JP2014135649A - Spectroscopy parameter arithmetic apparatus, spectroscopy parameter arithmetic method, and program for optimal metamer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータを高速且つ正確に演算する分光パラメータ演算装置、分光パラメータ演算方法及びプログラムに関する。 In the present invention, a metamer specified based on the brightest color that represents the theoretical maximum color gamut of an object color under a given light source is defined as an optical metamer, and a spectral parameter related to the optical metamer is quickly and accurately determined. The present invention relates to a spectral parameter calculation device, a spectral parameter calculation method, and a program.
ＸＹＺ表色系は、色を三刺激値で表す色空間として標準的に用いられている。物体色の三刺激値は、光源スペクトル、物体の分光反射率又は分光透過率、及び等色関数から求めることができる。 The XYZ color system is used as a standard color space in which colors are represented by tristimulus values. The tristimulus value of the object color can be obtained from the light source spectrum, the spectral reflectance or spectral transmittance of the object, and the color matching function.
例えば、実空間における物体は何らかの分光反射率又は分光透過率を有しており、或るスペクトルの光源下で、その反射光又は透過光を見ることで物体色が知覚される。人間の目がある分光分布を有する色を知覚するとき、その色は網膜にある分光感度の異なる３種類のセンサにより検知され、それぞれのセンサのレベルに応じた３つの値（三刺激値）で表すことができる。この人間の目の分光感度特性はＣＩＥ（国際照明委員会）により等色関数として規定されており、一般的に、物体色の三刺激値を求めるのに用いられる。 For example, an object in real space has some spectral reflectance or spectral transmittance, and an object color is perceived by looking at the reflected light or transmitted light under a light source having a certain spectrum. When the human eye perceives a color having a certain spectral distribution, the color is detected by three types of sensors with different spectral sensitivities in the retina, and three values (tristimulus values) according to the level of each sensor. Can be represented. The spectral sensitivity characteristic of the human eye is defined as a color matching function by the CIE (International Commission on Illumination), and is generally used to obtain tristimulus values of object colors.
一方、与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色（optimal color）は、換言すれば、或る光源下で理論上最も彩度の高い物体色と云える。そして、この物体色の理論上の最大色域を表す最明色は、物体の可視波長域の分光反射（透過）率が０％の状態又は１００％の状態となるバンドパス特性或いはバンドストップ特性のいずれかであり、多くて２つの波長でステップ関数状に状態遷移することが経験的に発見され（例えば、非特許文献１参照）、これは数学的にも証明されている（例えば、非特許文献２参照）。また、Ａ光源とＣ光源の光源下で一定輝度となる最明色の軌跡をｘｙ色度図上に表し（例えば、非特許文献３，４参照）、このようなｘｙ色度図は、物体色の取り得る色の範囲を示すＭａｃＡｄａｍ ｌｉｍｉｔｓとして広く知られるようになっている。 On the other hand, the optimal color representing the theoretical maximum color gamut of an object color under a given light source can be said to be the object color that is theoretically the most saturated under a certain light source. The brightest color representing the theoretical maximum color gamut of the object color is a band pass characteristic or a band stop characteristic in which the spectral reflectance (transmission) in the visible wavelength range of the object is 0% or 100%. It has been empirically discovered that the state transitions in a step function state at most at two wavelengths (for example, see Non-Patent Document 1), and this has been proved mathematically (for example, non- Patent Document 2). Further, the locus of the brightest color having a constant luminance under the light sources of the A light source and the C light source is represented on an xy chromaticity diagram (see, for example, Non-Patent Documents 3 and 4). It has come to be widely known as MacAdam limit which indicates the range of colors that can be taken.
このように、一般的には、最明色の色域は、幾つか設定した輝度について等輝度になる軌跡をＣＩＥ ｘｙＹやＣＩＥＬＡＢ色空間に描いて表現される。また、与えられた光源下における最明色の色域は、例えばカラープリンタの顔料又は染料インクやイメージセンサのカラーフィルタの開発、ディスプレイの原色点の設計するときの目標とすることができる。 As described above, generally, the brightest color gamut is expressed by drawing a locus of equal luminance for several set luminances in the CIE xyY or CIELAB color space. Further, the brightest color gamut under a given light source can be set as a target when developing pigments or dye inks for color printers, color filters for image sensors, and designing primary color points of displays, for example.
与えられた光源スペクトルにおける物体色の理論上の最大色域を表す最明色を演算する技法が幾つか開示されている。 Several techniques for computing the brightest color representing the theoretical maximum color gamut of object colors in a given light source spectrum are disclosed.
例えば、２００７年にMartinez-Verduによって３８０ｎｍから７８０ｎｍまで０．１ｎｍのステップの波長で与えられた等色関数と光源スペクトルから、仮想物体の最明色を計算する方法が発表されている（例えば、非特許文献５参照）。この計算法は、仮想物体（理論上の物体）の分光反射（透過）率を表すバンドパス特性或いはバンドストップ特性をタイプ（Ｔｙｐｅ）によって場合分けを行い、最明色を決定するものである。非特許文献５に開示される計算法によれば、この最明色を決定にあたって、離散的なデータを補完せずに計算することによる誤差が生じるため、誤差の許容範囲として明度で±０．０１を推奨し、この許容範囲内に入る複数の最明色が入る場合は１つの平均値を出力し、この許容範囲内に１つも入らない場合は近傍の最明色から内挿することによって、最終的な最明色を決定する。ただし、この計算法では、与えられた光源下にて一定輝度となる最明色の軌跡を求めるのに時間がかかる。 For example, in 2007, Martinez-Verdu published a method for calculating the brightest color of a virtual object from a color matching function and a light source spectrum given in steps of 0.1 nm from 380 nm to 780 nm (for example, Non-patent document 5). In this calculation method, the bandpass characteristic or band stop characteristic representing the spectral reflection (transmission) rate of a virtual object (theoretical object) is classified according to type (Type), and the brightest color is determined. According to the calculation method disclosed in Non-Patent Document 5, when determining the most bright color, an error due to calculation without complementing the discrete data occurs, so that an error tolerance of ± 0. 01 is recommended. When multiple brightest colors that fall within this allowable range are included, one average value is output. When none of the brightest colors fall within this allowable range, interpolation is performed from the nearest brightest color. Determine the final lightest color. However, in this calculation method, it takes time to find the locus of the brightest color having a constant luminance under a given light source.
そこで、与えられた光源下にて一定輝度となる最明色の軌跡を高速に計算する技法が開示されている（例えば、特許文献１，非特許文献６参照）。この技法では０．１ｎｍごとにサンプリングされた等色関数と光源スペクトルの分光分布を３つ連結して、バンドストップ特性をバンドパス特性として扱うことにより、注目する中心周波数に応じたバンド幅を非常に小さい許容値を設定することにより高確度・高速に最適化することができる。 In view of this, a technique is disclosed in which the locus of the brightest color having a constant luminance under a given light source is calculated at high speed (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 6). In this technique, three color matching functions sampled every 0.1 nm and the spectral distribution of the light source spectrum are connected, and the band stop characteristic is handled as a band pass characteristic, so that the bandwidth corresponding to the center frequency of interest can be made extremely high. It is possible to optimize with high accuracy and high speed by setting a small allowable value.
最明色は、その分光反射率がユニークに決まり、任意の非ゼロの分光分布の光源下でメタメリズムは起こらない。一方、最明色が示す色の範囲の内側にある、より彩度の低い物体色は条件等色を満たす分光反射率のメタマーが無数に存在する。ここで、物体の分光反射率が異なる２つの色が特定の光源下で同一の三刺激値を有し同じ色に見えることを、メタメリズム（条件等色）、メタメリズムを満たす色をメタマーと呼ぶ。メタマーは通常異なる光源下では条件等色を満たさない。例えば、「太陽の下で同じ色に見えていた２つの物体が、室内の照明光の下では違う色に見える」という場合がある。これは、物体が持つ可視波長域の分光反射率に対して太陽と室内の照明光が持つスペクトルの違いによって生じるためである。 The brightest color has its spectral reflectance uniquely determined, and metamerism does not occur under a light source having an arbitrary non-zero spectral distribution. On the other hand, there are innumerable spectral reflectance metamers that satisfy the same color for the object color with lower saturation, which is inside the color range indicated by the brightest color. Here, two colors having different spectral reflectances of an object and having the same tristimulus value under a specific light source and appearing to be the same color are referred to as metamerism (conditional equal color), and a color satisfying the metamerism is referred to as a metamer. Metamers usually do not meet conditional color matching under different light sources. For example, there are cases where “two objects that looked the same color under the sun look different colors under indoor illumination light”. This is due to the difference in spectrum between the sun and the indoor illumination light with respect to the spectral reflectance in the visible wavelength range of the object.
近年まで、バンドパス特性或いはバンドストップ特性により特定できるのは、最明色のみと考えられていた。しかしながら、最明色が示す色の範囲の内側にある、より彩度の低い物体色でも、条件等色を満たす無限の分光反射率のメタマーのクラス（即ち、条件等色で分類されるメタマー集合）をユニークに代表する分光反射（透過）率の存在が分かってきた（例えば、非特許文献７参照）。 Until recently, it was considered that only the brightest color could be specified by the band pass characteristic or the band stop characteristic. However, the metamer class of infinite spectral reflectance that satisfies the conditional color even in the object color with lower saturation, which is inside the color range indicated by the brightest color (that is, the set of metamers classified by the conditional color) It has been found that there is a spectral reflectance (transmittance) uniquely representing (see Non-Patent Document 7, for example).
そこで、本願明細書中、与えられた光源下にて物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基にした色空間内で、メタマーのクラスをユニークに代表する分光反射（透過）率を有するメタマーを「オプティマル・メタマー」と称することにする。 Therefore, in the present specification, spectral reflection (transmission) that uniquely represents a class of metamers in a color space based on the brightest color representing the theoretical maximum color gamut of an object color under a given light source. We will refer to metamers with rates as “optimal metamers”.
非特許文献７によれば、最明色を基にした色空間内に存在するそれぞれのオプティマル・メタマーは、光源スペクトルによって変わりうる一連のメタマーのうち、特定の光源スペクトルによって定まるいずれか１つのメタマーのクラスと条件等色を満たすことを証明している。つまり、オプティマル・メタマーは条件等色を満たすメタマーのクラスをユニークに代表することを示している。つまり、どの２つのオプティマル・メタマー同士を比較しても、非ゼロの分光分布の光源下において条件等色を満たさないことを示している。 According to Non-Patent Document 7, each optical metamer existing in the color space based on the brightest color is any one of a series of metamers that can vary depending on the light source spectrum, which is determined by a specific light source spectrum. It proves that the metamer's class and condition are met. In other words, the optical metamer uniquely represents a class of metamers that satisfy the conditional color match. That is, no matter which two optical metamers are compared with each other, it is shown that the condition color matching is not satisfied under a light source having a non-zero spectral distribution.
そこで、非特許文献７によれば、式（１）に示す分光反射率を有する物体色（即ち、オプティマル・メタマー）を定義している。 Therefore, according to Non-Patent Document 7, an object color (that is, an optical metamer) having the spectral reflectance shown in Expression (1) is defined.
ここで、λは可視波長域（λｍｉｎ＜λ＜λｍａｘ）を示し、ｘｏｐｔ（λ）はユニークに決まる最明色の分光反射率、ｘ０．５（λ）≡０．５、αは色度係数（「ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ」とも称される。）を表し、０≦α≦１である。 Here, λ represents a visible wavelength range (λ min <λ <λ max ), x opt (λ) is a spectral reflectance of the brightest color uniquely determined, x 0.5 (λ) ≡0.5, α Represents a chromaticity coefficient (also referred to as “chromatic amplitude”), and 0 ≦ α ≦ 1.
このオプティマル・メタマーは、異なる光源下でも可視波長域で物体の可視波長域の分光反射（透過）率が（１＋α）／２の状態又は（１−α）／２の状態となるバンドパス特性或いはバンドストップ特性のいずれかであり、最大でも２つの状態遷移（トランジション）しか持たない（図７参照）。つまり、オプティマル・メタマーは、最明色の算出時と同様に（即ち、最明色の算出時にはα＝１）、バンドパス特性のタイプ１とバンドストップ特性のタイプ２、これらのタイプ１とタイプ２で表すことができるローパス又はハイパス特性のｅｎｄ‐ｃｏｌｏｒにより特定できることになる。尚、ｅｎｄ‐ｃｏｌｏｒについては、カットオフ波長λｃｕｔ‐ｏｆｆ をバンドパス特性の最大波長λｍａｘとし、カットオン波長λｃｕｔ‐ｏｎ をバンドパス特性の最小波長λｍｉｎとすれば計算上タイプ１として扱うことができる。 This optical metamer has a bandpass characteristic in which the spectral reflectance (transmission) in the visible wavelength range of the object is in the state of (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 in the visible wavelength range even under different light sources. Alternatively, it is one of band stop characteristics, and has at most two state transitions (transitions) (see FIG. 7). In other words, the optical metamer is the same as when calculating the brightest color (that is, α = 1 when calculating the brightest color). It can be specified by the low-pass or high-pass characteristic end-color that can be expressed by type 2. For end-color, if the cut-off wavelength λ cut-off is the maximum wavelength λ max of the band-pass characteristic and the cut-on wavelength λ cut-on is the minimum wavelength λ min of the band-pass characteristic, the calculation is type 1 Can be handled.
そして、このオプティマル・メタマーの分光反射率に関する計算方法が開示されている（例えば、非特許文献８，９参照）。非特許文献９に開示される計算方法について説明するに、例えば、図８に、従来技術におけるオプティマル・メタマーに関する分光反射率を求める計算方法を説明するための、基準白色の三刺激値（ＸＷ，ＹＷ，ＺＷ）の半分（ＸＷ／２，ＹＷ／２，ＺＷ／２）を中心とした２次元平面（例えば、Ｙを軸にしたＸＺ平面）を示す。図８に示すように、特定の光源下にてサンプリング（例えば１ｎｍごとに）した波長から得られる全組み合わせの最明色を選んで（即ち、当該最明色のタイプ１及びタイプ２のフル・バンド幅及び中心波長を選んで）、事前に設定保持しておき、これらの最明色を基にした色空間内の座標を予め計算して定め、計算したいオプティマル・メタマーの数の如何に関わらず、事前に知り得ていた計算対象のオプティマル・メタマーに対応する最明色ｘｏｐｔ（λ）を補完により求めた後、色度係数αを決定することになる。したがって、与えられた光源下にて物体色の理論上の最大色域を表す最明色を算出することができれば、この最明色を基にした色空間内で、オプティマル・メタマーを特定することができる。 And the calculation method regarding the spectral reflectance of this optical metamer is disclosed (for example, refer nonpatent literatures 8 and 9). The calculation method disclosed in Non-Patent Document 9 will be described. For example, FIG. 8 illustrates a reference white tristimulus value (X) for explaining a calculation method for obtaining a spectral reflectance related to an optical metamer in the prior art. A two-dimensional plane (for example, an XZ plane with Y as an axis) centering on a half of ( W 1 , Y W , Z W ) (X W / 2, Y W / 2, Z W / 2) is shown. As shown in FIG. 8, all combinations of the brightest colors obtained from the wavelengths sampled under a specific light source (for example, every 1 nm) are selected (that is, the full colors of type 1 and type 2 of the brightest color). Select the bandwidth and center wavelength), set and hold in advance, pre-calculate the coordinates in the color space based on these brightest colors, and determine how many optical metamers you want to calculate Regardless, the chromaticity coefficient α is determined after the brightest color x opt (λ) corresponding to the optical metamer to be calculated, which has been known in advance, is obtained by complementation. Therefore, if the brightest color that represents the theoretical maximum color gamut of the object color can be calculated under a given light source, the optimal metamer is specified in the color space based on this brightest color. be able to.
上述したように、与えられた光源下にて物体色の理論上の最大色域を表す最明色を算出することができれば、この最明色を基にした色空間内で、オプティマル・メタマーを特定することができる。一方で、図８を参照して前述した計算方法では、オプティマル・メタマーに関する分光反射率を求めるのに計算時間がかかる点と確度に問題がある。つまり、この計算方法では、バンドパス特性或いはバンドストップ特性を場合分けして用いて多数の最明色の代表値（三刺激値）を求めることになり計算コストが大きく、設定保持しておかなければオプティマル・メタマーに関する分光反射率を求めることができない。また、オプティマル・メタマーの確度が最明色のサンプリングの数に依存することになり改善の余地がある。 As described above, if the brightest color representing the theoretical maximum color gamut of the object color can be calculated under a given light source, the optimal metamer within the color space based on this brightest color can be calculated. Can be specified. On the other hand, in the calculation method described above with reference to FIG. 8, there is a problem in accuracy and accuracy in that it takes calculation time to obtain the spectral reflectance related to the optical metamer. In other words, with this calculation method, bandpass characteristics or bandstop characteristics are used in different cases to obtain a number of representative values (tristimulus values) of the brightest color, which requires a large calculation cost and must be maintained. For example, it is impossible to obtain the spectral reflectance of the optical metamer. In addition, the accuracy of the optical metamer depends on the number of samplings of the brightest color, and there is room for improvement.
本発明の目的は、上述の問題を鑑みて、与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータを高速且つ正確に演算する分光パラメータ演算装置、分光パラメータ演算方法及びプログラムを提供することにある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to define a metamer specified based on the brightest color representing the theoretical maximum color gamut of an object color under a given light source as an optical metamer, An object of the present invention is to provide a spectral parameter calculation device, a spectral parameter calculation method, and a program for calculating a spectral parameter related to a metamer at high speed and accurately.
本発明の分光パラメータ演算装置は、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータ演算装置であって、与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び演算時の指定条件を設定する指定条件入力設定部と、前記光源スペクトル及び前記等色関数について、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値となるように前記光源スペクトルと前記等色関数の双方を内挿し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算した分光分布を算出する連結分光分布算出部と、当該分光分布に対して、可視波長域における物体色の理論上の分光反射率又は分光等化率が色度係数αにより（１＋α）／２又は（１−α）／２のいずれかの状態遷移となる中心波長にてバンド幅を有する１種類の分光特性を適用し、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を変数として積分処理を実行するにあたり、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を分光パラメータとして可視波長域全体にわたって繰返し演算を行って、所定のメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを算出する分光パラメータ最適化演算部と、前記指定条件に従って当該オプティマル・メタマーに関するパラメータを外部に出力する分光パラメータ出力部と、を備えることを特徴とする。 The spectral parameter calculation device of the present invention is a spectral parameter calculation device for an optical metamer, and a metamer specified based on the brightest color representing the theoretical maximum color gamut of an object color under a given light source. A step for setting the light source spectrum to be calculated, a color matching function, and a specified condition at the time of calculation, and a wavelength step used in the calculation for the light source spectrum and the color matching function as an optical metamer A connected spectral distribution calculation unit that interpolates both the light source spectrum and the color matching function so as to be a value, calculates a spectral distribution obtained by connecting three visible wavelength regions and multiplying by each wavelength, and the spectral distribution The theoretical spectral reflectance or spectral equalization rate of the object color in the visible wavelength range is either (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 depending on the chromaticity coefficient α. When applying one kind of spectral characteristic having a bandwidth at the center wavelength to be transferred and performing the integration process using the chromaticity coefficient, the bandwidth, and the central wavelength as variables, the chromaticity coefficient, the bandwidth And a spectral parameter optimization for calculating a spectral parameter corresponding to an optical metamer having a tristimulus value closest to a tristimulus value of a predetermined metamer by repeatedly performing calculation over the entire visible wavelength range using the central wavelength as a spectral parameter. An arithmetic unit and a spectral parameter output unit that outputs a parameter related to the optical metamer to the outside according to the specified condition are provided.
また、本発明の分光パラメータ演算装置において、前記積分処理は台形積分処理からなり、前記分光パラメータ最適化演算部は、演算時の中心波長を当該分光分布のサンプリング点の分解能よりも高い分解能で演算することを特徴とする。 Further, in the spectral parameter calculation device of the present invention, the integration process includes a trapezoidal integration process, and the spectral parameter optimization calculation unit calculates the central wavelength at the time of calculation with a resolution higher than the resolution of the sampling point of the spectral distribution. It is characterized by doing.
また、本発明の分光パラメータ演算装置において、前記指定条件の設定は、事前に知り得ていた当該所定のメタマーの三刺激値を入力し、前記分光パラメータ出力部が当該入力されるメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを出力するよう指定する指定条件情報に基づいて設定することを特徴とする。 Further, in the spectral parameter calculation device of the present invention, the setting of the specified condition is performed by inputting a tristimulus value of the predetermined metamer that has been known in advance, and the spectral parameter output unit inputs the tristimulus of the metamer to be input. It is set based on designation condition information for designating output of a spectral parameter corresponding to an optical metamer having a tristimulus value closest to the value.
また、本発明の分光パラメータ演算装置において、前記指定条件の設定は、事前に知り得ていた当該所定のメタマーの三刺激値の値Ｘ，Ｙ，Ｚと、当該所定のメタマーに関する前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長の６つのパラメータのうち、いずれか３つのパラメータを固定値として入力し、前記分光パラメータ出力部が当該固定値の３つのパラメータ以外のパラメータについて前記分光パラメータ最適化演算部により最適化した結果を出力するよう指定する指定条件情報に基づいて設定することを特徴とする。例えば、ＸＹＺ色空間のＹ、前記色度係数及び前記中心波長を固定値として入力し、前記分光パラメータ出力部が当該固定値で求められるオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータのうちの前記バンド幅と、対応するＸＹＺ色空間のＸ及びＺを出力するよう指定する指定条件情報に基づいて設定する。 Further, in the spectral parameter calculation device of the present invention, the setting of the specified condition includes the tristimulus value values X, Y, Z of the predetermined metamer that have been known in advance and the chromaticity coefficient related to the predetermined metamer. , Any three parameters among the six parameters of the bandwidth and the center wavelength are input as fixed values, and the spectral parameter output unit performs the spectral parameter optimization calculation for parameters other than the three parameters of the fixed values And setting based on designation condition information for designating output of a result optimized by the section. For example, Y of the XYZ color space, the chromaticity coefficient, and the center wavelength are input as fixed values, and the bandwidth of the spectral parameters corresponding to the optical metamer obtained by the spectral parameter output unit based on the fixed values. And X and Z in the corresponding XYZ color space are set based on designation condition information for designating output.
更に、本発明の分光パラメータ演算方法は、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータ演算方法であって、与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び演算時の指定条件を設定するステップと、前記光源スペクトル及び前記等色関数について、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値となるように前記光源スペクトルと前記等色関数の双方を内挿し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算した分光分布を算出するステップと、当該分光分布に対して、可視波長域における物体色の理論上の分光反射率又は分光等化率が色度係数αにより（１＋α）／２又は（１−α）／２のいずれかの状態遷移となる中心波長にてバンド幅を有する１種類の分光特性を適用し、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を変数として積分処理を実行するにあたり、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を分光パラメータとして可視波長域全体にわたって繰返し演算を行って、所定のメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを算出するステップと、前記指定条件に従って当該オプティマル・メタマーに関するパラメータを外部に出力するステップと、を含むことを特徴とする。 Furthermore, the spectral parameter calculation method of the present invention is a spectral parameter calculation method related to an optical metamer, and is specified based on the brightest color representing the theoretical maximum color gamut of the object color under a given light source. A step of setting a light source spectrum to be calculated, a color matching function and a specified condition at the time of calculation, and a step value having the same wavelength step used for the calculation for the light source spectrum and the color matching function; Interpolating both the light source spectrum and the color matching function so as to calculate a spectral distribution obtained by concatenating three visible wavelength ranges and multiplying by each wavelength, and for the spectral distribution, an object in the visible wavelength range The center at which the theoretical spectral reflectance or spectral equalization ratio of color becomes a state transition of either (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 depending on the chromaticity coefficient α When applying one kind of spectral characteristic having a long bandwidth and executing integration processing using the chromaticity coefficient, the bandwidth and the central wavelength as variables, the chromaticity coefficient, the bandwidth and the central wavelength are used. To calculate the spectral parameter corresponding to the optical metamer having the tristimulus value closest to the tristimulus value of the predetermined metamer, and to calculate the spectral parameter corresponding to the specified metamer tristimulus value Outputting parameters relating to the optical metamer to the outside.
更に、本発明のプログラムは、コンピュータに、与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び演算時の指定条件を設定するステップと、前記光源スペクトル及び前記等色関数について、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値となるように前記光源スペクトルと前記等色関数の双方を内挿し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算した分光分布を算出するステップと、当該分光分布に対して、可視波長域における物体色の理論上の分光反射率又は分光等化率が色度係数αにより（１＋α）／２又は（１−α）／２のいずれかの状態遷移となる中心波長にてバンド幅を有する１種類の分光特性を適用し、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を変数として積分処理を実行するにあたり、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を分光パラメータとして可視波長域全体にわたって繰返し演算を行って、所定のメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを算出するステップと、前記指定条件に従って当該オプティマル・メタマーに関するパラメータを外部に出力するステップと、を実行させるためのプログラムであることを特徴とする。 Further, the program of the present invention causes a computer to specify a metamer specified based on the brightest color representing the theoretical maximum color gamut of an object color under a given light source as an optical metamer, and to calculate a light source spectrum to be calculated. Both the light source spectrum and the color matching function so that the wavelength step used for the calculation has the same step value for the light source spectrum and the color matching function. And calculating a spectral distribution obtained by concatenating three visible wavelength ranges and multiplying by each wavelength, and the theoretical spectral reflectance or spectral equalization rate of the object color in the visible wavelength range with respect to the spectral distribution Applies one kind of spectral characteristic having a bandwidth at the center wavelength at which the state transition of either (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 is caused by the chromaticity coefficient α, and the chromaticity Number, the bandwidth and the center wavelength as variables, and performing an integration process over the entire visible wavelength range using the chromaticity coefficient, the bandwidth and the center wavelength as spectral parameters, the predetermined metamer A step of calculating a spectral parameter corresponding to an optical metamer having a tristimulus value closest to the tristimulus value, and outputting a parameter relating to the optical metamer to the outside according to the specified condition It is a program.
本発明によれば、計算コスト増大の原因となっていた、物体色の分光反射（透過）率を表すバンドパス特性或いはバンドストップ特性についての場合分けを不要とし、オプティマル・メタマーに関する演算を効率よく行い、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータを高速且つ正確に演算することができる。 According to the present invention, there is no need to separate the band pass characteristic or the band stop characteristic indicating the spectral reflection (transmission) rate of the object color, which has caused an increase in the calculation cost, and the calculation regarding the optical metamer is efficiently performed. It is often performed and the spectral parameters related to the optical metamer can be calculated quickly and accurately.
以下、本発明による一実施例のオプティマル・メタマーに関する分光パラメータ演算装置を説明する。 Hereinafter, a spectral parameter calculation apparatus for an optical metamer according to an embodiment of the present invention will be described.
分光パラメータ演算装置１は、コンピュータとして構成することができ、制御部１１は、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータを演算する各機能を実行する。また、制御部１１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの記憶部１２に格納しておき、当該コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）によってこのプログラムを読み出して実行させることで、分光パラメータ演算装置１を実現することができる。 The spectroscopic parameter calculation device 1 can be configured as a computer, and the control unit 11 executes functions for calculating spectroscopic parameters related to the optical metamer. In addition, a program describing processing contents for realizing each function of the control unit 11 is stored in the storage unit 12 of the computer, and this program is read and executed by the central processing unit (CPU) of the computer. Thus, the spectral parameter calculation device 1 can be realized.
制御部１１は、指定条件入力設定部１１１と、連結分光分布算出部１１２と、分光パラメータ最適化演算部１１３と、分光パラメータ出力部１１４とを備える。 The control unit 11 includes a designation condition input setting unit 111, a connected spectral distribution calculation unit 112, a spectral parameter optimization calculation unit 113, and a spectral parameter output unit 114.
指定条件入力設定部１１１は、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び指定条件情報に従って演算時の指定条件を設定して、演算対象の光源スペクトル及び等色関数を連結分光分布算出部１１２に送出する。ここで、指定条件情報には、以下の態様が想定される。
（例１）事前に知り得ていた所定のメタマーの三刺激値（ＸＹＺ）を入力し、当該入力されるメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを出力するよう指定する指定条件情報。
（例２）事前に知り得ていた所定のメタマーの三刺激値の値Ｘ，Ｙ，Ｚと、本発明に係る１種類の分光特性における当該所定のメタマーに関する色度係数、半バンド幅及び中心波長の６つのパラメータのうち、いずれか３つのパラメータを固定値として入力し、この固定値の３つのパラメータ以外のパラメータについて最適化した結果を出力するよう指定する指定条件情報。例えば、事前に知り得ていた所定のメタマーに関する三刺激値のＹ、色度係数及び中心波長を固定値として入力し、当該固定値で求められるオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータのうちの半バンド幅と、対応するＸＹＺ色空間のＸ及びＺを出力するよう指定する指定条件情報とすることができる。尚、この６つのパラメータに関してメタマーと無関係の固定値を入力して演算が収束しない場合など演算不能となるときは、その旨を出力するように構成する。
The specified condition input setting unit 111 sets a specified condition at the time of calculation according to the light source spectrum, color matching function and specified condition information to be calculated, and sends the light source spectrum and color matching function to be calculated to the connected spectral distribution calculating unit 112. To do. Here, the following modes are assumed for the specified condition information.
(Example 1) A tristimulus value (XYZ) of a predetermined metamer known in advance is inputted, and a spectral parameter corresponding to an optical metamer having a tristimulus value closest to the tristimulus value of the inputted metamer Condition information that specifies to output.
(Example 2) Tristimulus values X, Y, and Z of a predetermined metamer known in advance, and the chromaticity coefficient, half-bandwidth, and center of the predetermined metamer in one kind of spectral characteristic according to the present invention Designation condition information for designating that any of the six parameters of the wavelength is input as a fixed value, and an optimization result is output for parameters other than the three parameters of the fixed value. For example, the tristimulus value Y, the chromaticity coefficient, and the center wavelength related to a predetermined metamer, which are known in advance, are input as fixed values, and half of the spectral parameters corresponding to the optical metamer obtained by the fixed values are input. It can be designated condition information for designating output of X and Z of the bandwidth and the corresponding XYZ color space. It should be noted that when the calculation cannot be performed, for example, when a fixed value unrelated to the metamer is input for these six parameters and the calculation does not converge, the fact is output.
本例では、代表的に、指定条件情報として、上記（例１）における所定のメタマーの三刺激値（ＸＹＺ）を入力し、当該入力されるメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを出力する指定条件を例に説明する。これは、上記（例１）に関する実施例から上記（例２）に関する実施例に変形することは当業者にとって容易に実現できるためである。 In this example, typically, the tristimulus value (XYZ) of the predetermined metamer in the above (Example 1) is input as the specified condition information, and has the tristimulus value closest to the tristimulus value of the input metamer. A description will be given by taking as an example a designation condition for outputting a spectral parameter corresponding to an optical metamer. This is because it is easy for those skilled in the art to change the embodiment related to (Example 1) to the embodiment related to (Example 2).
連結分光分布算出部１１２は、指定条件入力設定部１１１によって設定されたＸＹＺ色空間にて、演算対象の光源スペクトル及び等色関数を入力し、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値（例えば、０．１ｎｍ）となるように光源スペクトルと等色関数の双方を内挿して正規化し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算した分光分布を算出して分光パラメータ最適化演算部１１３に送出する。 The connected spectral distribution calculation unit 112 inputs the light source spectrum to be calculated and the color matching function in the XYZ color space set by the designation condition input setting unit 111, and uses the same step value (for example, the wavelength step used for the calculation). 0.1 nm), both the light source spectrum and the color matching function are interpolated and normalized, a spectral distribution obtained by concatenating three visible wavelength ranges and multiplying by each wavelength is calculated, and the spectral parameter optimization calculating unit 113 Send it out.
分光パラメータ最適化演算部１１３は、光源スペクトル及び等色関数を３つ連結し波長毎に乗算した分光分布に対して、可視波長域における物体色の理論上の分光反射（透過）率が色度係数αにより（１＋α）／２又は（１−α）／２のいずれかの状態遷移となる中心波長にて半バンド幅ｈを有する分光特性（タイプ２を兼ねるタイプ１のバンド特性を有する１種類の分光特性）を適用し、色度係数、半バンド幅及び中心波長を所定のステップ幅で可変とする変数として積分処理（例えば、台形積分処理）を実行する。より具体的には、分光パラメータ最適化演算部１１３は、この積分処理として、分光パラメータ（一例として、色度係数、半バンド幅及び中心波長）を可変として可視波長域全体にわたって繰返し演算を実行し、当該入力されるメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを算出して、分光パラメータ出力部１１４に出力する。 The spectral parameter optimization calculation unit 113 connects the three light source spectra and the color matching functions and multiplies them for each wavelength, and the theoretical spectral reflection (transmission) rate of the object color in the visible wavelength range is the chromaticity. Spectral characteristics having a half bandwidth h at the center wavelength resulting in a state transition of either (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 depending on the coefficient α (one type having type 1 band characteristics that also serves as type 2) The spectral processing is performed, and integration processing (for example, trapezoidal integration processing) is executed as a variable that makes the chromaticity coefficient, the half bandwidth, and the center wavelength variable by a predetermined step width. More specifically, as the integration process, the spectral parameter optimization calculation unit 113 repeatedly performs calculation over the entire visible wavelength range while changing the spectral parameters (for example, the chromaticity coefficient, the half bandwidth, and the center wavelength). The spectral parameter corresponding to the optical metamer having the tristimulus value closest to the tristimulus value of the input metamer is calculated and output to the spectral parameter output unit 114.
分光パラメータ出力部１１４は、分光パラメータ最適化演算部１１３によって得られる、可視波長域全体にわたって得られる当該分光パラメータ（一例として、色度係数、半バンド幅及び中心波長）を外部に出力する。尚、色度係数α＝１のときに求められる半バンド幅及び中心波長の分光分布で特定される三刺激値は、最明色と等価である。また、色度係数０≦α＜１のときに求められる式（１）（又は後述する式（６））を満たす半バンド幅及び中心波長の分光分布で特定される三刺激値は、オプティマル・メタマーと等価である。したがって、分光パラメータ出力部１１４は、分光パラメータ（一例として、色度係数、半バンド幅及び中心波長）とともに、最明色及びオプティマル・メタマーの三刺激値を演算して送出するように構成することもできる。 The spectral parameter output unit 114 outputs the spectral parameters (for example, the chromaticity coefficient, the half bandwidth, and the center wavelength) obtained by the spectral parameter optimization calculation unit 113 and obtained over the entire visible wavelength range to the outside. The tristimulus values specified by the half bandwidth and the spectral distribution of the center wavelength obtained when the chromaticity coefficient α = 1 are equivalent to the brightest color. Further, the tristimulus values specified by the spectral distribution of the half bandwidth and the center wavelength satisfying the formula (1) (or formula (6) described later) obtained when the chromaticity coefficient 0 ≦ α <1 is optimal. -Equivalent to metamer. Therefore, the spectral parameter output unit 114 is configured to calculate and transmit the tristimulus values of the brightest color and the optical metamer together with the spectral parameters (for example, the chromaticity coefficient, the half bandwidth, and the central wavelength). You can also.
また、上記（例１）のように、事前に知り得ていた所定のメタマーの三刺激値を入力し、このメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを出力させる指定条件とする代わりに、上記（例２）の指定条件情報の構成とする場合は、事前に知り得ていた所定のメタマーの三刺激値の値Ｘ，Ｙ，Ｚと、当該所定のメタマーに関する色度係数、半バンド幅及び中心波長の６つのパラメータのうち、いずれか３つのパラメータを固定値として入力し、この固定値の３つのパラメータ以外のパラメータについて最適化した結果を出力するよう設定すればよく、上記（例１）の変形例と云える。ただし、分光パラメータ演算装置１は、半バンド幅ｈを演算に用いて出力する代わりに、半バンド幅ｈで定まるフル・バンド幅δを演算に用いて出力するように構成してもよい。したがって、本願明細書中、単に「バンド幅」と云うときは、半バンド幅ｈ又はフル・バンド幅δのいずれか一方を云うものとする。 In addition, as described above (Example 1), a tristimulus value of a predetermined metamer that has been obtained in advance is input, and a spectral corresponding to an optical metamer having a tristimulus value closest to the tristimulus value of this metamer. When the configuration of the specified condition information described above (Example 2) is used instead of the specified condition for outputting the parameter, the tristimulus values X, Y, and Z of the predetermined metamer that have been known in advance, Of the six parameters for the given metamer, chromaticity coefficient, half-bandwidth, and center wavelength, any three parameters are input as fixed values, and the results of optimization for parameters other than these three fixed-value parameters are output. It is sufficient to set so as to be a modification of the above (Example 1). However, the spectral parameter calculation apparatus 1 may be configured to output the full bandwidth δ determined by the half bandwidth h using the calculation instead of using the half bandwidth h for the calculation. Therefore, in the present specification, when the term “bandwidth” is simply used, it means either the half bandwidth h or the full bandwidth δ.
このようにして、分光パラメータ演算装置１は、物体色の分光反射（透過）率を表すバンドパス特性或いはバンドストップ特性についての場合分けを不要とし、オプティマル・メタマーに関する演算を効率よく行い、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータを高速且つ正確に演算することができる。 In this way, the spectral parameter calculation apparatus 1 eliminates the need for the case of the band pass characteristic or the band stop characteristic indicating the spectral reflection (transmission) rate of the object color, efficiently performs the calculation regarding the optical metamer, and optimizes the optical parameter. Spectral parameters related to Le metamer can be calculated quickly and accurately.
以下、本発明による一実施例の分光パラメータ演算装置１の動作をより詳細に説明する。 Hereinafter, the operation of the spectral parameter calculation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
〔装置動作〕
図２は、本発明による一実施例のオプティマル・メタマーに関する分光パラメータ演算装置１の動作を示すフローチャートである。分光パラメータ演算装置１は、指定条件入力設定部１１１によって、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び指定条件情報としてＸＹＺ色空間を指定する旨を入力し（ステップＳ１）、演算に用いる色空間を設定する（ステップＳ２）。一例として、３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの１ｎｍステップのＤ６５光源の光源スペクトルＳ（図３参照）及び等色関数（図４参照）を入力する。
[Device operation]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the spectral parameter calculation apparatus 1 related to the optical metamer according to an embodiment of the present invention. The spectroscopic parameter calculation apparatus 1 inputs the fact that the XYZ color space is specified as the light source spectrum to be calculated, the color matching function and the specified condition information by the specified condition input setting unit 111 (step S1), and the color space used for the calculation is determined. Set (step S2). As an example, a light source spectrum S (see FIG. 3) and a color matching function (see FIG. 4) of a D65 light source in 1 nm steps from 380 nm to 780 nm are input.
続いて、分光パラメータ演算装置１は、連結分光分布算出部１１２によって、ＸＹＺ色空間にて、演算対象の光源スペクトル及び等色関数を入力し、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値（例えば、０．１ｎｍ）となるように等色関数と光源スペクトルの双方を内挿して正規化し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算することにより、可視波長域を３つ連結したスケールｌの分光分布Ｔｘ（ｌ），Ｔｙ（ｌ），Ｔｚ（ｌ）を算出する（ステップＳ３）。例えば、波長ステップが０．１ｎｍとなるように等色関数については線形補完、光源スペクトルについては光源に適した補完法（例えば、直線補完やスプライン関数）で内挿する。 Subsequently, the spectral parameter calculation device 1 inputs the light source spectrum to be calculated and the color matching function in the XYZ color space by the connected spectral distribution calculation unit 112, and uses the same step value (for example, the wavelength step used for the calculation). 0.1 nm) by interpolating and normalizing both the color matching function and the light source spectrum, concatenating three visible wavelength regions and multiplying them by wavelength, thereby scaling the scale l with three visible wavelength regions concatenated. Spectral distributions T x (l), T y (l), and T z (l) are calculated (step S3). For example, the color matching function is interpolated by linear interpolation so that the wavelength step is 0.1 nm, and the light source spectrum is interpolated by a complementation method suitable for the light source (for example, linear interpolation or spline function).
等色関数と光源スペクトルの正規化に関して、例えば、等色関数と光源スペクトルのそれぞれの可視波長域における三刺激値におけるＹ（輝度）の積分値が１００となるように正規化する。 Regarding normalization of the color matching function and the light source spectrum, for example, normalization is performed so that the integral value of Y (luminance) in the tristimulus values in the visible wavelength region of the color matching function and the light source spectrum is 100, respectively.
続いて、分光パラメータ演算装置１は、分光パラメータ出力部１１４によって、分光パラメータ最適化演算部１１３によって得られる、可視波長域全体にわたって算出した当該分光パラメータ（本例では、色度係数、半バンド幅及び中心波長）を外部に出力する（ステップＳ５）。 Subsequently, the spectral parameter calculation device 1 uses the spectral parameter output unit 114 to obtain the spectral parameter (in this example, chromaticity coefficient, half bandwidth) obtained over the entire visible wavelength range obtained by the spectral parameter optimization calculation unit 113. And the center wavelength) are output to the outside (step S5).
これにより、分光パラメータ演算装置１は、物体色の分光反射（透過）率を表すバンドパス特性或いはバンドストップ特性についての場合分けを不要とし、オプティマル・メタマーに関する演算を効率よく行い、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータを高速且つ正確に演算することができる。 As a result, the spectral parameter calculation device 1 eliminates the need for bandpass characteristics or band stop characteristics representing the spectral reflectance (transmission) of the object color, efficiently performs calculations regarding optical metamers, Spectral parameters related to metamers can be calculated quickly and accurately.
更に、本例によれば、事前に計測したメタマーの三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と光源スペクトル及び等色関数を入力することで、当該メタマーの三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応するオプティマル・メタマーに関する分光特性の半バンド幅だけでなく中心波長、色度係数の３つのパラメータの最適値を求めることができる。 Furthermore, according to this example, the tristimulus values (X, Y, Z) of the metamer are input by inputting the tristimulus values (X, Y, Z) of the metamer measured in advance, the light source spectrum, and the color matching function. In addition to the half-bandwidth of the spectral characteristics related to the optical metamer corresponding to, the optimum values of the three parameters of the center wavelength and the chromaticity coefficient can be obtained.
尚、オプティマル・メタマーの色空間座標は、基準白色の三刺激値をＸＷ，ＹＷ，ＺＷ とし、最明色の三刺激値をＸｏｐｔ，Ｙｏｐｔ，Ｚｏｐｔとすると式（６）の関係にある。 The color space coordinates of the optical metamer are expressed by the following formula (6) when the tristimulus values of the reference white are X W , Y W and Z W and the tristimulus values of the brightest color are X opt , Y opt and Z opt. ).
ここで、図６に示すように台形積分を用いて演算する際に、演算時の中心波長を当該分光分布Ｔｘ（ｌ），Ｔｙ（ｌ），Ｔｚ（ｌ）のサンプリング点に依らず、サンプリング点の分解能よりも高い分解能で演算するのが好適である。即ち、中心波長をサンプリング点に依らず定めることで分解能を高めることができ、これは演算に利用する三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を高精度に扱うことを意味しており、量子化誤差を最小化させることができる。 Here, when calculating using trapezoidal integration as shown in FIG. 6, the central wavelength at the time of calculation depends on the sampling points of the spectral distributions T x (l), T y (l), and T z (l). It is preferable to perform the calculation with a resolution higher than the resolution of the sampling points. That is, the resolution can be improved by determining the center wavelength regardless of the sampling point, which means that the tristimulus values (X, Y, Z) used for the calculation are handled with high precision, and quantization is performed. The error can be minimized.
このように、従来法では、可視波長域に対してバンドパス特性のタイプ１とバンドストップ特性のタイプ２を場合分けして用いてオプティマル・メタマーを特定することから、可視波長域に対して複数回にわたって同様な演算を行うこととなり計算コストが大きくなる問題があったが、本実施形態の分光パラメータ演算装置１では、光源スペクトル及び等色関数を３つ連結し波長毎に乗算した分光分布に対して、タイプ２を兼ねるタイプ１のバンド特性を有する１種類の分光特性を適用することにより、従来法のような場合分けに基づいた重複した演算処理が不要となり、計算コストを大幅に改善することができる。また、本発明に係る分光パラメータ演算装置１は、分光パラメータを事前に用意された最明色のサンプルから補完により求めるものではなく、最明色やオプティマル・メタマーに係る三刺激値を直接的に最適化演算するので確度が高くなる。例えば、図８を参照して最明色の三刺激値をＡ点、（ＸＷ／２，ＹＷ／２，ＺＷ／２）をＢ点、オプティマル・メタマーの三刺激値をＣ点とすると、従来法の確度に相当する角度差∠ＡＢＣは０．００１°であるのに対し、本発明に係る分光パラメータ演算装置１では、０．００００１°の精度が得られることを実験的に確認できた。 As described above, in the conventional method, the optical metamer is specified by using the type 1 of the bandpass characteristic and the type 2 of the band stop characteristic for the visible wavelength range. There is a problem that the calculation cost increases because the same calculation is performed a plurality of times. However, in the spectral parameter calculation device 1 of this embodiment, three light source spectra and color matching functions are connected and multiplied by wavelength. On the other hand, by applying one type of spectral characteristics that have type 1 band characteristics that also serve as type 2, redundant calculation processing based on case classification as in the conventional method becomes unnecessary, and the calculation cost is greatly improved. can do. Further, the spectral parameter calculation apparatus 1 according to the present invention does not obtain the spectral parameter by complementation from the sample of the brightest color prepared in advance, but directly determines the tristimulus values related to the brightest color and the optical metamer. Since the optimization calculation is performed, the accuracy increases. For example, A point tristimulus values of the optimal color with reference to FIG. 8, (X W / 2, Y W / 2, Z W / 2) to point B, C points tristimulus values of OPTIMAL metamer Then, while the angle difference ∠ABC corresponding to the accuracy of the conventional method is 0.001 °, the spectral parameter calculation device 1 according to the present invention experimentally shows that an accuracy of 0.00001 ° can be obtained. It could be confirmed.
本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明によれば、物体色の分光反射（透過）率を表すバンドパス特性或いはバンドストップ特性についての場合分けを不要とし、オプティマル・メタマーに関する演算を効率よく行い、オプティマル・メタマーに関する分光パラメータを高速且つ正確に演算することができるので物体色の最明色やメタマーに関する分析や評価に役立つため、例えばカラープリンタの顔料又は染料インクやイメージセンサのカラーフィルタの開発、ディスプレイの原色点の設計を行う分野に有用である。 According to the present invention, there is no need to separate the bandpass characteristic or the bandstop characteristic representing the spectral reflectance (transmission) of the object color, the calculation for the optical metamer is efficiently performed, and the spectral parameter for the optical metamer is obtained. Can be calculated quickly and accurately, which is useful for analysis and evaluation of the brightest colors and metamers of object colors. For example, development of color printer pigments or dye inks and image sensor color filters, and display primary color point design It is useful in the field where
１ 分光パラメータ演算装置
２ 表示装置
３ データベース
１１ 制御部
１２ 記憶部
１１１ 指定条件入力設定部
１１２ 連結分光分布算出部
１１３ 分光パラメータ最適化演算部
１１４ 分光パラメータ出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spectral parameter calculation apparatus 2 Display apparatus 3 Database 11 Control part 12 Storage part 111 Specification condition input setting part 112 Connection spectral distribution calculation part 113 Spectral parameter optimization calculation part 114 Spectral parameter output part
Claims (6)
与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び演算時の指定条件を設定する指定条件入力設定部と、
前記光源スペクトル及び前記等色関数について、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値となるように前記光源スペクトルと前記等色関数の双方を内挿し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算した分光分布を算出する連結分光分布算出部と、
当該分光分布に対して、可視波長域における物体色の理論上の分光反射率又は分光等化率が色度係数αにより（１＋α）／２又は（１−α）／２のいずれかの状態遷移となる中心波長にてバンド幅を有する１種類の分光特性を適用し、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を変数として積分処理を実行するにあたり、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を分光パラメータとして可視波長域全体にわたって繰返し演算を行って、所定のメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを算出する分光パラメータ最適化演算部と、
前記指定条件に従って当該オプティマル・メタマーに関するパラメータを外部に出力する分光パラメータ出力部と、
を備えることを特徴とする、分光パラメータ演算装置。 Spectral parameter calculation device for optical metamer,
The metamer specified based on the brightest color that represents the theoretical maximum color gamut of the object color under the given light source is the optical metamer, and the light source spectrum to be calculated, the color matching function, and the specified conditions for the calculation A specified condition input setting section to be set;
For the light source spectrum and the color matching function, both the light source spectrum and the color matching function are interpolated so that the wavelength steps used in the calculation have the same step value, and three visible wavelength bands are connected and multiplied by wavelength. A connected spectral distribution calculation unit for calculating the spectral distribution obtained,
With respect to the spectral distribution, the theoretical spectral reflectance or spectral equalization rate of the object color in the visible wavelength range is either (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 depending on the chromaticity coefficient α. And applying a spectral characteristic having a bandwidth at the center wavelength to perform integration processing with the chromaticity coefficient, the bandwidth, and the center wavelength as variables, the chromaticity coefficient, the bandwidth, and Spectral parameter optimization calculation that calculates the spectral parameter corresponding to the optical metamer having the tristimulus value closest to the tristimulus value of the predetermined metamer by repeatedly calculating over the entire visible wavelength range using the central wavelength as the spectral parameter. And
A spectral parameter output unit for outputting parameters related to the optical metamer to the outside according to the specified conditions;
A spectral parameter computing device comprising:
前記分光パラメータ最適化演算部は、演算時の中心波長を当該分光分布のサンプリング点の分解能よりも高い分解能で演算することを特徴とする、請求項１に記載の分光パラメータ演算装置。 The integration process comprises a trapezoidal integration process,
2. The spectral parameter calculation apparatus according to claim 1, wherein the spectral parameter optimization calculation unit calculates a central wavelength at the time of calculation with a resolution higher than a resolution of a sampling point of the spectral distribution.
与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び演算時の指定条件を設定するステップと、
前記光源スペクトル及び前記等色関数について、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値となるように前記光源スペクトルと前記等色関数の双方を内挿し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算した分光分布を算出するステップと、
当該分光分布に対して、可視波長域における物体色の理論上の分光反射率又は分光等化率が色度係数αにより（１＋α）／２又は（１−α）／２のいずれかの状態遷移となる中心波長にてバンド幅を有する１種類の分光特性を適用し、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を変数として積分処理を実行するにあたり、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を分光パラメータとして可視波長域全体にわたって繰返し演算を行って、所定のメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを算出するステップと、
前記指定条件に従って当該オプティマル・メタマーに関するパラメータを外部に出力するステップと、
を含むことを特徴とする、分光パラメータ演算方法。 A spectral parameter calculation method for an optical metamer,
The metamer specified based on the brightest color that represents the theoretical maximum color gamut of the object color under the given light source is the optical metamer, and the light source spectrum to be calculated, the color matching function, and the specified conditions for the calculation Steps to set,
For the light source spectrum and the color matching function, both the light source spectrum and the color matching function are interpolated so that the wavelength steps used in the calculation have the same step value, and three visible wavelength bands are connected and multiplied by wavelength. Calculating the spectral distribution obtained,
With respect to the spectral distribution, the theoretical spectral reflectance or spectral equalization rate of the object color in the visible wavelength range is either (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 depending on the chromaticity coefficient α. And applying a spectral characteristic having a bandwidth at the center wavelength to perform integration processing with the chromaticity coefficient, the bandwidth, and the center wavelength as variables, the chromaticity coefficient, the bandwidth, and Calculating the spectral parameter corresponding to the optical metamer having the tristimulus value closest to the tristimulus value of the predetermined metamer by repeatedly performing calculation over the entire visible wavelength range using the central wavelength as the spectral parameter;
Outputting the parameter relating to the optical metamer to the outside according to the specified condition;
A spectral parameter calculation method comprising:
与えられた光源下における物体色の理論上の最大色域を表す最明色を基に特定されるメタマーをオプティマル・メタマーとし、演算対象の光源スペクトル、等色関数及び演算時の指定条件を設定するステップと、
前記光源スペクトル及び前記等色関数について、演算に用いる波長ステップが同一のステップ値となるように前記光源スペクトルと前記等色関数の双方を内挿し、可視波長域を３つ連結して波長別に乗算した分光分布を算出するステップと、
当該分光分布に対して、可視波長域における物体色の理論上の分光反射率又は分光等化率が色度係数αにより（１＋α）／２又は（１−α）／２のいずれかの状態遷移となる中心波長にてバンド幅を有する１種類の分光特性を適用し、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を変数として積分処理を実行するにあたり、前記色度係数、前記バンド幅及び前記中心波長を分光パラメータとして可視波長域全体にわたって繰返し演算を行って、所定のメタマーの三刺激値に最も近い三刺激値を有するオプティマル・メタマーに対応する分光パラメータを算出するステップと、
前記指定条件に従って当該オプティマル・メタマーに関するパラメータを外部に出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。 On the computer,
The metamer specified based on the brightest color that represents the theoretical maximum color gamut of the object color under the given light source is the optical metamer, and the light source spectrum to be calculated, the color matching function, and the specified conditions for the calculation Steps to set,
For the light source spectrum and the color matching function, both the light source spectrum and the color matching function are interpolated so that the wavelength steps used in the calculation have the same step value, and three visible wavelength bands are connected and multiplied by wavelength. Calculating the spectral distribution obtained,
With respect to the spectral distribution, the theoretical spectral reflectance or spectral equalization rate of the object color in the visible wavelength range is either (1 + α) / 2 or (1-α) / 2 depending on the chromaticity coefficient α. And applying a spectral characteristic having a bandwidth at the center wavelength to perform integration processing with the chromaticity coefficient, the bandwidth, and the center wavelength as variables, the chromaticity coefficient, the bandwidth, and Calculating the spectral parameter corresponding to the optical metamer having the tristimulus value closest to the tristimulus value of the predetermined metamer by repeatedly performing calculation over the entire visible wavelength range using the central wavelength as the spectral parameter;
Outputting the parameter relating to the optical metamer to the outside according to the specified condition;
A program for running
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