.4％，在表面粗糙度的输入项目R22中输入0.205，在浓度的粗糙度输入项目R23中输入0.037，同时在偏角亮度测定部404中仅设置涂层纸的样本，并进行偏角亮度测定。

接着，对图27所示的数据输入画面的第一非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目R30输入45°，对光接收角度的输入项目R31输入-60°，对第二非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目R37输入45°，对光接收角度的输入项目R38输入0°，对镜面反射几何体系的入射角的输入项目R32输入45°，同时将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部404，并进行偏角亮度测定。

其结果，图29(a)表示图28的曲线图40中显示的曲线图。图29(a)表示使用高浓度调色剂样本的情况的结果。在图29(a)所示的曲线图中，横轴是镜面反射几何体系的入射以及光接收角度，纵轴将镜面反射光分量表示为亮度值(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)。另外，在本实施例中，对于相同的样本使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。图29(a)的曲线图中，使用本发明的方法计算的结果用实线表示，实测的结果用虚线表示。如图所示，该两个结果表示大致相同的变化，可知本发明的方法的精度高。

[实施例8]

在本实施例，对于在作为基材的涂层纸上形成了使用低浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式3的镜面光泽预测装置400进行镜面光泽的评价。

首先，对图26所示的数据输入画面的折射率输入项目R20输入1.55，对透过率的输入项目R21输入15％，在表面粗糙度的输入项目R22中输入0.222，在浓度的粗糙度输入项目R23中输入0.047，同时在偏角亮度测定部404中设置仅涂层纸的样本，并进行偏角亮度测定。

接着，对图27所示的数据输入画面的第一非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目R30输入45°，对光接收角度的输入项目R31输入-60°，对第二非镜面反射几何体系的入射角度的输入项目R37输入45°，对光接收角度的输入项目R38输入0°，对镜面反射几何体系的入射角的输入项目R32输入45°，同时将形成了调色剂图像的样本设置在偏角亮度测定部404，并进行偏角亮度测定。

其结果，图29(b)表示图28的曲线图40中显示的曲线图。图29(b)表示与实施例7相比使用低浓度调色剂样本的情况的结果。在图29(b)所示的曲线图中，横轴是镜面反射几何体系的入射以及光接收角度，纵轴将镜面反射光分量表示为亮度值(CIE1976L^*a^*b^*的L^*)。另外，在本实施例中，对于相同的样本使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。图29(b)的曲线图中，使用本发明的方法计算的结果用实线表示，实测的结果用虚线表示。如图所示，该两个结果表示大致相同的变化。由此可知，即使在调色剂浓度降低、纸的反射亮度分量的影响增大的情况下，本发明的方法的精度也高。

[实施例9]

在本实施例，作为基材使用67g/m²的纸，或者128g/m²的纸，对于在这些纸上形成了使用高浓度的调色剂的色料层的样本，使用实施方式3的镜面光泽预测装置400进行镜面光泽的评价。

这里，以与上述实施例7、8相同的步骤进行了镜面光泽的评价，但在使用67g/m²的纸的情况下，对图26所示的透过率的输入项目R21输入7.5％，在使用128g/m²的纸的情况下，对图26所示的透过率的输入项目R21输入7.2％。图23(a)表示使用了67g/m²的纸的情况结果，图23(b)表示使用了128g/m²的纸的情况结果。另外，在本实施例中，对于相同的样本也使用测角光谱计实测所有的镜面反射几何体系的镜面反射光分量，并进行比较。

如该图所示，在本实施例中，在所有的角度，计算结果和实测值也表示相同的变化。此外，与使用了涂层纸的情况相比，结果为角度变化引起的亮度值的变化量少。这是由于调色剂层表面的凹凸变粗糙，因此表面反射光分量Lrss以及颜料粒子的反射光分量Lrsp分散得宽，结果扩散反射光分量Lrd的影响增大。这样，可知在扩散反射光分量Lrd的影响增大了的情况下，本方法的预测精度也高。

[其它]

本发明由于可以高精度地评价通过各种方法制作的图像的镜面光泽度，因此可以应用于图像质量的评价。

如上所述，本发明的镜面光泽预测装置包括：下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值，计算由上述基材反射并透过上述色料层而辐射的下层反射光分量；内部反射光分量生成部，在规定的几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值以及上述下层反射光分量生成在上述色料层的内部反射的内部反射光分量；表面反射光分量生成部，在与上述几何体系不同的规定几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定了的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述内部反射光分量生成由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及镜面反射光量计算部，基于由上述下层反射光分量生成部、上述内部反射光分量生成部、以及上述表面反射光分量生成部生成的各分量求试料的镜面反射光量。

因此，根据上述结构，具有如下的效果：不仅考虑表面反射光分量，也考虑下层反射光分量以及内部反射光分量，更有效地充分利用双色性反射模型来求试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，因此即使在以往不能计算准确的值的低浓度的图像样本以及低光泽的图像样本中，也可以高精度地评价镜面光泽度。

在本发明的镜面光泽预测装置中，优选上述下层反射光分量生成部在多个几何体系中被测定的仅上述基材的亮度值，并基于测定了的亮度值计算由上述基材反射并透过上述色料层而辐射的下层反射光分量，上述内部反射光分量生成部在非镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定了的亮度值以及上述下层反射光分量计算出在上述色料层的内部反射的内部反射光分量之后，使用双色性反射模型预测其它的几何体系中的内部反射光分量，上述表面反射光分量生成部在镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定了的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述内部反射光分量计算出由上述色料层的表面反射的表面反射光分量之后，使用双色性反射模型预测其它的镜面反射几何体系中的表面反射光分量。

本发明的镜面光泽预测装置，使用双色性反射模型预测在纸或OHP胶片等基材上形成包含调色剂、颜料墨水、染料墨水等的色料层作为样本图像的试料的所有几何体系的镜面反射光量，并根据该镜面反射光量预测试料的镜面光泽度。在上述镜面光泽度预测装置中，不仅考虑由色料层的表面反射的表面反射光分量，而且考虑在色料层的内部反射的内部反射光分量，以及由基材反射的下层反射光分量，基于计算出的表面反射光分量、内部反射光分量以及下层反射光分量求试料的镜面反射光分量。

这里，上述‘几何体系’是为了评价镜面光泽等从图像样本测定反射光量的情况下使用的光源、图像样本、光接收器的位置关系。更具体的说，表示图2所示的入射角度1以及光接收角度2。这里，上述入射角度是由来自对试料入射的光源的光线和来自该光线入射到试料平面上的位置的试料平面的法线矢量所构成的角度，上述光接收角度是在试料平面上反射的光线和上述法线矢量构成的角度。从而，上述‘规定的几何体系’是将入射角度1以及光接收角度2设定为任意的角度的几何体系。

此外，上述‘镜面反射几何体系’是上述规定的几何体系中具有入射的光在样本上镜面反射时的入射角度和光接收角度的几何体系，是指如图2所示的入射角度1和光接收角度2为相同角度的几何体系。

此外，上述‘非镜面反射几何体系’是指上述规定的几何体系中镜面反射几何体系以外的所有几何体系。

在本发明，可以选择满足如上述条件的任意的‘镜面反射几何体系’以及‘非镜面反射几何体系’。另外，在实施方式中，作为非镜面反射几何体系，选择光源入射角度θi＝45°、光接收角度θr＝-60°(参照图5)，作为镜面反射几何体系，选择光源入射角度θi＝45°、光接收角度θr＝45°(参照图5)。

而且，为了计算下层反射光分量而仅测定基材的亮度值的多个几何体系，是指为了不遗漏地包含测定环境中的所有的位置而每隔一定角度分别变更光源入射角度以及光接收角度的情况下取得的多个几何体系。作为该多个几何体系，具体可以举出实施方式中表示的以角度分辨率1°变更了光源入射角度以及光接收角度的情况的所有几何体系。

此外，在本说明书中，‘所有几何体系’如字面意思，表示测定环境中的所有几何体系，但即使是指‘为了不遗漏地包含测定环境中的所有的位置而每隔一定角度变更光源入射角度以及光接收角度的多个几何体系’，也在本说明书中使用。作为该‘所有几何体系’，具体可以举出实施方式中表示的以角度分辨率1°变更了光源入射角度以及光接收角度的情况的所有几何体系。此外，‘所有的镜面反射几何体系’即使在‘所有几何体系’中也意味着特别限定于镜面反射几何体系的几何体系。

根据上述结构，不对所有几何体系的内部反射光分量以及表面反射光分量进行实测，透过用每隔一定角度变更光源入射角度以及光接收角度的多个几何体系(即，所有几何体系)来测定可进行实测的仅下层部分(即基材)的反射光分量(即下层反射光分量)，从而可以高精度地计算试料的镜面反射光分量。进而，根据上述结构，不仅考虑表面反射光分量，也考虑下层反射光分量以及内部反射光分量，更有效地充分利用双色性反射模型来求试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，因此即使在以往不能计算准确的值的低浓度的图像样本以及低光泽的图像样本中，也可以高精度地评价镜面光泽度。

在本发明的镜面光泽预测装置中，上述表面反射光分量生成部优选使用Torrance-Sparrow模型作为上述双色性反射模型来预测其它的镜面反射几何体系的表面反射光分量。

根据上述结构，通过使用以光的非各向同性散射为前提而建议的Torrance-Sparrow模型，可以基于预定的一个镜面反射几何体系中的测定结果高精度地预测所有的镜面反射几何体系的表面反射光分量。此外，Torrance-Sparrow模型由于需要的参数少，因此可以容易地利用。

在本发明的镜面光泽预测装置中，优选上述内部反射光分量生成部使用Oren-Nayar模型作为上述双色性反射模型，从而预测其它的几何体系的内部反射光分量。

根据上述结构，通过使用以光的非各向同性散射为前提而建议的Oren-Nayar模型，可以基于预定的一个非镜面反射几何体系中的测定结果高精度地预测所有几何体系的内部反射光分量。此外，Oren-Nayar模型由于需要的参数少，因此可以容易地利用。

在本发明的镜面光泽预测装置中，上述下层反射光分量生成部优选用上述基材的亮度值的测定结果、上述色料层的透过率及折射率来计算下层反射光分量。

根据上述结构，到达试料的基材部分的光的入射角度和光量、从基材部分折射并衰减的反射光量被正确地再现，可以更高精度地计算下层部分的反射光分量。

在本发明的镜面光泽预测装置中，上述内部反射光分量生成部是对在上述色料层包含的颜料粒子间散射并被辐射的扩散反射光分量进行预测的扩散反射光分量生成部，同时还包括：颜料粒子反射光分量生成部，在上述一个镜面反射几何体系中，测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述扩散反射光分量计算出由上述颜料粒子反射的颜料粒子反射光分量之后，使用双色性反射模型，预测其它的几何体系中的颜料粒子反射光分量；以及形状参数计算部，基于上述颜料粒子反射光分量生成部的计算结果、上述表面反射光分量生成部的计算结果、上述一个镜面反射几何体系中的上述试料的亮度值的测定结果，确定上述颜料粒子反射光分量和上述表面反射光分量的分配比例，上述镜面反射光量计算部将由上述上述下层反射光分量生成部、上述扩散反射光分量生成部生成的各分量，以及由上述颜料粒子反射光分量生成部和上述表面反射光分量生成部生成、并由上述形状参数计算部决定了分配比例的各分量相加，从而求试料的镜面反射光量。

根据上述结构，可以高精度地预测在色料层中包含的颜料粒径比较大的情况下(即，颜料粒子为颜料等的情况下)的试料的镜面光泽。此外，根据上述结构，在即使在考虑了下层反射光分量或内部反射光分量的情况下也得不到足够的预测精度的、在低光泽的图像中光泽度上升的天顶角角度大的几何系统中，也可以以充分的精度预测试料的镜面光泽。

在上述镜面光泽预测装置中，上述表面反射光分量生成部作为上述双色性反射模型使用Torrance-Sparrow模型，同时在上述Torrance-Sparrow模型中，作为定义反射光分量的扩展的参数，优选使用上述试料的表面形状的粗糙度变量。

这里，‘试料的表面形状的粗糙度变量’具体是指根据试料的最表面(色料层表层和空气层的界面)的高度信息(在XYZ坐标空间(参照图5)中配置了试料的情况下为Z轴方向的长度)计算表面的微小面的斜率，并在生成该微小面的斜率的直方图之后，在2σ(数据的约95.5％)的范围内计算出的微小面斜率的坐标偏差(分布宽度)。

根据上述结构，Torrance-Sparrow模型以光的非各向同性散射为前提而提出的，因此可以更高精度地计算表面反射光分量。此外，Torrance-Sparrow模型由于需要的其它参数少，因此可以容易地利用。进而，作为定义反射光分量的扩展的参数使用试料的表面形状的粗糙度变量，从而可以高精度地利用Torrance-Sparrow模型。

在上述镜面光泽预测装置中，上述颜料粒子反射光分量生成部作为上述双色性反射模型使用Torrance-Sparrow模型，同时在上述Torrance-Sparrow模型中使用上述试料的浓度分布的粗糙度变量作为定义反射光分量的扩展的参数。

这里，‘试料的浓度分布的粗糙度变量’具体是指根据试料的透过图像(在XYZ坐标空间(参照图5)中配置了试料的情况下，例如在Z轴+侧配置了照相机，在一侧配置了光源时，由照相机观测的图像)的各像素的浓度生成直方图之后，在2σ(数据的约95.5％)的范围内计算出的透过浓度的标准偏差(分布宽度)。

根据上述结构，Torrance-Sparrow模型以光的非各向同性散射为前提而提出的，因此可以更高精度地计算颜料粒子反射光分量。此外，Torrnce-Sparrow模型由于需要的其它参数少，因此可以容易地利用。进而，作为定义反射光分量的扩展的参数使用试料的浓度分布的粗糙度变量，从而可以高精度地利用Torrance-Sparrow模型。

此外，如上所述，本发明的其它的镜面光泽预测装置包括：下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值，计算上述规定的几何体系以及上述其它的几何体系中的、由上述基材反射并透过上述色料层被辐射的下层反射光分量；上层反射光分量生成部，基于在上述规定的几何体系中测定的试料的亮度值以及由上述下层反射光分量生成部计算出的上述规定的几何体系中的下层反射光分量，生成上述其它的几何体系中的、上述色料层中包含的颜料粒子之间散射并被辐射的扩散反射光分量、由上述颜料粒子反射的颜料粒子反射光分量、以及由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及镜面反射光量计算部，由上述下层反射光分量生成部以及上述上层反射光分量生成部生成的上述其它的几何体系中的各分量，求上述其它的几何体系中的试料的镜面反射光量。

因此，根据上述结构，起到如下的效果：不仅考虑表面反射光分量，也考虑下层反射光分量以及内部反射光分量，更有效地充分利用双色性反射模型来求试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，因此即使在以往不能计算准确的值的低浓度的图像样本以及低光泽的图像样本中，也可以高精度地评价镜面光泽度。

在本发明的镜面光泽预测装置中，优选上述上层反射光分量生成部通过使用双色性反射模型，计算上述其它的几何体系中的上述扩散反射光分量、上述颜料粒子反射光分量、以及上述表面反射光分量。

通过用双色性反射模型，上层反射光分量生成部可以准确地求扩散反射光分量、颜料粒子反射光分量、以及表面反射光分量，进而可以高精度地评价镜面光泽度。

在本发明的镜面光泽预测装置中，上述下层反射光分量生成部至少计算三种规定的几何体系以及上述其它的几何体系中的上述下层反射光分量，上述上层反射光分量生成部优选包含：参数计算部，基于在上述至少三种规定的几何体系中测定的试料的浓度值以及由上述下层反射光分量生成部计算的上述至少三种规定的几何体系中的下层反射光分量，求(a)Oren-Nayar模型中的参数以及(b)上述扩散反射光分量、上述颜料粒子反射光分量和上述表面反射光分量的分配比例；以及反射光分量计算部，使用上述分配比例计算上述其它的几何体系中的上述颜料粒子反射光分量以及上述表面反射光分量，同时使用上述分配比例、上述参数、以及Oren-Nayar模型，计算上述其它的几何体系中的上述扩散反射光分量。

上述反射光分量中包含的扩散反射光分量、颜料粒子反射光分量、表面反射光分量的分配比例在将整体设为1时，可以由两个参数表示。此外，为了使用Oren-Nayar模型计算扩散反射光分量，需要求表示微小面的反射率的未知的参数。这里，根据上述结构，参数计算部在求上层反射光中的各反射光分量时，使用在至少三种规定的几何体系中测定的试料的浓度值和这三个种类的规定的几何体系中的下层反射光分量。这里，上层反射光分量是从镜面反射光量中减去了下层反射光分量的分量。从而，可以生成对于至少三种规定的几何体系的三个条件式。由此，可以根据三个条件式求Oren-Nayar模型中的未知的参数以及表示分配比例的两个参数的全部。换言之，可以不近似地求上层反射光分量中包含的各分量。从而，可以准确地求上层反射光分量中包含的扩散反射光分量、颜料粒子反射光分量、以及表面反射光分量，进而可以高精度地评价镜面光泽度。

在本发明的镜面光泽预测装置中，上述反射光分量计算部优选使用上述分配比例以及Torrance-Sparrow模型，计算上述其它的几何体系中的上述颜料粒子反射光分量以及上述表面反射光分量。

通过使用Torrance-Sparrow模型，可以准确地求上层反射光分量中包含的颜料粒子反射光分量以及表面反射光分量，进而可以高精度地评价镜面光泽度。

另外，上述镜面光泽预测装置的控制也可以由计算机实现，在该情况下，通过使计算机作为上述各部动作，从而记录了使计算机实现上述镜面光泽预测装置的控制程序的计算机可读取的记录介质也属于本发明的范畴。

即，本发明的控制程序用于使计算值实现由上述任何的结构构成的镜面光泽预测装置的控制功能。此外，本发明的记录介质是记录了上述控制程序的计算机可读取的记录介质。其结果，可以自由携带地提供记录了进行本发明的镜面光泽预测方法的程序的记录介质。

在本发明的详细的说明项中进行的具体的实施方式或实施例只是用于使本发明的技术内容变得明白，不应该限定于这样的具体例而被狭义地解释，在本发明的精神和权利要求范围内可以进行各种变更来实施。

Claims (17)

1.一种镜面光泽预测装置，通过测定由基材和在上述基材上形成的色料层构成的试料的规定的几何体系中的亮度值，并根据该测定结果来预测其它的几何体系中的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，所述镜面光泽预测装置包括：

下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值，计算由上述基材反射、透过上述色料层而辐射的下层反射光分量；

内部反射光分量生成部，在规定的几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值以及上述下层反射光分量，生成在上述色料层的内部反射的内部反射光分量；

表面反射光分量生成部，在规定的几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述内部反射光分量生成由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及

镜面反射光量计算部，基于由上述下层反射光分量生成部、上述内部反射光分量生成部、以及上述表面反射光分量生成部生成的各分量求试料的镜面反射光量。

2.如权利要求1所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

在上述镜面光泽预测装置中，

上述下层反射光分量生成部在多个几何体系中仅测定上述基材的亮度值，并基于测定的亮度值计算由上述基材反射、透过上述色料层而辐射的下层反射光分量，

上述内部反射光分量生成部在非镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值以及上述下层反射光分量计算出在上述色料层的内部反射的内部反射光分量之后，使用双色性反射模型预测其它的几何体系中的内部反射光分量，

上述表面反射光分量生成部在镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述内部反射光分量计算出由上述色料层的表面反射的表面反射光分量之后，使用双色性反射模型预测其它的镜面反射几何体系中的表面反射光分量。

3.如权利要求2所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述表面反射光分量生成部使用Torrance-Sparrow模型作为上述双色性反射模型来预测其它的几何体系的表面反射光分量。

4.如权利要求2所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述表面反射光分量生成部使用Oren-Nayar模型作为上述双色性反射模型来预测其它的几何体系的内部反射光分量。

5.如权利要求2所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述下层反射光分量生成部使用上述基材的亮度值的测定结果、上述色料层的透过率以及折射率，计算下层反射光分量。

6.如权利要求2所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述内部反射光分量生成部是对在上述色料层包含的颜料粒子间散射并被辐射的扩散反射光分量进行预测的扩散反射光分量生成部，同时还包括：

颜料粒子反射光分量生成部，在上述一个镜面反射几何体系中，测定试料的亮度值，并基于测定的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述扩散反射光分量，计算出由上述颜料粒子反射的颜料粒子反射光分量之后，使用双色性反射模型预测其它的几何体系中的颜料粒子反射光分量；以及

形状参数计算部，基于上述颜料粒子反射光分量生成部的计算结果、上述表面反射光分量生成部的计算结果、上述一个镜面反射几何体系中的上述试料的亮度值的测定结果，确定上述颜料粒子反射光分量和上述表面反射光分量的分配比例，

上述镜面反射光量计算部通过将由上述下层反射光分量生成部、上述扩散反射光分量生成部生成的各分量、以及由上述颜料粒子反射光分量生成部和上述表面反射光分量生成部生成、并由上述形状参数计算部决定了分配比例的各分量相加，求试料的镜面反射光量。

7.如权利要求6所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述表面反射光分量生成部使用Torrance-Sparrow模型作为上述双色性反射模型，同时在上述Torrance-Sparrow模型中，使用上述试料的表面形状的粗糙度变量作为定义反射光分量的扩展的参数。

8.如权利要求6所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述颜料粒子反射光分量生成部使用Torrance-Sparrow模型作为上述双色性反射模型，同时在上述Torrance-Sparrow模型中，使用上述试料的浓度分布的粗糙度变量作为定义反射光分量的扩展的参数。

9.一种镜面光泽预测装置，基于在由基材和在上述基材上形成的色料层构成的试料的规定的几何体系中测定的亮度值，预测其它的几何体系中的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，所述镜面光泽预测装置包括：

下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值计算由上述基材反射并透过上述色料层而辐射的下层反射光分量；

内部反射光分量生成部，基于在规定的几何体系中测定试料的亮度值以及上述下层反射光分量，生成在上述色料层的内部反射的内部反射光分量；

表面反射光分量生成部，基于在规定的几何体系中测定的试料的亮度值、上述下层反射光分量、以及上述内部反射光分量生成由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及

镜面反射光量计算部，基于由上述下层反射光分量生成部、上述内部反射光分量生成部、以及上述表面反射光分量生成部生成的各分量，求试料的镜面反射光量。

10.一种镜面光泽预测装置，基于在由基材和在上述基材上形成的包含颜料粒子的色料层构成的试料的规定的几何体系中测定的亮度值，预测其它的几何体系中的试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，所述镜面光泽预测装置包括：

下层反射光分量生成部，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值，计算上述规定的几何体系以及上述其它的几何体系中的、由上述基材反射并透过上述色料层辐射的下层反射光分量；

上层反射光分量生成部，基于在上述规定的几何体系中测定的试料的亮度值以及上述下层反射光分量生成部计算的上述规定的几何体系中的下层反射光分量，计算上述其它的几何体系中的、在上述色料层中包含颜料粒子间散射并被辐射的扩散反射光分量、由上述颜料粒子反射的颜料粒子反射光分量、以及由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及

镜面反射光量计算部，基于由上述下层反射光分量生成部以及上述上层反射光分量生成部计算的上述其它的几何体系中的各分量，计算上述其它的几何体系中的试料的镜面反射光量。

11.如权利要求10所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述上层反射光分量生成部通过使用双色性反射模型，计算上述其它的几何体系中的上层扩散反射光分量、上述颜料粒子反射光分量、以及上述表面反射光分量。

12.如权利要求11所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述下层反射光分量生成部至少计算三种规定的几何体系以及上述其它的几何体系中的上述下层反射光分量，

上述上层反射光分量生成部包含：

参数计算部，基于在上述至少三种规定的几何体系中测定的试料的浓度值以及由上述下层反射光分量生成部计算的上述至少三种规定的几何体系中的下层反射光分量，求(a)Oren-Nayar模型中的参数以及(b)上述扩散反射光分量、上述颜料粒子反射光分量和上述表面反射光分量的分配比例；以及

反射光分量计算部，使用上述分配比例，计算上述其它的几何体系中的上述颜料粒子反射光分量以及上述表面反射光分量，同时使用上述分配比例、上述参数、以及Oren-Nayar模型计算上述其它的几何体系中的上述扩散反射光分量。

13.如权利要求12所述的镜面光泽预测装置，其特征在于，

上述反射光分量计算部使用上述分配比例以及Torrance-Sparrow模型，计算上述其它的几何体系中的上述颜料粒子反射光分量以及上述表面反射光分量。

14.一种镜面光泽预测方法，通过预测由基材和在上述基材上形成的色料层构成的试料的镜面反射光量来预测镜面光泽度，其特征在于，所述镜面光泽预测方法包括：

下层反射光分量生成步骤，在使光源入射角度以及光接收角度每隔一定角度变更的多个几何体系中，仅测定上述基材的亮度值，并基于测定的亮度值计算上述基材反射并透过上述色料层辐射的下层反射光分量；

内部反射光分量生成步骤，在一个非镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定了的亮度值以及上述下层反射光分量计算出在上述色料层的内部反射的内部反射光分量之后，使用双色性反射模型，预测其它的几何体系中的内部反射光分量；

表面反射光分量生成步骤，在一个镜面反射几何体系中测定试料的亮度值，并基于测定了的亮度值、上述下层反射光分量以及上述内部反射光分量计算出由上述色料层的表面反射的表面反射光分量之后，使用双色性反射模型，预测其它的镜面反射几何体系中的表面反射光分量；以及

镜面反射光量计算步骤，基于由上述各步骤得到的下层反射光分量、内部反射光分量、以及表面反射光分量，求试料的镜面反射光量。

15.一种镜面光泽预测方法，通过基于在由基材和在上述基材上形成的包含颜料粒子的色料层构成的试料的规定的几何体系中测定的亮度值，预测其它的几何体系中的试料的镜面反射光量，从而预测镜面光泽度，其特征在于，所述镜面光泽预测方法包括：

下层反射光分量生成步骤，仅基于在多个几何体系中被测定的上述基材的亮度值分别计算规定的几何体系以及上述其它的几何体系中、由上述基材反射并透过上述色料层辐射的下层反射光分量；

上层反射光分量生成步骤，基于在上述规定的几何体系中测定的试料的亮度值以及在上述下层反射光分量生成步骤中计算的上述规定的几何体系中的上述下层反射光分量，计算上述其它的几何体系中的、在上述色料层中包含颜料粒子间散射并被辐射的扩散反射光分量、由上述颜料粒子反射的颜料粒子反射光分量、以及由上述色料层的表面反射的表面反射光分量；以及

镜面反射光量计算步骤，基于在上述下层反射光分量生成步骤中计算的上述其它的几何体系中的下层反射光分量以及在上述上层反射光分量生成步骤中计算出的各分量，计算上述其它的几何体系中的试料的镜面反射光量。

16.一种控制程序，是用于驱动权利要求1至权利要求13的任何一项所述的镜面光泽预测装置的控制程序，使计算机作为上述各部分而起作用。

17.一种计算机可读取的记录介质，记录了权利要求16中记载的控制程序。

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