JP2010217133A

JP2010217133A - 順応点予測装置、知覚色予測装置、順応点予測方法、及び知覚色予測方法

Info

Publication number: JP2010217133A
Application number: JP2009067364A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Inamura; 泰輔稲村
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】液晶ディスプレイ、他の表示デバイスを観察する際、観察環境光や表示デバイスの画面サイズ、観察距離を考慮した順応点及び知覚色を予測できる装置や方法を提供する。
【解決手段】表示デバイスの観察時の視覚系の順応点を予測する為に、表示デバイスの白色点の測色値、画面サイズ及び観察距離から、表示デバイス順応点を予測し、観察環境光の測色値から、観察環境順応点を予測し、予測された表示デバイス順応点と観察環境順応点、画面サイズ、及び、観察距離から、表示で観察環境光の影響を考慮した順応点を予測する。又、表示画像の知覚色を予測する為に、予測された順応点から、知覚色の予測に用いる順応点を予測し、表示画像の知覚色を予測する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示デバイスにおいて、表示デバイスの画面サイズ、観察距離や観察時の環境光の影響を考慮した順応点及び、知覚色予測方法に関する。

近年、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどＦＰＤ（Flat Panel Display）と呼ばれる薄型、大画面であることを特徴とする表示デバイスが普及し、従来用いられていたＣＲＴ（CathodeRay Tube）モニタに代わり、家庭におけるテレビの視聴や、屋外での情報表示など様々な用途で用いられている。
このような表示デバイスを観察する際、人間の視覚系は観察時の環境光の影響を受け順応状態が変化し、環境光のない暗室のような場所で観察した時と、知覚される色は異なる事が一般に知られている。

異なる観察環境間の知覚色を予測するモデルとして、国際照明委員会ＣＩＥの勧告するＣＩＥＣＡＭ０２（Colour AppearanceModel 02）がある（非特許文献１）。ＣＩＥＣＡＭ０２は、表示デバイスや印刷物、プリントなどの出力デバイスにおいて、各デバイスや観察環境の情報を入力パラメータとし、知覚色を予測するモデルである。
しかしながら、知覚色を予測する際に用いる人間の視覚系の順応状態を想定した白色点は、表示デバイスを観察する際には、表示デバイスと環境光の白色点や等エネルギー白色点間で、ユーザー自身が任意の値を入力するように規定されており、一義に定められてはいない。

同じく、ＣＩＥのＴＣ８−０４ “Adaptation Under Mixed IlluminationCondition”においては、表示デバイスと出力デバイスの知覚色を一致させるため、観察環境における順応点の決定方法を勧告しているが、表示デバイスと出力デバイス間の影響を決定する定数は、ユーザーにより決定される（非特許文献２）。
また、大画面化が進んだＦＰＤを観察する際には、その画面の大きさや観察距離により、順応状態に対する表示デバイスと観察環境光の影響が異なり、その結果、表示デバイスにおける知覚色が変化する可能性がある。

ACOLOUR APPEARANCE MODEL FOR COLOUR MANAGEMENT SYSTEMS : CIECAM02（CIE 159 : 2004） CHROATIC ADAPTATION UNDER MIXED ILLUMINATION CONDITION WHEN COPARING SOFTCOPYAND HARDCOPY IMAGES （CIE 162 :2004）

以上のように、表示デバイスを観察する際には、観察環境による視覚系の順応状態の変化を考慮しなければ、人間が知覚する色を予測できない。また、現在のように大画面化が進んだ表示デバイスにおいては、画面サイズや観察距離による順応点への影響を考慮する必要が有る。

本発明は前記従来の技術の問題点に鑑み成されたものであり、液晶ディスプレイや、プラズマディスプレイ等の表示デバイスを観察する際に、観察環境光や表示デバイスの画面サイズ、観察距離を考慮した順応点及び、知覚色を予測する順応点予測装置、知覚色予測装置、順応点予測方法、及び知覚色予測方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明が提供する請求項１は、
表示デバイスの観察時における視覚系の順応点を予測する順応点予測装置において、
該表示デバイスの白色点に関する測色値、画面サイズ、及び観察距離から、該表示デバイスの観察時の順応点である表示デバイス順応点を予測する表示デバイス順応点予測手段、
該表示デバイスの観察時の観察環境の光である観察環境光の測色値から、該観察環境における順応点である観察環境順応点を予測する観察環境順応点予測手段、
並びに、該予測された表示デバイス順応点と観察環境順応点、画面サイズ、及び、観察距離から、表示デバイス観察環境時の観察環境光の影響を考慮した順応点を予測する順応点予測手段、
を具備することを特徴とする順応点予測装置である。

請求項２の発明は、
更に、
前記表示デバイスの画面及び観察環境光を測定する測色計、
デバイス制御値および表示面積で定義される表示デバイス白色測定用画像を、作成もしくは取得することにより準備する画像準備手段、
準備された該表示デバイス白色測定画像を表示する画像表示手段、
表示された該表示デバイス白色測定用画像を測色計により測定する画像測定手段、
測定された該表示デバイス白色測定用画像の測色値を記憶する測色値記憶手段、
前記観察環境光の測色値を測色計により測定する観察環境光測定手段、
並びに、測定された該観察環境光の測色値を記憶する測色値記憶手段、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の順応点予測装置である。

また、請求項３に記載の発明は、
表示デバイスにおける表示画像の知覚色を予測する知覚色予測装置において、
請求項１又は２のいずれかに記載の順応点予測装置を用いて、
前記予測された順応点から、知覚色の予測に用いる順応点を予測する順応点予測手段、
並びに、前記予測された順応点から、表示画像の知覚色を予測する知覚色予測手段、
を具備することを特徴とする知覚色予測装置である。

また、請求項４に記載の発明は、
表示デバイスの観察時における視覚系の順応点を予測する順応点予測方法において、
表示デバイス観察時の順応点である表示デバイス順応点については、該表示デバイスの白色点に関する測色値と、画面サイズ、及び観察距離から、該表示デバイス順応点を予測する表示デバイス順応点予測ステップ、
又、観察環境における順応点である観察環境順応点については、該表示デバイスの観察時の観察環境の光である観察環境光の測色値から、該観察環境順応点を予測する観察環境順応点予測ステップ、
これらのステップの後に、該予測された表示デバイス順応点と観察環境順応点、画面サイズ、及び、観察距離から、表示デバイス観察時の観察環境光の影響を考慮した順応点を予測する順応点予測ステップ、
を具備することを特徴とする順応点予測方法である。

また、請求項５に記載の発明は、
更に、デバイス制御値および表示面積で定義される表示デバイス白色測定用画像については、
該表示デバイス白色測定用画像を、作成もしくは取得することにより準備する画像準備ステップ、
準備された該表示デバイス白色測定画像を表示する画像表示ステップ、
表示された該表示デバイス白色測定用画像を、測色計により測定し測色値を得る画像測定ステップ、
測定された該表示デバイス白色測定用画像の該測色値を記憶する画像測色値記憶ステップ、
又、前記観察環境光については、
前記観察環境光を測色計により測定し測色値を得る観察環境光測定ステップ、
測定された該観察環境光の該測色値を記憶する観察環境光測色値記憶ステップ、
を具備することを特徴とする請求項４に記載の順応点予測方法である。

また、請求項６に記載の発明は、
表示デバイスにおける表示画像の知覚色を予測する知覚色予測方法において、
請求項４又は５のいずれかに記載の順応点予測方法を用いて、
前記予測された順応点から、知覚色の予測に用いる順応点を予測する順応点予測ステップ、
並びに、前記予測された順応点から、表示画像の知覚色を予測する知覚色予測ステップ、
を具備することを特徴とする知覚色予測方法である。

本発明によれば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどの表示デバイスを観察する際の知覚色を、観察環境光や表示デバイスの画面サイズ、観察距離を考慮した順応点を用いる事により、より正確に予測する事ができる。

本発明に係る順応点予測装置または知覚色予測装置の一例を示すブロック図。本発明に係る順応点の予測方法の一例を説明するフローチャート。本発明に係る知覚色の予測方法の一例を説明するフローチャート。本発明に係る順応点への観察環境光の影響を示す係数ａを説明する係数ａ予測例。

以下、本発明の一実施形態による観察環境光や、表示デバイスの画面サイズ、観察距離を考慮した順応点及び、知覚色予測装置を、図面を参照して説明する。

図１は、同実施形態の構成を示すブロック図である。
この図において、符号１は、順応点及び、知覚色予測装置の処理動作を制御する制御部であり、パソコン等から構成する。
符号２は、キーボード等で構成する入力部である。
符号３は、順応点及び、知覚色の予測対象であるディスプレイ装置（表示デバイス）である。
符号４は、ディスプレイ装置３の表示画像及び、観察環境光を測定する測色計である。
符号１１は、表示デバイス白色測定用画像を作成する画像作成部である。
符号１２は、記憶された表示デバイス白色測定用画像の測定データと画面サイズおよび観察距離から、表示デバイス観察時の順応点を予測する表示デバイス順応点予測部である。
符号１３は、記憶された観察環境光の測定データから、観察環境光に対する順応点を予測する観察環境順応点予測部である。

符号１４は、記憶された表示デバイス順応点と、観察環境順応点及び、表示デバイス観察時の画角から、観察環境光の影響を考慮した表示ディスプレイ観察時の順応点を予測する順応点予測部である。
符号１５は、予測された順応点から、知覚色へ変換するための順応白色点を算出する順応白色点算出部である。
符号１６は、算出された順応白色点から、観察環境下の表示デバイスにおける知覚色を予測する知覚色予測部である。
符号１７は、表示デバイス白色測定用画像が予め記憶された画像記憶部である。
符号１８は、測色計４によって得られた測定データを記憶する測定データ記憶部である。
符号１９は、ユーザーにより入力された表示デバイスの画面サイズと観察距離を記憶する観察条件記憶部である。
符号２０は、算出された表示デバイス順応点、観察環境順応点及び、順応点を記憶する予測結果記憶部である。

次に、図２を参照して、図１に示す順応点及び、知覚色予測装置において、表示デバイス観察時の環境光や、画面サイズ、観察距離を考慮した順応点予測方法を説明する。

まず、画像作成部１１は、表示デバイス白色測定用画像の作成を行う。表示デバイス白色測定用画像を作成する際には、デバイス制御値（８ｂｉｔであれば０−２５５の範囲、以下同様）及び、面積（縦、横のピクセル数）の指定を行う。
例えば、解像度縦１０８０、横１９２０の表示デバイスにおいて、縦１０８ピクセル、横１９２ピクセルの大きさの測定色を画面中央に配置した画像を作成する。測定色は、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの各チャンネルのデバイス制御値がそれぞれ２５５である表示デバイスの白色とする。その際、画面の残りの領域は黒色（即ち、各チャンネルのデバイス制御値が０）とする。もしくは、同様の画像を予め画像記憶部１７に記憶しておく。そして、ユーザーが、入力部２を操作して測定開始を指示すると、作成もしくは、記憶された画像データを読み出し（ステップＳ１）、読み出した画像データをディスプレイ装置３に表示する（ステップＳ２）。

次に、制御部１は、表示デバイス白色測定用画像が表示されている状態で、測色計４に対してディスプレイ装置３の測定を指示し（ステップＳ３）、測色計４が出力する測定データを読み込み、この測定データを測定データ記憶部１８に記憶する（ステップＳ４）。
また、測色計４を用いて、観察環境光の測定を行い（ステップＳ５）、出力する測定データを測定データ記憶部１８に記憶する（ステップＳ６）。

次に、表示デバイス順応点予測部１２は、測定データ記憶部１８に記憶された表示デバイス白色測定用画像の測定データ（逆数相関色温度）と表示デバイスの画面サイズ、観察距離より、表示デバイス順応白色を予測する（ステップＳ７）。
まず、入力部２を用いてユーザーに、表示デバイスの画面サイズと観察距離を入力させ（どちらも単位はｃｍ）、観察条件記憶部２０に記憶する。表示デバイス順応点予測部１２では、記憶された表示デバイスの画面サイズと観察距離を読み出し、（１）式で定義される画角Ｖ_Ａ（単位はｄｅｇ）を予測する。
ここで、Ｄ_Ｓが表示デバイスの水平サイズ、Ｖ_Ｄが観察距離である。

次に、表示デバイス順応点予測部１２は、画角Ｖ_Ａから、（２）式で定義される表示デバイスへの順応状態を表す係数Ａ_Ｄを予測する。Ａ_Ｄは、（３）式で定義され、表示デバイス白色点と表示デバイス順応点の逆数相関色温度（それぞれＤ_Ｗ、Ｄ’_Ｗとする）の比を表す。よって、表示デバイス順応点（相関逆数色温度）Ｄ’_Ｗは、表示デバイスへの順応状態を表す係数Ａ_Ｄと表示デバイス白色点Ｄ_Ｗから、（４）式により予測される。予測された画角Ｖ_Ａと、表示デバイス順応点Ｄ_Ｗは、予測結果記憶部２０に記憶する。

次に、観察環境順応点予測部１３は測定データ記憶部１８に記憶された観察環境光の測定データから、観察環境順応点を予測する（ステップＳ８）。まず、記憶された観察環境光の輝度から、（５）式で定義される順応係数Ｄを求める。（５）式は、ＣＩＥＣＡＭ０２において規定される順応状態を表す係数Ｄの予測式であり、式中のＬ_Ａは、測定データ記憶部１８に記憶された観察環境光の値を５で除した値とする。さらに、観察環境順応点予測部１３は予測された係数Ｄと、測定データ記憶部１８に記憶された観察環境光のデータ（逆数相関色温度）から、（６）式で定義される観察環境への順応状態を表す係数Ａ_Ｉを予測する。Ａ_Ｉは、（７）式で定義され、観察環境光と観察環境順応点の逆数相関色温度（それぞれＡ_Ｗ、Ａ’_Ｗとする）の比を表す。よって、観察環境順応点Ａ’_Ｗは、表示デバイスへの順応状態を表す係数Ａ_Ｉと観察環境Ａ_Ｗより（８）式を用いて予測される。予測された観察環境順応点Ａ’_Ｗは、予測結果記憶部２０に記憶する。

次に、順応点予測部１４は、予測結果記憶部２０より画角Ｖ_Ａ、表示デバイス順応点Ｄ’_Ｗ、観察環境順応点Ａ’_Ｗを読み込み、順応点を予測する（ステップＳ９）。
まず、画角Ｖ_Ａより、順応点への観察環境光の影響を示す係数ａを予測する。係数ａは、図４に示すように画角Ｖ_Ａが１０°、３０°、５０°の時に定められているが、規定値の間や範囲外の時は、線形補間や補外を用いて予測する。

次に、表示デバイス順応点Ｄ’_Ｗ、観察環境順応点Ａ’_Ｗと、係数ａより、順応点Ｄ’_Ｗ（逆数相関色温度）を、（９）式により予測する。予測された順応点Ｄ’_Ｗは、予測結果記憶部２０に記憶する。

以上のように、観察環境光や、表示デバイスのサイズや観察距離を考慮する事により、表示デバイス観察時の順応点を予測することができる。

次に、図３を参照して、図２に示す順応点予測方法を用いた知覚色予測方法に関して説明をする。尚、図３に示す動作が図２と同一の場合には同一の符号を付し、説明を省略する。図２と異なる点は、新たにステップＳ１０、Ｓ１１を設けた点である。
まず順応白色点算出部１５は、予測結果記憶部２０より順応点Ｄ’’_Ｗを読み込み、順応白色点を算出する（ステップＳ１０）。まず、順応点Ｄ’’_Ｗ（逆数相関色温度）を順応点Ｄ’’’_Ｗ（相関色温度）に変換をする。

次に、順応点Ｄ’’’_Ｗ（相関色温度）を三刺激値ＸＹＺに変換をする。例えば、昼光軌跡上で相関色温度がＤ’’’_Ｗとなる三刺激値ＸＹＺを順応白色点とし、算出する。

次に、知覚色予測部１６は、算出された順応白色点より、表示デバイスにおける知覚色を予測する。例えばＣＩＥＣＡＭ０２を用いて、予測された順応白色点の三刺激値をＸＹＺを基準白色とし、任意の三刺激値ＸＹＺ’の知覚色ＪＣｈを予測する。
以上のように、表示デバイスにおいて観察環境光や画面サイズ、観察距離の影響を考慮した知覚色の予測が可能となる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、その他に下記のような変形例が考えられる。
本発明の順応点予測装置における一実施形態では、表示デバイス順応白色、観察環境順応白色及び、順応点の予測に逆数相関色温度を用いたが、その限りではなく、他の測色値を用いても良い。

本発明の知覚色予測装置における一実施形態では、知覚色の予測にＣＩＥＣＡＭ０２を用いたが、その限りではなく、白色を基準とし、知覚色を予測する他のモデルを用いても良い。

本発明の活用例としては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイスの観察時の順応点及び、知覚色予測に用いる事ができる。

１・・・制御部
２・・・入力部
３・・・ディスプレイ装置（表示デバイス）
４・・・測色計
１１・・・画像作成部
１２・・・表示デバイス順応点予測部
１３・・・観察環境順応点予測部
１４・・・順応点予測部
１５・・・順応白色点算出部
１６・・・知覚色予測部
１７・・・画像記憶部
１８・・・測定データ記憶部
１９・・・観察条件記憶部
２０・・・予測結果記憶部

Claims

表示デバイスの観察時における視覚系の順応点を予測する順応点予測装置において、
該表示デバイスの白色点に関する測色値、画面サイズ、及び観察距離から、該表示デバイスの観察時の順応点である表示デバイス順応点を予測する表示デバイス順応点予測手段、
該表示デバイスの観察時の観察環境の光である観察環境光の測色値から、該観察環境における順応点である観察環境順応点を予測する観察環境順応点予測手段、
並びに、該予測された表示デバイス順応点と観察環境順応点、画面サイズ、及び、観察距離から、表示デバイス観察環境時の観察環境光の影響を考慮した順応点を予測する順応点予測手段、
を具備することを特徴とする順応点予測装置。
更に、
前記表示デバイスの画面及び観察環境光を測定する測色計、
デバイス制御値および表示面積で定義される表示デバイス白色測定用画像を、作成もしくは取得することにより準備する画像準備手段、
準備された該表示デバイス白色測定画像を表示する画像表示手段、
表示された該表示デバイス白色測定用画像を測色計により測定する画像測定手段、
測定された該表示デバイス白色測定用画像の測色値を記憶する測色値記憶手段、
前記観察環境光の測色値を測色計により測定する観察環境光測定手段、
並びに、測定された該観察環境光の測色値を記憶する測色値記憶手段、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の順応点予測装置。
表示デバイスにおける表示画像の知覚色を予測する知覚色予測装置において、
請求項１又は２のいずれかに記載の順応点予測装置を用いて、
前記予測された順応点から、知覚色の予測に用いる順応点を予測する順応点予測手段、
並びに、前記予測された順応点から、表示画像の知覚色を予測する知覚色予測手段、
を具備することを特徴とする知覚色予測装置。
表示デバイスの観察時における視覚系の順応点を予測する順応点予測方法において、
表示デバイス観察時の順応点である表示デバイス順応点については、該表示デバイスの白色点に関する測色値と、画面サイズ、及び観察距離から、該表示デバイス順応点を予測する表示デバイス順応点予測ステップ、
又、観察環境における順応点である観察環境順応点については、該表示デバイスの観察時の観察環境の光である観察環境光の測色値から、該観察環境順応点を予測する観察環境順応点予測ステップ、
これらのステップの後に、該予測された表示デバイス順応点と観察環境順応点、画面サイズ、及び、観察距離から、表示デバイス観察時の観察環境光の影響を考慮した順応点を予測する順応点予測ステップ、
を具備することを特徴とする順応点予測方法。
更に、デバイス制御値および表示面積で定義される表示デバイス白色測定用画像については、
該表示デバイス白色測定用画像を、作成もしくは取得することにより準備する画像準備ステップ、
準備された該表示デバイス白色測定画像を表示する画像表示ステップ、
表示された該表示デバイス白色測定用画像を、測色計により測定し測色値を得る画像測定ステップ、
測定された該表示デバイス白色測定用画像の該測色値を記憶する画像測色値記憶ステップ、
又、前記観察環境光については、
前記観察環境光を測色計により測定し測色値を得る観察環境光測定ステップ、
測定された該観察環境光の該測色値を記憶する観察環境光測色値記憶ステップ、
を具備することを特徴とする請求項４に記載の順応点予測方法。
表示デバイスにおける表示画像の知覚色を予測する知覚色予測方法において、
請求項４又は５のいずれかに記載の順応点予測方法を用いて、
前記予測された順応点から、知覚色の予測に用いる順応点を予測する順応点予測ステップ、
並びに、前記予測された順応点から、表示画像の知覚色を予測する知覚色予測ステップ、
を具備することを特徴とする知覚色予測方法。