JP2020008429A

JP2020008429A - 色処理装置及びプログラム

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Publication number: JP2020008429A
Application number: JP2018129794A
Authority: JP
Inventors: 将司森本; Shoji Morimoto; 稔弘岩渕; Toshihiro Iwabuchi
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2020-01-16
Anticipated expiration: 2038-07-09
Also published as: JP7087743B2

Abstract

【課題】異なる複数の観察視野についての等色関数を、すべて実験により作成する場合と比べて、より低コストで用意する。【解決手段】ベース関数入力部１０に対して、ベースとなる等色関数（すなわちベース関数）が入力される。参照関数入力部１２に対して、観察視野が異なる２つの等色関数が参照関数として入力される。それら参照関数は、観察視野以外の作成条件のうちの１以上が、ベース関数と異なる。比較部１４は、２つの参照関数を比較し、例えばそれら両者の比率又は差分を示す比較結果関数を生成する。合成部１６は、ベース関数に対して比較結果関数を合成（例えば比率を示す比較結果関数の場合は乗算）することで、新たな等色関数を生成する。この新たな等色関数は、ベース関数に対して観察視野が異なるものである。【選択図】図１

Description

本発明は、色処理装置及びプログラムに関する。

特許文献１には、分光データから、見た目により近い色を再現できる色データが算出できる色処理装置が開示されている。この装置は、分光データを取得する分光データ取得部と、取得された分光データから、２度視野の等色関数を使用して第１の色データを作成するとともに２度視野以外の等色関数を使用して第２の色データを作成する色データ作成部と、作成された第１の色データおよび第２の色データに基づき、第１の色データを基礎とし２度視野以外の等色関数の特徴を反映させた第３の色データを作成する色データ決定部と、を備える。

特開２０１５−０９４６７９号公報

光源の分光特性が異なる表示装置同士の色合わせを行う場合、既存の標準的な等色関数（例えばＣＩＥが定めた２度等色関数、１０度等色関数）を用いて求めた刺激値を両表示装置で一致させたとしても、それら両表示装置が表示する色が人間の目では一致しているようには見えないことが多い。これは、一つには、近年の表示装置（例えば液晶ディスプレイ）の光源の分光特性が、既存の等色関数が想定している光源のそれとかけ離れているためと考えられる。

そこで、標準的な等色関数の代わりに、表示装置の光源の分光特性に合わせた等色関数を用意（そのようなものが存在しない場合は作成）することで、色合わせの精度の向上が期待される。また、観察視野が異なる多くの等色関数を用意できれば、適用対象シーンの観察視野により近い観察視野の等色関数を選ぶことができるので、色合わせ精度の更なる向上が期待される。

しかし、等色関数の作成には、比較的大規模な実験施設を用いて、多くの被験者の実験協力を得る必要があり、時間的又は金銭的に膨大なコストが掛かる。このため、異なる複数の観察視野のすべてについて実験により等色関数を作成するのはコスト的に見合わないことが多い。

本発明は、異なる複数の観察視野についての等色関数を、すべて実験により作成する場合と比べて、より低コストで用意するための手法を提供する。

請求項１に係る発明は、第１の等色関数と、前記第１の等色関数とは観察視野が異なる第２の等色関数の比較により比較結果関数を生成する第１生成手段と、等色関数を作成した際の複数の作成条件のうち観察視野以外の少なくとも１つが前記第１の等色関数と異なる第３の等色関数に対して前記比較結果関数を適用することにより、前記第３の等色関数とは観察視野が異なる第４の等色関数を生成する第２生成手段と、を含む色処理装置である。

請求項２に係る発明は、前記第１生成手段は、前記第１の等色関数と前記第２の等色関数の差を示す差関数を前記比較結果関数として生成し、前記第２生成手段は、前記第３の等色関数に前記差関数を加算することで、前記第４の等色関数を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の色処理装置である。

請求項３に係る発明は、前記第１生成手段は、前記第１の等色関数に対する前記第２の等色関数の比を示す比関数を前記比較結果関数として生成し、前記第２生成手段は、前記第３の等色関数に前記比関数を乗算することで、前記第４の等色関数を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の色処理装置である。

請求項４に係る発明は、前記第２生成手段は、前記比較結果関数を平滑化し、平滑化後の前記比較結果関数を前記第３の等色関数に適用する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の色処理装置である。

請求項５に係る発明は、前記第３の等色関数は前記第１の等色関数と観察視野が同じであり、前記第２生成手段は、前記複数の作成条件のうち観察視野以外のものが前記第３の等色関数と同じで、観察視野が前記第２の等色関数と同じである前記第４の等色関数を生成する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色処理装置である。

請求項６に係る発明は、前記第２生成手段は、前記比較結果関数に対して１以外の所定の係数を乗じた第２の比較結果関数を前記第３の等色関数に適用することで、前記複数の作成条件のうち観察視野以外のものが前記第３の等色関数と同じで、観察視野が前記第２の等色関数と異なる前記第４の等色関数を生成する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色処理装置である。

請求項７に係る発明は、コンピュータを、第１の等色関数と、前記第１の等色関数とは観察視野が異なる第２の等色関数の比較により比較結果関数を生成する第１生成手段、等色関数を作成した際の複数の作成条件のうち観察視野以外の少なくとも１つが前記第１の等色関数と異なる第３の等色関数に対して前記比較結果関数を適用することにより、前記第３の等色関数とは観察視野が異なる第４の等色関数を生成する第２生成手段、として機能させるためのプログラムである。

請求項１、２、３又は７に係る発明によれば、異なる複数の観察視野についての等色関数を、すべて実験により作成する場合と比べて、より低コストで用意することができる。

請求項４に係る発明によれば、比較結果関数をそのまま用いる場合よりも良好な性質を持つ第４の等色関数を得ることができる。

請求項５に係る発明によれば、第３の等色関数の観察視野が第１の等色関数の観察視野と異なる場合と比べて、より精度のよい第４の等色関数を求めることができる。

請求項６に係る発明によれば、観察視野が第２の等色関数と異なる第４の等色関数を求めることができる。

実施形態の色処理装置の機能構成を例示する図である。新規等色関数の生成に用いられる例示的な３つの等色関数（第１参照関数、第２参照関数、ベース関数）の関係を示す図である。ベース関数として用いられる等色関数を例示する図である。２つの参照関数としてＣＩＥの２度及び１０度の等色関数を例示する図である。２つの参照関数の比較結果関数の一例として、それら両者の比率を波長λの関数として示した図である。２つの参照関数の比較結果関数の一例として、それら両者の差分を波長λの関数として示した図である。合成部での乗算合成により生成された新規等色関数を例示する図である。合成部での加算合成により生成された新規等色関数を例示する図である。新規等色関数を用いた表示装置の色合わせ処理の手順を例示する図である。

等色関数として広く用いられているものに、ＣＩＥ（国際照明委員会）が標準として定めた２度等色関数（ＣＩＥ１９３１）と１０度等色関数（ＣＩＥ１９６４）がある。前者と後者は観察視野の広さ（立体角）が異なっている。大まかには、狭い視野で色を評価する対象には２度等色関数を用い、広い視野で色を評価する対象には１０度等色関数を用いるという使い分けが行われている。

上述した標準的な２度等色関数や１０度等色関数は、液晶表示装置等のカラー表示装置が開発され普及する前に定められたものであり、表示装置の分光特性には適していない場合が多い。これは、印刷物や物体の色と表示装置の表示色との特性の違いによるものと考えられる。すなわち、印刷物や物体の色は照明光の拡散反射による部分が大きいため照明光自体の分光特性の色への影響は間接的であるのに対し、表示装置の場合、バックライト等の光源の分光特性が表示色に直接的に影響する。例えば、液晶表示装置のバックライトによく用いられる白色ＬＥＤ（発光ダイオード）の発光スペクトルは、青色域に顕著なピークを持っており、自然光のスペクトルと顕著に異なる。このため、上述した標準的な等色関数は、従来印刷等の色合わせには十分正確に機能していたものの、光源のスペクトルが反映されやすい表示装置の色の評価や色合わせにはうまく機能しない場合が多い。

そこで、対象とする表示装置の光源に合った独自の等色関数を用意することが考えられる。また、その対象光源について、観察視野の異なる複数の等色関数を用意できれば、等色関数のきめ細かな使い分けが可能になる。しかし、実験により本格的に等色関数を作成するのは多大のコストがかかるので、既存の等色関数（これは実験により作成されたもの）から、観察視野の異なる新規の等色関数を簡易的に作成できることが望まれる。

以下では、既存の等色関数から、観察視野の異なる新規の等色関数を合成する色処理装置の実施形態を説明する。

図１に、実施形態の色処理装置の機能構成を例示する。図１の色処理装置は、ベース関数入力部１０、参照関数入力部１２、比較部１４、及び合成部１６を含む。

ベース関数入力部１０は、ベース関数の入力を受け付ける。ベース関数は、生成したい新規の等色関数のベースとなる既存の等色関数である。この装置で生成する新規の等色関数は、このベース関数に対して観察視野（の大きさ）が異なるものである。

典型的な利用例では、ベース関数も、これに基づいて作成される１以上の新規の等色関数も、ある機種の表示装置、あるいは光源の分光特性が実質上共通である一群の表示装置、に対して適用されるものであり、想定される視野の大きさに応じてそれらのうちどの関数を用いるかが選択される。ベース関数は、例えば、対象とする表示装置を用いて本格的な実験を行うことで作成してもよい。また、世の研究者達は自らの研究を反映した独自の等色関数を提案しているが、そのような既存の等色関数をベース関数としてもよい。

参照関数入力部１２は、観察視野（視野角）の違い（例えば２度と１０度の違い）の影響を示す関数（後述する比較結果関数）の材料となる複数の参照関数の入力を受け付ける。それら参照関数は、既存の等色関数であり、ベース関数とは、等色関数の作成条件（その中の１つが観察視野）のうちの１以上が異なる。また、それら複数の参照関数同士は、観察視野以外の作成条件が同じである。

比較部１４は、参照関数入力部１２に入力された２つの参照関数同士を比較することにより、比較結果関数を生成する。比較結果関数は、例えばそれら２つの参照関数同士の比を示す比関数である。また、別の例として、比較結果関数は、それら２つの参照関数の差分を示す差関数であってもよい。

合成部１６は、ベース関数に対して比較結果関数を合成することで、ベース関数に対して観察視野が異なる新規の等色関数を生成する。比較結果関数が比関数である場合、合成部１６が行う合成は、ベース関数に対して比較結果関数を乗算する処理である。比較結果関数が差関数である場合、合成は、ベース関数に対して比較結果関数を加算する処理である。

合成部１６により生成された新規の等色関数は、例えば、表示装置の色合わせに用いられる。

図２に、ベース関数と、２つの参照関数（それぞれ第１参照関数、第２参照関数と呼ぶ）について、それぞれの関数の作成条件が例示されている。作成条件の項目には、光源、観察視野、被験者、環境の照度が挙げられている。

このうち「光源」は、当該等色関数の対象に想定されている光源である。例えば対象が液晶表示装置の場合はバックライトの光源が、また古典的な等色関数が主として想定している反射物体が対象の場合その物体を照明する光源が、その「光源」に該当する。「観察視野」は、当該等色関数を作成した際の観察視野の広さ（視野角）である。「被験者」は、当該等色関数を作成する際の等色実験に参加した被験者（実験参加者）のカテゴリ（例えば人種）である。例えば人種が異なると目の色素が異なる等から、色の知覚に差が生じると考えられている。また「環境の照度」は、その等色関数が適用されるシーンで想定されている環境の照度である。

図２に示したように、第１参照関数及び第２参照関数とは、観察視野以外の作成条件が共通している。また図２の例では、ベース関数は、光源が第１及び第２参照関数と異なっている。またこの例では、ベース関数の作成条件のうち光源以外は第１参照関数と共通である。

図２に例示したベース関数と参照関数の作成条件同士の関係はあくまで一例にすぎない。新規等色関数の生成に用いる複数の参照関数同士の満たすべき条件は、作成条件のうち観察視野以外の項目が共通していることである。また、ベース関数は、それら複数の参照関数に対して、観察視野以外の１以上の作成条件項目（図示例では光源）の値が異なる。ベース関数と複数の参照関数の間で異なる作成条件項目の数が少ないほど、生成する新規等色関数が良好なものとなると期待される。

次に、図３〜図５に示す等色関数の具体例を用いて、本実施形態の装置の処理の流れを説明する。

この例では、新規等色関数のベースとなるベース関数は、図３に例示するものである。図３に示す実線のグラフが等色関数のうちのｘ刺激値（base_x）を、破線のグラフがｙ刺激値（base_y）を、点線のグラフがｚ刺激値（base_z）を、それぞれ示す。このベース関数は、図２に例示した作成条件（光源がランプＢ、観察視野を２度、・・・）で作成されたものである。この作成条件は、これから作成する新規等色関数の適用対象に対して観察視野以外の作成条件が同じである。この図３のベース関数が、ベース関数入力部１０に入力される。

また、参照関数入力部１２に対して、図４に例示した２度等色関数（ＣＩＥ１９３１）と１０度等色関数（ＣＩＥ１９６４）が参照関数として入力されたとする。これら参照関数は、作成条件のうちの光源がベース関数と異なる。また、２度等色関数は、ベース関数と観察視野が同じである。

比較部１４は、比較処理として、一つの例では、１０度等色関数の２度等色関数に対する比率を計算する。すなわち、この例では、２つの参照関数のうち、ベース関数と観察視野が同じ方の参照関数に対する、もう一つの参照関数の比率を計算する。この計算では、波長ごとにその比率を計算することで、波長ごとの比率を示す比関数を計算する。この計算の結果求められる波長ごとの比率を示す比関数を図５に示す。

また別の例では、比較部１４は、比較処理として、一つの例では、１０度等色関数から２度等色関数を引いた差分を計算する。この例では、２つの参照関数のうち、ベース関数と観察視野が同じ方の参照関数を基準として、その基準に対するもう一つの参照関数の差分を計算する。この計算の結果求められる波長ごとの差分を示す差関数を図６に示す。

合成部１６は、ベース関数と比較結果関数を合成する。比較結果関数が比関数である場合、合成部１６は、ベース関数（図３）に対してその比関数（図５）を乗算する。この乗算により、観察視野以外の作成条件はベース関数（観察視野２度）と同じで、観察視野が１０度の場合に該当する新規の等色関数が得られる。図７に、この乗算により得られた新規の等色関数を示す。

また、比較結果関数が差関数である場合、合成部１６は、ベース関数（図３）に対してその差関数（図６）を加算する。この加算により、観察視野以外の作成条件はベース関数と同じで、観察視野が１０度の場合に該当する新規の等色関数が得られる。図８に、この加算により得られた新規の等色関数を示す。

以上に説明した手法の拡張として、合成部１６が、比較結果関数に対して係数α（α＞０）を乗じたものをベース関数に合成してもよい。α＝１とした場合が、上述した１０度の新規等色関数を求める例である。またαとして１以外の適切な値を用いれば、１０度以外の観察視野に対応する等色関数（観察視野以外の条件はベース関数と同じ）が生成される。例えば、等色関数の刺激値が観察視野に比例すると仮定した場合、α＝０．５とすれば、観察視野がほぼ５度の場合の等色関数が得られる。もちろんこれはあくまで一例であり、観察視野の広さと刺激値との関係についての実験結果や研究成果を用いて係数αと観察視野の対応関係を定めればよい。

また、以上の例では、比較部１４が求めた比較結果関数をそのままベース関数に合成したが、比較結果関数は鋭いピークを１以上含む場合もあり、それらピークが新規等色関数の特性を悪くする場合もあり得る。そこで、比較部１４から出力された比較結果関数を平滑化する平滑化部（図示省略）を装置に追加し、合成部１６は平滑化部による平滑化後の比較結果関数をベース関数に合成することとしてもよい。平滑化部が行う平滑化処理には、移動平均等、公知の平滑化手法を用いればよい。

このようにして求められた新規の等色関数を用いた表示装置の色合わせの処理手順を、図９に示す。この処理は、互いに分光特性が異なる表示装置ＡとＢの間の色合わせを行うものである。

この処理では、表示装置Ａに画像を表示し、その表示画像の分光分布を取得する（Ｓ１０）。これには例えば、既存の実験手法により表示装置Ａに表示された画像の分光分布を測定すればよい。

次に、表示装置Ａの分光分布に対して、表示装置Ａについて上述の手法により求めた等色関数を適用して、ＸＹＺ刺激値を計算する（Ｓ１２）。ＸＹＺ刺激値の計算に用いる等色関数は、表示装置Ａの特定の観察視野（例えば２度）についての既存の等色関数をベース関数とし、そのベース関数から、想定している観察視野（２度以外）について求めた新規の等色関数である。この新規等色関数を用いることで、想定している観察視野での精度の高いＸＹＺ刺激値が計算される。

そして、ターゲットである表示装置Ｂに対して、Ｓ１２で計算されたＸＹＺ刺激値に対応する表示装置ＢでのＲＧＢ値を公知の手法で設定する（Ｓ１４）。

以上に説明した例では、ベース関数と参照関数との間では、作成条件の項目のうち光源が異なっていたが、光源以外の作成条件の項目が異なる場合にも、上記実施形態の手法が適用可能である。

以上に例示した色処理装置は、例えば、コンピュータにそれら各装置内の各機能モジュールの機能を表すプログラムを実行させることにより実現される。ここで、コンピュータは、例えば、ハードウエアとして、ＣＰＵ等のプロセッサ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリードオンリメモリ（ＲＯＭ）等のメモリ（一次記憶）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を制御するＨＤＤコントローラ、各種Ｉ／Ｏ（入出力）インタフェース、ローカルエリアネットワークなどのネットワークとの接続のための制御を行うネットワークインタフェース等が、たとえばバスを介して接続された回路構成を有する。また、そのバスに対し、例えばＩ／Ｏインタフェース経由で、ＣＤやＤＶＤなどの可搬型ディスク記録媒体に対する読み取り及び／又は書き込みのためのディスクドライブ、フラッシュメモリなどの各種規格の可搬型の不揮発性記録媒体に対する読み取り及び／又は書き込みのためのメモリリーダライタ、などが接続されてもよい。上に例示した各機能モジュールの処理内容が記述されたプログラムがＣＤやＤＶＤ等の記録媒体を経由して、又はネットワーク等の通信手段経由で、ハードディスクドライブ等の固定記憶装置に保存され、コンピュータにインストールされる。固定記憶装置に記憶されたプログラムがＲＡＭに読み出されＣＰＵ等のプロセッサにより実行されることにより、上に例示した機能モジュール群が実現される。

１０ベース関数入力部、１２参照関数入力部、１４比較部、１６合成部。

Claims

第１の等色関数と、前記第１の等色関数とは観察視野が異なる第２の等色関数の比較により比較結果関数を生成する第１生成手段と、
等色関数を作成した際の複数の作成条件のうち観察視野以外の少なくとも１つが前記第１の等色関数と異なる第３の等色関数に対して前記比較結果関数を適用することにより、前記第３の等色関数とは観察視野が異なる第４の等色関数を生成する第２生成手段と、
を含む色処理装置。
前記第１生成手段は、前記第１の等色関数と前記第２の等色関数の差を示す差関数を前記比較結果関数として生成し、
前記第２生成手段は、前記第３の等色関数に前記差関数を加算することで、前記第４の等色関数を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の色処理装置。
前記第１生成手段は、前記第１の等色関数に対する前記第２の等色関数の比を示す比関数を前記比較結果関数として生成し、
前記第２生成手段は、前記第３の等色関数に前記比関数を乗算することで、前記第４の等色関数を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の色処理装置。
前記第２生成手段は、前記比較結果関数を平滑化し、平滑化後の前記比較結果関数を前記第３の等色関数に適用する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の色処理装置。
前記第３の等色関数は前記第１の等色関数と観察視野が同じであり、
前記第２生成手段は、前記複数の作成条件のうち観察視野以外のものが前記第３の等色関数と同じで、観察視野が前記第２の等色関数と同じである前記第４の等色関数を生成する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色処理装置。
前記第２生成手段は、前記比較結果関数に対して１以外の所定の係数を乗じた第２の比較結果関数を前記第３の等色関数に適用することで、前記複数の作成条件のうち観察視野以外のものが前記第３の等色関数と同じで、観察視野が前記第２の等色関数と異なる前記第４の等色関数を生成する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色処理装置。
コンピュータを、
第１の等色関数と、前記第１の等色関数とは観察視野が異なる第２の等色関数の比較により比較結果関数を生成する第１生成手段、
等色関数を作成した際の複数の作成条件のうち観察視野以外の少なくとも１つが前記第１の等色関数と異なる第３の等色関数に対して前記比較結果関数を適用することにより、前記第３の等色関数とは観察視野が異なる第４の等色関数を生成する第２生成手段、
として機能させるためのプログラム。