JP2024017068A - Cone spectral sensitivity estimation device - Google Patents
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Abstract
【課題】被験者個人の錐体の分光感度を正確に推定することを目的とする。
【解決手段】錐体分光感度推定装置4は、表示装置2の画面の一領域21に表示されたテスト色と、画面の他領域22に設置された色フィルタ23によって補正された参照色とが同じ色になるよう、被験者Pにテスト色を調整させる条件等色実験の実験データとして、被験者Pによって調整されたテスト色のRGB値と画面の他領域22に表示された参照色のRGB値とを取得する実験データ取得部63と、実験データに基づいて被験者Pの錐体の分光感度を示す錐体分光感度関数を推定する推定部64と、を備える。
【選択図】図1
[Problem] The purpose is to accurately estimate the spectral sensitivity of the cones of an individual test subject.
A cone spectral sensitivity estimation device 4 is configured to detect a test color displayed in one area 21 of a screen of a display device 2 and a reference color corrected by a color filter 23 installed in another area 22 of the screen. As experimental data of a conditional color matching experiment in which the subject P adjusts the test color so that the test color becomes the same color, the RGB values of the test color adjusted by the subject P and the RGB values of the reference color displayed in the other area 22 of the screen are combined. and an estimating section 64 that estimates a cone spectral sensitivity function indicating the spectral sensitivity of the cone of the subject P based on the experimental data.
[Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、錐体分光感度推定装置に関する。 The present invention relates to a cone spectral sensitivity estimation device.
人の視覚特性には個人差があることが分かっている。視覚特性は、光の波長毎の錐体の感度を示す曲線である分光感度関数(等色関数)によって表される。人が知覚する色は、分光感度関数と、観察対象の分光放射輝度とによって求められる。 It is known that there are individual differences in visual characteristics of people. Visual properties are represented by spectral sensitivity functions (color matching functions), which are curves that indicate the sensitivity of cones to each wavelength of light. The color that humans perceive is determined by the spectral sensitivity function and the spectral radiance of the object to be observed.
特許文献1には、表示装置に表示された複数の異なる色のうちから、光を反射する媒体上に形成された基準色に最も近い色を、ユーザに選択させる選択手段と、前記ユーザに選択された色に基づき、次回、前記表示装置に表示させる色を決定する決定手段と、前記決定手段による色の決定及び前記ユーザによる選択を複数回繰り返した結果に基づき、前記ユーザの視覚特性を算出する算出手段と、を有し、前記ユーザにより2以上の色の組み合わせのうちから一定回数以上繰り返し選択された場合、前記算出手段は、前記組み合わせに含まれる色に基づき前記ユーザの視覚特性を算出する演算処理装置が開示されている。
特許文献1に開示された演算処理装置は、等色実験において、被験者に基準色票と近い色をディスプレイから選択させる。この際、特許文献1に開示された演算処理装置は、印刷された基準色に対して、光源色となる測定色票を自発光のディスプレイに表示する。これにより、特許文献1に開示された演算処理装置では、基準色と測定色票との間に色域又は明るさの違いが発生し、正しく等色実験を行うことが難しい。したがって、特許文献1に開示された演算処理装置では、等色実験の結果から、被験者の錐体の分光感度関数を正確に推定することは難しい。
The arithmetic processing device disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、被験者個人の錐体の分光感度を正確に推定することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to accurately estimate the spectral sensitivity of the cones of an individual subject.
上記課題を解決するために、本発明の、錐体分光感度推定装置は、表示装置の画面の一領域に表示されたテスト色と、前記画面の他領域に設置された色フィルタによって補正された参照色とが同じ色になるよう、被験者に前記テスト色を調整させる条件等色実験の実験データとして、前記被験者によって調整された前記テスト色のRGB値と前記他領域に表示された前記参照色のRGB値とを取得する実験データ取得部と、前記実験データに基づいて、前記被験者の錐体の分光感度を示す錐体分光感度関数を推定する推定部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention corrects a test color displayed in one area of the screen of a display device and a color filter installed in another area of the screen. As experimental data of a conditional color matching experiment in which a subject adjusts the test color so that it becomes the same color as a reference color, the RGB values of the test color adjusted by the subject and the reference color displayed in the other area are used. and an estimator that estimates a cone spectral sensitivity function indicating the spectral sensitivity of the cone of the subject based on the experimental data.
本発明の条件等色実験は、表示装置の画面の他領域に色フィルタを設置するという簡易な手法にて行うことができ、且つ、参照色とテスト色との間に色域又は明るさの違いが発生しない実験条件にて行うことができる。そして、本発明の錐体分光感度推定装置は、このような簡易且つ正確に行われた条件等色実験にて得られた実験データに基づいて、被験者の錐体分光感度関数を推定することができる。よって、本発明の錐体分光感度推定装置は、被験者個人の錐体分光感度を簡易且つ正確に推定することができる。 The conditional color matching experiment of the present invention can be carried out by a simple method of installing a color filter in another area of the screen of the display device, and it is also possible to perform the conditional color matching experiment by installing a color filter in another area of the screen of the display device, and by using This can be done under experimental conditions that do not cause any difference. The cone spectral sensitivity estimation device of the present invention is capable of estimating a subject's cone spectral sensitivity function based on the experimental data obtained in such a simple and accurate conditional color matching experiment. can. Therefore, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can easily and accurately estimate the cone spectral sensitivity of an individual subject.
更に好ましい態様として、前記錐体分光感度関数は、前記被験者の視覚特性に関するパラメータを用いて表され、前記参照色の刺激に対する前記錐体の応答値は、前記参照色の前記刺激の分光放射輝度と前記錐体分光感度関数とを用いて表され、前記テスト色の刺激に対する前記錐体の応答値は、前記テスト色の前記刺激の分光放射輝度と前記錐体分光感度関数とを用いて表され、前記推定部は、前記参照色の前記刺激に対する前記錐体の前記応答値と前記テスト色の前記刺激に対する前記錐体の前記応答値との相対誤差の平均二乗誤差を最小化するような前記パラメータを探索することによって、前記錐体分光感度関数を推定する。 In a further preferred embodiment, the cone spectral sensitivity function is expressed using a parameter related to visual characteristics of the subject, and the response value of the cone to a stimulus of the reference color is expressed as a spectral radiance of the stimulus of the reference color. and the cone spectral sensitivity function, and the response value of the cone to the stimulus of the test color is expressed using the spectral radiance of the stimulus of the test color and the cone spectral sensitivity function. and the estimation unit is configured to minimize a mean squared error of a relative error between the response value of the cone to the stimulus of the reference color and the response value of the cone to the stimulus of the test color. The cone spectral sensitivity function is estimated by searching the parameters.
この態様により、本発明の錐体分光感度推定装置は、上記の平均二乗誤差を最小化する最適化計算において、錐体分光感度関数がゼロに収束する事態を回避できると共に、錐体分光感度関数の推定確度に与える参照刺激の影響を最小限にすることができる。したがって、本発明の錐体分光感度推定装置は、錐体分光感度関数を更に正確に推定することができる。よって、本発明の錐体分光感度推定装置は、被験者個人の錐体分光感度を更に正確に推定することができる。 With this aspect, the cone spectral sensitivity estimating device of the present invention can avoid a situation where the cone spectral sensitivity function converges to zero in the optimization calculation for minimizing the above-mentioned mean square error, and can also prevent the cone spectral sensitivity function from converging to zero. The influence of the reference stimulus on the estimation accuracy of can be minimized. Therefore, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can estimate the cone spectral sensitivity function more accurately. Therefore, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can more accurately estimate the cone spectral sensitivity of an individual subject.
更に好ましい態様として、前記テスト色は、前記一領域内において隣接するピクセル群に異なる色を表示させた併置加法混色によって表現されている。 In a further preferred embodiment, the test color is expressed by juxtaposed additive color mixing in which different colors are displayed in adjacent pixel groups within the one area.
この態様により、高階調表示が可能である特別な表示装置を使用して条件等色実験を行わなくても、テスト色の高階調化を簡単に図ることができる。よって、本発明の錐体分光感度推定装置は、被験者が微妙な色味の違いを知覚できる錐体を有していても、当該被験者の錐体分光感度関数を正確に推定することができる。よって、本発明の錐体分光感度推定装置は、被験者個人の錐体分光感度を更に簡易且つ正確に推定することができる。 With this aspect, it is possible to easily increase the gradation of the test color without performing a conditional color matching experiment using a special display device capable of displaying a high gradation. Therefore, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can accurately estimate the cone spectral sensitivity function of the subject even if the subject has cones that can perceive subtle differences in color. Therefore, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can more easily and accurately estimate the cone spectral sensitivity of an individual subject.
更に好ましい態様として、前記推定部は、差分進化法を用いて前記パラメータを探索する。 In a further preferred embodiment, the estimation unit searches for the parameters using a differential evolution method.
この態様により、本発明の推定部は、比較的簡易なアルゴリズムを用いてパラメータを探索することができるので、錐体分光感度関数を簡易に推定することができる。よって、本発明の錐体分光感度推定装置は、被験者個人の錐体分光感度を更に簡易に推定することができる。 With this aspect, the estimation unit of the present invention can search for parameters using a relatively simple algorithm, and therefore can easily estimate the cone spectral sensitivity function. Therefore, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can more easily estimate the cone spectral sensitivity of an individual subject.
更に好ましい態様として、前記実験データ取得部は、互いに分光透過率が異なる複数の前記色フィルタを設置して複数回の前記条件等色実験を行って得られた複数の前記実験データを取得し、前記推定部は、複数の前記実験データに基づいて、前記錐体分光感度関数を推定する。 In a further preferred embodiment, the experimental data acquisition unit acquires a plurality of experimental data obtained by installing a plurality of color filters having different spectral transmittances and performing a plurality of conditional color matching experiments, The estimation unit estimates the cone spectral sensitivity function based on the plurality of experimental data.
この態様により、本発明の錐体分光感度推定装置は、様々な波長域を有する色刺激に対する被験者の錐体応答値を用いて錐体分光感度関数を推定することができるので、被験者の錐体分光感度関数を更に正確に推定することができる。更に、本発明の錐体分光感度推定装置は、条件等色実験の実験データにばらつきが存在していても、錐体分光感度関数の推定誤差を抑制することができる。よって、本発明の錐体分光感度推定装置は、被験者個人の錐体分光感度を更に正確に推定することができる。 According to this aspect, the cone spectral sensitivity estimating device of the present invention can estimate the cone spectral sensitivity function using the subject's cone response values to color stimuli having various wavelength ranges. The spectral sensitivity function can be estimated more accurately. Further, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can suppress estimation errors of the cone spectral sensitivity function even if there are variations in experimental data of conditional color matching experiments. Therefore, the cone spectral sensitivity estimation device of the present invention can more accurately estimate the cone spectral sensitivity of an individual subject.
本発明によれば、被験者個人の錐体の分光感度を正確に推定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately estimate the spectral sensitivity of the cone of an individual subject.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各実施形態において同一の符号を付された構成については、特に言及しない限り、各実施形態において同様の機能を有し、その説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Structures designated by the same reference numerals in each embodiment have the same functions in each embodiment unless otherwise mentioned, and their explanation will be omitted.
[錐体分光感度推定システムの構成]
図1を用いて、本実施形態の錐体分光感度推定システム1の構成について説明する。
[Configuration of cone spectral sensitivity estimation system]
The configuration of the cone spectral
図1は、本実施形態の錐体分光感度推定装置4を備えた錐体分光感度推定システム1の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a cone spectral
錐体分光感度推定システム1は、被験者Pの視覚特性として被験者Pの錐体の分光感度を推定するシステムである。特に、錐体分光感度推定システム1は、被験者Pに対する条件等色実験の実験結果である実験データに基づいて、被験者Pの錐体の分光感度を示す錐体分光感度関数を推定するシステムである。錐体分光感度推定システム1は、表示装置2と、入力装置3と、錐体分光感度推定装置4と、を備える。
The cone spectral
表示装置2は、条件等色実験を行うために様々な色を被験者Pに表示するディスプレイによって構成される。入力装置3は、条件等色実験の際に被験者Pの操作によって情報を入力するマウス又はキーボード等の汎用入力デバイスによって構成される。入力装置3は、条件等色実験の際に被験者Pの操作に供されるスライダ等の専用入力デバイスによって構成されてもよい。
The
錐体分光感度推定装置4は、被験者Pの錐体の分光感度を推定するコンピュータシステムによって構成される。錐体分光感度推定装置4は、記憶装置5と、演算処理装置6と、を備える。記憶装置5は、SSD又はHDD等によって構成される。記憶装置5は、演算処理装置6の処理に用いられる各種データ等を記憶する。演算処理装置6は、CPU、ROM及びRAM等によって構成される。演算処理装置6は、ROMに記憶されたプログラムをCPUが実行することによって、錐体分光感度推定装置4の各種機能を実現する。
The cone spectral sensitivity estimating device 4 is configured by a computer system that estimates the spectral sensitivity of the cone of the subject P. The cone spectral sensitivity estimation device 4 includes a
演算処理装置6は、条件等色実験において表示装置2の表示を制御する表示制御部61を備える。更に、演算処理装置6は、条件等色実験の実験条件を示す実験情報を取得する実験情報取得部62と、条件等色実験の実験データを取得する実験データ取得部63と、を備える。更に、演算処理装置6は、実験データ取得部63により取得された実験データに基づいて、被験者Pの錐体の分光感度を示す錐体分光感度関数を推定する推定部64を備える。
The
[条件等色実験]
図2~図4を用いて、本実施形態の条件等色実験について説明する。
[Conditional color matching experiment]
A conditional color matching experiment of this embodiment will be explained using FIGS. 2 to 4.
図2は、条件等色実験の流れを示すフローチャートである。図3(a)は、条件等色実験を説明する図である。図3(b)は、各色フィルタ23の分光透過率を示す図である。図4は、テスト色の高階調化を説明する図である。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of a conditional color matching experiment. FIG. 3(a) is a diagram illustrating a conditional color matching experiment. FIG. 3(b) is a diagram showing the spectral transmittance of each
本実施形態の条件等色実験では、表示装置2の画面の一領域21(図3(a)では画面の右側)に表示されたテスト色と、表示装置2の画面の他領域22(図3(a)では画面の左側)に設置された色フィルタ23によって補正された参照色とが同じ色となるように被験者Pにテスト色を調整させることによって、参照色とテスト色との色合わせを行う。
In the conditional color matching experiment of this embodiment, a test color displayed in one
具体的には、まず、本実施形態の条件等色実験では、実験管理者又は被験者Pが、表示装置2の画面の他領域22に色フィルタ23に設置する(図2のステップS1)。色フィルタ23は、互いに分光透過率の異なる複数の色フィルタ23によって構成される。例えば、色フィルタ23は、図3(b)に示すように、無彩色光のフィルタ透過後の色(補正された色)が、薄い色味の青、緑、桃、黄緑、赤又は紫となる色フィルタである。すなわち、無彩色光が色フィルタ23を透過することによって補正された参照色は、青、緑、桃、黄緑、赤又は紫となる。
Specifically, in the conditional color matching experiment of this embodiment, the experiment manager or the subject P installs the
続いて、本実施形態の条件等色実験では、錐体分光感度推定装置4の表示制御部61が、表示装置2の画面の一領域21及び他領域22の初期表示制御を実行する(図2のステップS2)。画面の一領域21には、光源色となるテスト色が表示される。テスト色として初期表示される色は、予め定められた無彩色又は有彩色であってもよい。画面の他領域22には、色フィルタ23による補正前の参照色が表示される。画面の他領域22に表示される参照色は、色フィルタ23が交換されるまで変更されない。
Subsequently, in the conditional color matching experiment of this embodiment, the
ここで、テスト色は、画面の一領域21内において隣接するピクセル群に異なる色を表示させた併置加法混色によって表現されている。すなわち、表示制御部61は、図3(a)に示すように、2以上の色をチェッカー状に分けてテスト色を表示させる。例えば、画面の一領域21が、図4に示すように、6×6ピクセルで構成されているとする。図4の各ピクセル内の「0」又は「1」は、各ピクセルの発光が「OFF」又は「ON」であることを示している。各ピクセルは、発光強度を0~255の範囲で設定可能である。表示制御部61は、6×6ピクセルの全体を9分割して2×2ピクセルのピクセル群を作成する。表示制御部61は、作成されたピクセル群毎に、28=256階調の色を設定する。この場合、画面の一領域21には、255×9+1=2296通りの色が表示可能である。実際には、ピクセル群毎に異なる色が表示されているが、表示装置2から適度に離れて観察する被験者Pには、ピクセル群毎に表示された異なる色が混色されて、均一の色に見える。このようにして、テスト色は、併置加法混色によって表現される。なお、図4では、画面の一領域21は、3×3ピクセルで構成されていてもよし、12×12ピクセルで構成されていてもよく、特に限定されない。各ピクセル群に表示される色についても、被験者Pが色の不連続感を感じない範囲において設定されればよく、特に限定されない。
Here, the test color is expressed by juxtaposed additive color mixture in which different colors are displayed in adjacent pixel groups within one
続いて、本実施形態の条件等色実験では、錐体分光感度推定装置4の表示制御部61が、被験者Pに色合わせを実行するよう促すメッセージを表示装置2に表示させる表示制御を実行する。被験者Pは、画面の一領域21に表示されたテスト色と、画面の他領域22に設置された色フィルタ23によって補正された参照色とが同じ色になるよう、テスト色を調整する(図2のステップS3)。被験者Pは、入力装置3を操作することによってテスト色を任意に調整することができる。被験者Pは、キーボードによって構成された入力装置3を用いてテスト色のRGB値を入力することによって、テスト色を調整することができる。或いは、被験者Pは、スライダ等によって構成された入力装置3を移動させることによってテスト色を調整することができる。入力装置3は、被験者Pによって調整されたテスト色のRGB値を表示制御部61に通知する。表示制御部61は、入力装置3から通知されたRGB値に応じて、画面の一領域21の各ピクセルのRGB値を制御する。これにより、被験者Pによって調整されたテスト色が、画面の一領域21に表示される。被験者Pによる調整後、表示制御部61は、被験者Pによって調整されたテスト色のRGB値を、入力値(Rt,Gt,Bt)として記憶装置5に記憶する。表示制御部61は、画面の他領域22に表示された参照色(色フィルタ23による補正前の参照色)のRGB値を、入力値(Rr,Gr,Br)として記憶装置5に記憶する。
Subsequently, in the conditional color matching experiment of this embodiment, the
続いて、本実施形態の条件等色実験では、実験管理者又は被験者Pが、全ての色フィルタ23にて実験済であるか否かを判定する(図2のステップS4)。全ての色フィルタ23にて実験済みでない場合、色フィルタ23を実験済でないものに交換して(ステップS1)、再び条件等色実験を行う。全ての色フィルタ23にて実験済である場合、条件等色実験を終了する。なお、全ての色フィルタ23にて実験済であるか否かの判定は、表示制御部61が記憶装置5に記憶されたテスト色及び参照色のRGB値を確認することよって表示制御部61が行ってもよい。そして、表示制御部61は、条件等色実験が終了した旨のメッセージ、又は、実験管理者又は被験者Pに色フィルタ23の交換を促すメッセージを、表示装置2に表示させる表示制御を実行してもよい。
Subsequently, in the conditional color matching experiment of this embodiment, the experiment manager or the subject P determines whether the experiment has been completed with all the color filters 23 (step S4 in FIG. 2). If all the
[錐体分光感度関数の推定処理]
図5を用いて、本実施形態の錐体分光感度推定装置4によって行われる錐体分光感度関数の推定処理について説明する。
[Estimation process of cone spectral sensitivity function]
The cone spectral sensitivity function estimation process performed by the cone spectral sensitivity estimation device 4 of this embodiment will be described with reference to FIG.
図5は、錐体分光感度推定装置4によって行われる錐体分光感度関数の推定処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the cone spectral sensitivity function estimation process performed by the cone spectral sensitivity estimation device 4.
まず、錐体分光感度推定装置4の実験情報取得部62が、実験情報を取得する(図5のステップS11)。実験情報は、条件等色実験の被験者Pの年齢a[歳]を含む。
First, the experimental
続いて、錐体分光感度推定装置4の実験データ取得部63が、条件等色実験の実験データを取得する(図5のステップS12)。具体的には、実験データ取得部63は、条件等色実験毎に、被験者Pにより調整されたテスト色のRGB値である入力値(Rt,Gt,Bt)と、画面の他領域22に表示された参照色のRGB値である入力値(Rr,Gr,Br)とを、記憶装置5から取得する。互いに分光透過率が異なる複数の色フィルタ23を設置して条件等色実験が複数回行われた場合、実験データ取得部63は、複数の実験データを取得する。
Subsequently, the experimental
続いて、錐体分光感度推定装置4の推定部64は、取得された実験情報及び実験データに基づいて、被験者Pの錐体分光感度関数を推定する。具体的には、推定部64は、図5のステップS13~ステップS16に示す処理を行う。複数回の条件等色実験が行われた場合、推定部64は、複数の実験データに基づいて、被験者Pの錐体分光感度関数を推定する。
Subsequently, the
まず、推定部64は、被験者Pの視覚特性に関するパラメータを特定する(図5のステップS13)。具体的には、推定部64は、被験者Pの年齢a[歳]、刺激サイズν[deg]、眼球光学媒体光学濃度の偏差dlens[%]、黄斑光学濃度の偏差dmacula[%]、各錐体の最大光学濃度の偏差dL[%],dM[%],dS[%]、及び、分光吸光度の波長方向の偏移sL[nm],sM[nm],sS[nm]の10個のパラメータを特定する。なお、以下に示す錐体分光感度関数は、被験者Pの視覚特性に関するパラメータを用いて表される。
First, the estimating
刺激サイズνは、条件等色実験において被験者Pから見た色刺激の大きさである。刺激サイズνは、視角[deg]によって表される。刺激サイズνは、実験条件として設定される色刺激の大きさを明示的に入力されるのではなく、被験者Pの視覚特性に関するパラメータとして設定される。 The stimulus size ν is the size of the color stimulus seen from the subject P in the conditional color matching experiment. The stimulus size ν is expressed by the visual angle [deg]. The stimulus size ν is not explicitly input as the size of the color stimulus set as an experimental condition, but is set as a parameter related to the visual characteristics of the subject P.
眼球光学媒体光学濃度の偏差dlensは、標準的な錐体分光感度を定義する際に用いられる標準観測者の眼球光学媒体光学濃度からの、被験者Pの眼球光学媒体光学濃度の偏差である。この標準観測者は、CIE(国際照明委員会)によって定められた標準観測者であってもよい。 The deviation of the ocular optical medium optical density dlens is the deviation of the ocular optical medium optical density of the subject P from the ocular optical medium optical density of the standard observer used in defining the standard cone spectral sensitivity. This standard observer may be a standard observer defined by CIE (Commission Internationale de Illumination).
黄斑光学濃度の偏差dmaculaは、標準観測者の黄斑光学濃度からの、被験者Pの黄斑光学濃度の偏差である。 The macular optical density deviation d macula is the deviation of the subject P's macular optical density from the standard observer's macular optical density.
各錐体の最大光学濃度の偏差dL,dM,dSは、標準観測者の各錐体の最大光学濃度からの、被験者Pの各錐体の最大光学濃度の偏差である。 The maximum optical density deviations d L , d M , d S of each cone are the deviations of the maximum optical density of each cone of subject P from the maximum optical density of each cone of a standard observer.
分光吸光度の波長方向の偏移sL,sM,sSは、標準観測者の各錐体内の視物質の分光吸光度からの、被験者Pの各錐体内の視物質の分光吸光度の波長方向の偏差である。L,M,Sの3つの錐体の各分光感度は、光の波長の関数であり、その波形は略山形の形状となり得る。分光吸光度の波長方向の偏移sL,sM,sSは、3つの錐体の各分光感度の最大値の波長に対して直接影響を与え得る。したがって、推定部64は、上記の10個のパラメータのうちで錐体分光感度関数の推定に最も大きな影響を与え得る、分光吸光度の波長方向の偏移sL,sM,sSを少なくとも特定する。
The deviations of spectral absorbance in the wavelength direction s L , s M , s S are the spectral absorbance of the visual substance in each cone of the subject P in the wavelength direction from the spectral absorbance of the visual substance in each cone of the standard observer. It is a deviation. The spectral sensitivities of the three cones L, M, and S are a function of the wavelength of light, and the waveform thereof can be approximately chevron-shaped. The shifts in the wavelength direction of the spectral absorbances s L , s M , s S can directly affect the wavelength of the maximum value of the spectral sensitivity of each of the three cones. Therefore, the estimating
続いて、推定部64は、特定されたパラメータを用いて、被験者Pの錐体分光感度関数を表す視覚モデルを作成する(図5のステップS14)。具体的には、推定部64は、被験者Pの錐体分光感度関数を表す視覚モデルとして、数式1を作成する。λは波長を表す。分光感度関数lq(λ),mq(λ),sq(λ)は、数式1のように、分光吸光度αj(λ)(j=L,M,S)、黄斑光学濃度Dmacula(λ)、眼球光学媒体光学濃度Dlens(λ)によって表される。
Next, the
被験者Pの年齢aが60歳以下である場合、数式2によって、平均的な眼球光学媒体光学濃度Dlens,ave(λ)を定義する。被験者Pの年齢aが60歳を超える場合、数式3によって、平均的な眼球光学媒体光学濃度Dlens,ave(λ)を定義する。また、数式4に示すように、眼球光学媒体光学濃度の偏差dlensを導入して、個人差を表現する。
When the age a of the subject P is 60 years old or less, the average eyeball optical medium optical density D lens,ave (λ) is defined by
黄斑光学濃度Dmacula(λ)は、数式5及び数式6に示すように、平均的な黄斑光学濃度Dmacula,ave(λ)と刺激サイズνの影響に、黄斑光学濃度の偏差dmaculaを導入して、個人差を表現する。
The macular optical density D macula (λ) is calculated by introducing the deviation d macula of the macular optical density into the influence of the average macular optical density D macula,ave (λ) and the stimulus size ν, as shown in
波長方向の偏移sjを反映した低光学濃度における各錐体の分光吸光度Ashift,j(λ)は、数式8によって表される。刺激サイズνと、各錐体の最大光学濃度の偏差dL,dM,dSとを用いて個人差を反映した各錐体の光学濃度の最大値Dmax,jは、数式9によって表される。各錐体の分光吸光度αj(λ)は、低光学濃度における各錐体の分光吸光度Ashift,j(λ)と、各錐体の光学濃度の最大値Dmax,jとを用いて、数式7によって表される。 The spectral absorbance A shift,j (λ) of each cone at low optical density reflecting the shift s j in the wavelength direction is expressed by Equation 8. The maximum value D max,j of the optical density of each cone reflecting individual differences using the stimulus size ν and the deviations d L , d M , d S of the maximum optical density of each cone is expressed by Equation 9. be done. The spectral absorbance α j (λ) of each cone is calculated using the spectral absorbance A shift,j (λ) of each cone at low optical density and the maximum value D max,j of the optical density of each cone, It is expressed by Equation 7.
以上により、被験者Pの錐体分光感度関数を表す視覚モデルは、被験者Pの年齢a[歳]、刺激サイズν[deg]、眼球光学媒体光学濃度の偏差dlens[%]、黄斑光学濃度の偏差dmacula[%]、各錐体の最大光学濃度の偏差dL[%],dM[%],dS[%]、及び、分光吸光度の波長方向の偏移sL[nm],sM[nm],sS[nm]の計10個のパラメータを用いて、錐体分光感度の個人差を表現することができる。 As described above, the visual model expressing the cone spectral sensitivity function of the subject P is as follows: the subject P's age a [years], the stimulus size ν [deg], the deviation dlens [%] of the optical density of the ocular optical medium, and the macular optical density. deviation d macula [%], deviation of the maximum optical density of each cone d L [%], d M [%], d S [%], and deviation of spectral absorbance in the wavelength direction s L [nm], Individual differences in cone spectral sensitivity can be expressed using a total of 10 parameters, s M [nm] and s S [nm].
次に、推定部64は、参照色の刺激(「参照刺激」とも称する)及びテスト色の刺激(「テスト刺激」とも称する)に対する各錐体応答値を計算する(図5のステップS15)。参照刺激及びテスト刺激に対する各錐体応答値は、参照刺激及びテスト刺激の各分光放射輝度Pr(λ),Pt(λ)と、数式1に示す錐体分光感度関数l(λ),m(λ),s(λ)とを用いて表される。
Next, the
表示装置2のRGBチャネルへの入力値を最大にした際の分光放射輝度r(λ),g(λ),b(λ)とし、色フィルタ23の分光透過率をτ(λ)とする。参照刺激及びテスト刺激における入力値(Rr,Gr,Br),(Rt,Gt,Bt)を0~1とする。表示装置2のガンマ特性を線形(γ=1)とする。この場合、参照刺激の分光放射輝度Pr(λ)は、数式10によって表される。テスト刺激の分光放射輝度Pt(λ)は、数式11によって表される。参照刺激及びテスト刺激における入力値(Rr,Gr,Br),(Rt,Gt,Bt)は、上記のように、表示制御部61から記憶装置5に記憶された値である。
Let the spectral radiances r(λ), g(λ), and b(λ) be when input values to the RGB channels of the
参照刺激及びテスト刺激に対する各錐体応答値L,M,Sは、数式12によって表される。条件等色実験においては、数式13の等式が成立するはずである。しかし、数式13の等式は、その形から線形代数の手法で解析的に解くことができない。したがって、推定部64は、数式13の等式を数値解析的に解くことによって、錐体分光感度関数を推定する必要がある。この際、推定部64は、複数回の条件等色実験を行って得られた複数の実験データを用いて、数式13の等式を数値解析的に解く。
Each cone response value L, M, S to the reference stimulus and the test stimulus is expressed by Equation 12. In the conditional color matching experiment, the equation 13 should hold true. However, the equation 13 cannot be solved analytically using linear algebra because of its form. Therefore, the
次に、推定部64は、参照刺激に対する錐体応答値とテスト刺激に対する錐体応答値との相対誤差の平均二乗誤差が最小となるよう、被験者Pの視覚特性に関するパラメータを探索する(図5のステップS16)。具体的には、被験者Pによって行われたn回目の条件等色実験における参照刺激及びテスト刺激に対する錐体応答値を(Lr,n,Mr,n,Sr,n),(Lt,n,Mt,n,St,n)とする。参照刺激に対する錐体応答値とテスト刺激に対する錐体応答値との誤差(残差)をΔLn=Lr,n-Lt,n,ΔMn=Mr,n-Mt,n,ΔSn=Sr,n-St,nとする。この場合、当該誤差が最小になるような錐体分光感度関数を求めると、求められた錐体分光感度関数が被験者Pの個人の錐体分光感度関数となる。
Next, the
本実施形態では、推定部64は、参照刺激に対する錐体応答値とテスト刺激に対する錐体応答値との相対誤差の平均二乗誤差が最小となるよう、上記の10個のパラメータを探索することによって、被験者Pの錐体分光感度関数を推定する。参照刺激に対する錐体応答値とテスト刺激に対する錐体応答値との相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSは、数式14によって表される。数式14において、ΔLn/Lr,n,ΔMn/Mr,n,ΔSn/Sr,n,は、参照刺激に対する錐体応答値とテスト刺激に対する錐体応答値との相対誤差を表している。
In this embodiment, the estimating
誤差ΔLn,ΔMn,ΔSnではなく、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSを評価関数値として採用する1つの理由は、評価関数値を最小化する最適化計算において錐体分光感度関数がゼロに収束する事態を回避するためである。すなわち、参照刺激に対する錐体応答値(Lr,n,Mr,n,Sr,n)とテスト刺激に対する錐体応答値(Lt,n,Mt,n,St,n)は、それぞれの分光放射輝度に同一の錐体分光感度関数(推定対象)を乗じた上で、可視光波長域で積分(計算上は波長幅を乗じた上での総和)することによって計算される。したがって、単に誤差ΔLn,ΔMn,ΔSnの平均二乗誤差を評価関数値として採用する場合、錐体分光感度関数を全波長に亘ってゼロに近付けると平均二乗誤差(評価関数値)もゼロに近付くので、最適化計算が有効に機能しない可能性が高い。発明者は、実際に評価関数値を誤差の平均二乗誤差として最適化計算を行い、常に全ての値をゼロとする錐体分光感度関数が得られたことを確認している。一方、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSを評価関数値として採用する場合、錐体分光感度関数をゼロに近付けても、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMS(評価関数値)の分子だけでなく分母もゼロに近付くので、評価関数値を最小にする錐体分光感度関数として全ての波長域がゼロとなる関数に収束することは起こり得ない。このような理由から、推定部64は、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSを評価関数値として採用している。
One reason why the mean square error RMSE LMS of the relative error is adopted as the evaluation function value rather than the errors ΔL n , ΔM n , ΔS n is that the cone spectral sensitivity function is zero in the optimization calculation to minimize the evaluation function value. This is to avoid a situation where the situation converges. That is, the cone response values for the reference stimulus (L r,n , M r,n , S r,n ) and the cone response values for the test stimulus (L t,n , M t,n , S t,n ) are , is calculated by multiplying each spectral radiance by the same cone spectral sensitivity function (estimation target), and then integrating it in the visible wavelength range (calculated as the sum after multiplying by the wavelength width) . Therefore, when simply adopting the mean square error of the errors ΔL n , ΔM n , and ΔS n as the evaluation function value, if the cone spectral sensitivity function approaches zero over all wavelengths, the mean square error (evaluation function value) also becomes zero. , it is highly likely that the optimization calculation will not work effectively. The inventor actually performed optimization calculations using the mean squared error as the evaluation function value, and confirmed that a cone spectral sensitivity function in which all values are always zero was obtained. On the other hand, when the mean square error RMSE LMS of the relative error is adopted as the evaluation function value, even if the cone spectral sensitivity function approaches zero, the mean square error RMSE LMS (the evaluation function value) of the relative error is not only the numerator but also the denominator. also approaches zero, so it is impossible for the cone spectral sensitivity function that minimizes the evaluation function value to converge to a function in which all wavelength ranges are zero. For this reason, the
更に、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSを評価関数値として採用する他の1つの理由は、推定確度に与える参照刺激の影響を最小限にするためである。すなわち、参照刺激の色によって3種類の錐体(L錐体,M錐体,S錐体)の応答値のバランスが変化する。例えば、赤い参照刺激では、L錐体の応答値がM錐体の応答値又はS錐体の応答値と比べて相対的に大きな値となる。したがって、単に誤差ΔLn,ΔMn,ΔSnの平均二乗誤差を評価関数値として採用する場合、仮に条件等色実験に用いた参照刺激が赤色系統に偏っていた場合は、平均二乗誤差におけるL錐体の応答値の誤差が相対的に大きな重みを持ってしまうことから、M錐体又はS錐体の錐体分光感度関数が適正に推定できない可能性が生じる。仮に参照刺激が緑色系統又は青色系統に偏っていた場合も同様である。一方、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSを評価関数値として採用する場合、参照刺激の色の偏りの影響を受けることなく、3種類の錐体の錐体分光感度関数がバランスよく推定できると考えられる。すなわち、LMS錐体間の各応答値を平準化し、応答値の大きな錐体の分光感度関数が誤差平方和を支配する可能性を排除することができる。しかも、条件等色実験における参照刺激に対する錐体応答値とテスト刺激に対する錐体応答値との誤差は、色弁別閾(色の違いを見分ける最小の色差)の大きさに比例する。この弁別閾値は、刺激強度に比例するウェーバー則(Weber's law)に従うことが分かっている。したがって、最適化計算に用いられる実験データの特性という観点からも、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSを評価関数値として採用することが適切である。このような理由から、推定部64は、相対誤差の平均二乗誤差RMSELMSを評価関数値として採用している。
Furthermore, another reason for employing the relative mean square error RMSE LMS as the evaluation function value is to minimize the influence of the reference stimulus on the estimation accuracy. That is, the balance of the response values of the three types of cones (L cone, M cone, and S cone) changes depending on the color of the reference stimulus. For example, for a red reference stimulus, the response value of the L cone is relatively large compared to the response value of the M cone or the response value of the S cone. Therefore, if the mean square error of the errors ΔL n , ΔM n , and ΔS n is simply adopted as the evaluation function value, if the reference stimulus used in the conditional color matching experiment is biased toward the red color system, L in the mean square error Since the error in the response value of the cone has a relatively large weight, there is a possibility that the cone spectral sensitivity function of the M cone or the S cone cannot be estimated properly. The same applies if the reference stimulus is biased toward the green color system or the blue color system. On the other hand, when the mean square error RMSE LMS of the relative error is adopted as the evaluation function value, it is considered that the cone spectral sensitivity functions of the three types of cones can be estimated in a well-balanced manner without being affected by the color bias of the reference stimulus. It will be done. That is, it is possible to equalize each response value between LMS cones and eliminate the possibility that the spectral sensitivity function of a cone with a large response value dominates the error sum of squares. Furthermore, the error between the cone response value to the reference stimulus and the cone response value to the test stimulus in the conditional color matching experiment is proportional to the size of the color discrimination threshold (the minimum color difference for distinguishing between colors). It is known that this discrimination threshold follows Weber's law, which is proportional to stimulus intensity. Therefore, also from the viewpoint of the characteristics of the experimental data used in the optimization calculation, it is appropriate to employ the mean square error RMSE LMS of the relative error as the evaluation function value. For this reason, the
数式14によって表される平均二乗誤差RMSELMSを最小化するようなパラメータを探索するためには、何らかの非線形的な最適化手法を適用する必要がある。数式14によって表される平均二乗誤差RMSELMSは、モデルが複雑であり、錐体分光感度関数の導関数を計算することができない。したがって、数式14によって表される平均二乗誤差RMSELMSを最小化するようなパラメータを探索するためには、最急降下法又はニュートン法等の勾配法を適用することができない。また、局所的な極小値に収束するパラメータの探索となる可能性もあることから、適用する最適化手法としては大域的な最適化手法が望ましい。 In order to search for parameters that minimize the mean squared error RMSE LMS expressed by Equation 14, it is necessary to apply some kind of nonlinear optimization method. The mean square error RMSE LMS expressed by Equation 14 has a complex model and cannot calculate the derivative of the cone spectral sensitivity function. Therefore, in order to search for parameters that minimize the mean square error RMSE LMS expressed by Equation 14, gradient methods such as the steepest descent method or Newton's method cannot be applied. Furthermore, since there is a possibility that the search will be for a parameter that converges to a local minimum value, a global optimization method is preferable as the optimization method to be applied.
そこで、本実施形態では、推定部64は、アルゴリズムが比較的単純な進化計算アルゴリズムの1つである差分進化法を最適化手法として適用し、上記のパラメータを探索する。差分進化法による多変量関数の最小化では、変数を成分にもつベクトル(個体)を多数発生させ、突然変異(mutation)と交叉(crossover)とで次世代の個体を作りながら、より小さな関数値となる個体を淘汰的に進化させて最終的に関数の最小値を得る。この手法により、上記のパラメータを簡易に求めることができ、被験者Pの錐体分光感度関数を導出することができる。
Therefore, in this embodiment, the estimating
ここでの目的は多変量関数の最小化ではなく、平均二乗誤差RMSELMSを最小化するようなパラメータを探索することである。したがって、個数Dのパラメータを成分にもつベクトルを個体として扱う。世代Gにおける総数NPの集団内のi番目(i=1,2,・・・,NP)のベクトル(個体)を、xi,G=(x1i,G,x2i,G,・・・,xDi,G)とする。世代G+1における突然変異ベクトルvi,G+1は、世代Gの集団からランダムに選ばれたベクトルxr1,G,xr2,G,xr3,G(但しr1,r2,r3∈{i=1,2,・・・,NP})と、スケール係数F∈[0,2]とを用いて、数式15により生成される。 The objective here is not to minimize a multivariate function, but to search for parameters that minimize the mean squared error RMSE LMS . Therefore, a vector having D parameters as components is treated as an individual. The i-th (i=1, 2, . . . , N P ) vector (individual) in a population with a total number of N P in generation G is expressed as x i,G = (x 1i,G , x 2i,G ,・..., x Di, G ). The mutation vector v i,G+1 in generation G+1 is a vector x r1,G , x r2,G , x r3,G (where r1, r2, r3∈{i=1, 2, . . . , N P }) and a scale factor F∈[0,2].
世代G+1のトライアルベクトルui,G+1のj番目のパラメータuji,G+1(j=1,2,・・・,D)を、元のベクトルのパラメータxji,Gと突然変異ベクトルのパラメータvji,G+1とから、数式16に示す交叉と呼ばれる操作によって生成する。このとき1つの整数乱数jr∈{1,2,・・・,D}と、パラメータ毎にj個の乱数randji∈[0,1]を発生させる。乱数randjiが事前に設定された交叉率CR∈[0,1]以下になるパラメータ、又は、jrに合致したj番目のパラメータを、突然変異ベクトルのパラメータvji,G+1に置き換える。それ以外は、元のベクトルのパラメータxji,Gを保存する。 The trial vector u i of generation G+1, the j-th parameter u ji, G+1 (j=1, 2, ..., D) of G+1, the parameter x ji, G of the original vector, and the parameter v ji of the mutation vector , G+1 by an operation called crossover shown in Equation 16. At this time, one integer random number j r ∈{1, 2, . . . , D} and j random numbers rand ji ∈ [0, 1] are generated for each parameter. A parameter for which the random number rand ji is less than or equal to a preset crossover rate CR∈[0,1], or the j-th parameter that matches j r , is replaced with the parameter v ji,G+1 of the mutation vector. Otherwise, the parameters x ji,G of the original vector are preserved.
生成されたトライアルベクトルui,G+1と元のベクトルxi,Gとを用いて評価値を計算し、数式17に示すように、評価値が低い方のベクトルを次世代ベクトルxi,G+1として残す。これを繰り返して最小評価値を与えるパラメータに進化させていく。推定部64は、数式14によって表される平均二乗誤差RMSELMSを最小化するような、D=10個のパラメータ(a,ν,dlens,dmacula,dL,dM,dS,sL,sM,sS)を探索する。
An evaluation value is calculated using the generated trial vector u i,G+1 and the original vector x i,G, and as shown in Equation 17, the vector with the lower evaluation value is set as the next generation vector x i,G+1. leave. This process is repeated to evolve the parameters that give the minimum evaluation value. The
次に、推定部64は、探索されたパラメータから、被験者Pの錐体分光感度関数を導出する(図5のステップS17)。具体的には、推定部64は、探索された10個のパラメータ(a,ν,dlens,dmacula,dL,dM,dS,sL,sM,sS)を、数式1~数式9に代入する。これにより、推定部64は、被験者Pの錐体分光感度関数を導出することができる。
Next, the
[錐体分光感度関数の推定結果]
図6(a)、図6(b)及び表1を用いて、本実施形態の錐体分光感度推定装置4による錐体分光感度関数の推定結果について説明する。
[Estimation results of cone spectral sensitivity function]
The estimation results of the cone spectral sensitivity function by the cone spectral sensitivity estimation device 4 of this embodiment will be explained using FIGS. 6(a), 6(b), and Table 1.
図6(a)は、錐体分光感度推定装置4によって被験者Pの錐体分光感度関数を推定した結果の一例を示す図である。図6(b)は、実験データのばらつきによって錐体分光感度関数の推定誤差が生じた例を示す図である。表1は、錐体分光感度推定装置4によって被験者Pの視覚特性に関するパラメータを探索した結果の一例を示す表である。 FIG. 6A is a diagram showing an example of the result of estimating the cone spectral sensitivity function of the subject P by the cone spectral sensitivity estimation device 4. FIG. 6B is a diagram showing an example in which an error in estimating the cone spectral sensitivity function occurs due to variations in experimental data. Table 1 is a table showing an example of the results of searching for parameters related to the visual characteristics of the subject P using the cone spectral sensitivity estimation device 4.
図6(a)及び図6(b)の縦軸のCFF(Cone Fundamental Function)は、錐体分光感度関数の値を示す。図6(a)及び図6(b)の横軸は波長を示す。図6(a)及び図6(b)の実線は、錐体分光感度推定装置4によって推定された錐体分光感度関数を示す。図6(a)及び図6(b)の*の破線は、シミュレーションにおいて予め計算された錐体分光感度関数を示しており、条件等色実験の実験データにばらつき等が実質無い理想的な錐体分光感度関数を示している。 The CFF (Cone Fundamental Function) on the vertical axis in FIGS. 6A and 6B indicates the value of the cone spectral sensitivity function. The horizontal axis in FIGS. 6(a) and 6(b) indicates wavelength. The solid lines in FIGS. 6(a) and 6(b) indicate the cone spectral sensitivity function estimated by the cone spectral sensitivity estimation device 4. The dashed line * in Figures 6(a) and 6(b) indicates the cone spectral sensitivity function calculated in advance in the simulation, which is an ideal cone with virtually no variation in the experimental data of the conditional color matching experiment. The body spectral sensitivity function is shown.
錐体分光感度推定装置4による錐体分光感度関数の推定結果は、図6(a)に示すように、理想的な錐体分光感度関数を示すシミュレーション結果とほぼ一致している。すなわち、錐体分光感度推定装置4は、被験者Pの錐体分光感度関数を正確に推定することができる。言い換えると、錐体分光感度推定装置4は、被験者個人の錐体の分光感度を正確に推定することができる。 As shown in FIG. 6(a), the estimation result of the cone spectral sensitivity function by the cone spectral sensitivity estimation device 4 almost matches the simulation result showing an ideal cone spectral sensitivity function. That is, the cone spectral sensitivity estimation device 4 can accurately estimate the cone spectral sensitivity function of the subject P. In other words, the cone spectral sensitivity estimation device 4 can accurately estimate the spectral sensitivity of the cone of an individual subject.
条件等色実験では、人が参照色及びテスト色を観察しながら色合わせを行う。条件等色実験の実験データには、少なからず誤差やばらつきが生じる。これらの誤差やばらつきによって錐体分光感度関数の推定誤差が生じ得る。この錐体分光感度関数の推定誤差を抑制するには、同一条件にて複数回の条件等色実験を行うことが有効である。 In a conditional color matching experiment, a person performs color matching while observing a reference color and a test color. Experimental data from conditional color matching experiments have considerable errors and variations. These errors and variations can cause estimation errors in the cone spectral sensitivity function. In order to suppress the estimation error of this cone spectral sensitivity function, it is effective to perform conditional color matching experiments multiple times under the same conditions.
図6(a)は、実験データのばらつきが0.5%と小さく、条件等色実験の試行回数が12回である場合における錐体分光感度関数の推定結果を示している。図6(b)は、実験データのばらつきが2%と大きく、条件等色実験の試行回数が3回である場合における錐体分光感度関数の推定結果を示している。図6(a)の場合、錐体分光感度関数の推定誤差は極めて小さい。図6(b)の場合、L錐体の分光感度関数l(λ)について推定誤差が大きい。発明者は、様々な検討を重ねた結果、実験データのばらつきが1.5%存在しても、条件等色実験の試行回数が12回であれば、錐体分光感度関数の推定誤差は極めて小さくなることを確認している。また、発明者は、錐体分光感度関数の形状が数式1に示す関数の形状から多少ずれている被験者Pに対しても、条件等色実験を複数回行うことによって、錐体分光感度関数の推定誤差を利用可能なレベルに抑制できることを確認している。
FIG. 6A shows the estimation results of the cone spectral sensitivity function when the variation in the experimental data is as small as 0.5% and the number of trials of the conditional color matching experiment is 12 times. FIG. 6(b) shows the estimation results of the cone spectral sensitivity function when the variation in the experimental data is as large as 2% and the number of trials of the conditional color matching experiment is three. In the case of FIG. 6(a), the estimation error of the cone spectral sensitivity function is extremely small. In the case of FIG. 6(b), the estimation error is large for the spectral sensitivity function l(λ) of the L cone. As a result of various studies, the inventor found that even if there is a 1.5% variation in the experimental data, if the number of trials of the conditional color matching experiment is 12, the estimation error of the cone spectral sensitivity function is extremely small. I have confirmed that it will become smaller. The inventor also conducted conditional color matching experiments multiple times for a subject P whose shape of the cone spectral sensitivity function deviated somewhat from the shape of the function shown in
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更を行うことができる。本発明は、或る実施形態の構成を他の実施形態の構成に追加したり、或る実施形態の構成を他の実施形態と置換したり、或る実施形態の構成の一部を削除したりすることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, 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 as described in the claims. It can be performed. The present invention does not include adding the configuration of one embodiment to the configuration of another embodiment, replacing the configuration of one embodiment with another embodiment, or deleting a part of the configuration of one embodiment. You can
2…表示装置、21…一領域、22…他領域、23…色フィルタ、4…錐体分光感度推定装置、63…実験データ取得部、64…推定部、P…被験者 2... Display device, 21... One area, 22... Other area, 23... Color filter, 4... Cone spectral sensitivity estimation device, 63... Experimental data acquisition section, 64... Estimation section, P... Subject
Claims (5)
前記実験データに基づいて、前記被験者の錐体の分光感度を示す錐体分光感度関数を推定する推定部と、を備える
ことを特徴とする錐体分光感度推定装置。 Conditions for having the subject adjust the test color so that the test color displayed in one area of the screen of the display device and the reference color corrected by a color filter installed in another area of the screen become the same color, etc. an experiment data acquisition unit that acquires the RGB values of the test color adjusted by the subject and the RGB values of the reference color displayed in the other area as experiment data of the color experiment;
A cone spectral sensitivity estimating device comprising: an estimator that estimates a cone spectral sensitivity function indicating the spectral sensitivity of the cone of the subject based on the experimental data.
前記参照色の刺激に対する前記錐体の応答値は、前記参照色の前記刺激の分光放射輝度と前記錐体分光感度関数とを用いて表され、
前記テスト色の刺激に対する前記錐体の応答値は、前記テスト色の前記刺激の分光放射輝度と前記錐体分光感度関数とを用いて表され、
前記推定部は、前記参照色の前記刺激に対する前記錐体の前記応答値と前記テスト色の前記刺激に対する前記錐体の前記応答値との相対誤差の平均二乗誤差を最小化するような前記パラメータを探索することによって、前記錐体分光感度関数を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の錐体分光感度推定装置。 The cone spectral sensitivity function is expressed using parameters related to visual characteristics of the subject,
The response value of the cone to the stimulus of the reference color is expressed using the spectral radiance of the stimulus of the reference color and the cone spectral sensitivity function,
The response value of the cone to the stimulus of the test color is expressed using the spectral radiance of the stimulus of the test color and the cone spectral sensitivity function,
The estimator is configured to calculate the parameter such that the parameter minimizes a mean square error of a relative error between the response value of the cone to the stimulus of the reference color and the response value of the cone to the stimulus of the test color. The cone spectral sensitivity estimation device according to claim 1, wherein the cone spectral sensitivity function is estimated by searching.
ことを特徴とする請求項1に記載の錐体分光感度推定装置。 The cone spectral sensitivity estimating device according to claim 1, wherein the test color is expressed by juxtaposed additive color mixture in which different colors are displayed in adjacent pixel groups within the one region.
ことを特徴とする請求項2に記載の錐体分光感度推定装置。 The cone spectral sensitivity estimating device according to claim 2, wherein the estimator searches for the parameter using a differential evolution method.
前記推定部は、複数の前記実験データに基づいて、前記錐体分光感度関数を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の錐体分光感度推定装置。 The experimental data acquisition unit acquires a plurality of experimental data obtained by installing a plurality of color filters having different spectral transmittances and performing a plurality of conditional color matching experiments,
The cone spectral sensitivity estimation device according to claim 1, wherein the estimator estimates the cone spectral sensitivity function based on a plurality of the experimental data.
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