JP5643274B2

JP5643274B2 - 色出力装置、色補正装置、プログラム

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Publication number: JP5643274B2
Application number: JP2012226603A
Authority: JP
Inventors: 一夫市川; 田中　清; 清田中; 田中　芳樹; 芳樹田中; 鈴木　亮司; 亮司鈴木
Original assignee: Shinshu University NUC; Chukyo Medical Co Ltd
Current assignee: Shinshu University NUC; Chukyo Medical Co Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: JP2014078900A

Description

本発明は色出力装置、色補正装置、プログラムに関する。

周知のとおり、高齢者は通常、若年者と比較して様々な身体の機能が低下するが、そのなかに色覚の低下がある。具体的には、高齢になるほど色が暗く、あるいは黄色っぽく見えるようになると考えられており、そのことが日常生活に支障を引き起こす場合もある。高齢化社会の進展に伴って、加齢による色覚の低下の問題は社会問題としてより大きくなっているといえる。もちろん加齢による色覚の低下のほかに、色覚異常（先天的、あるいは後天的）の人もいる。

したがって、色を用いる様々な製品に、色覚の低下や異常を有する人にも若年者や健常者と同じような色知覚ができるような機能を装備すれば、高齢化社会の進展にも、健常者と障害者の共生を目指す社会の要請にも対応できて望ましい。もちろん、色の正確な知覚が必要な職業などにおいてはさらに大きな意義を有すると言える。こうした技術に関してこれまでにもいくつかの提案がある。例えば下記特許文献１には、表示される色を年齢に応じて補正する画像処理装置が開示されている。

特許第３５５２４１３号公報

上記特許文献１では、当該年齢における水晶体透過率に応じて、色のＲ、Ｇ、Ｂ値を補正するという手法で色補正がなされている。しかし本発明者が特許文献１の手法を用いて多数の画像を色補正してみたところ、色の明度が高くなり過ぎて、白色のようになる、いわゆる白とびが見られる例があった。白とびした場合、高齢者が若年者と同じような色を知覚することは考えられない。

そのようになる理由として、色のＲ、Ｇ、Ｂ値を補正するという手法が、年齢が高くなるほどＲ、Ｇ、Ｂ値を単純に大きくする（増幅する）結果しか生まず、それゆえ適切な補正ではないことが考えられる。したがって単にＲ、Ｇ、Ｂ値を補正する以外の方法の開発が望まれる。さらにその際には、加齢による色覚の低下（あるいは色覚異常）に関して、水晶体透過率に関するもの以外にも科学的（医学的）知見の蓄積があるので、それらも適切に利用されるべきである。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記に鑑み、加齢により色覚が低下した人あるいは色覚異常の人が若年者や健常者と同じように色が知覚できるように、適切に色補正する色出力装置、色補正装置、プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る色出力装置は、色を出力する出力手段と、その出力手段によって出力された色を知覚する使用者が若年健常者の色覚と異なる色覚を有することを示す入力を受け付ける入力手段と、その入力手段が受け付けた入力に応じて、前記出力手段から出力された色の前記使用者による知覚が若年健常者の知覚に近づくように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を示す９個の数値を個別に調節することによって、前記出力手段から出力される色を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。これにより、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正する色出力装置が実現できる。

また、前記入力手段は前記使用者の年齢の情報を受け付ける年齢入力手段であり、前記補正手段は、前記年齢入力手段が受け付けた年齢の情報に応じて、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するとしてもよい。これにより、使用者の年齢に応じてＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正できる。

また、前記補正手段は、年齢に応じた使用者の水晶体透過率の低下の影響を打ち消すように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するとしてもよい。これにより、使用者の年齢に応じて、使用者の水晶体透過率の低下の影響を打ち消すようにＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正できる。

また、前記補正手段は、年齢に応じた使用者の瞳孔の径の縮小の影響を打ち消すように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するとしてもよい。これにより、使用者の年齢に応じて、使用者の瞳孔の径の縮小の影響を打ち消すようにＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正できる。

また、前記入力手段は前記使用者の色覚異常の種類の情報を受け付ける種類入力手段であり、前記補正手段は、前記種類入力手段が受け付けた色覚異常の種類の情報に応じて、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するとしてもよい。これにより、使用者の色覚異常の種類に応じてＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正できる。

また、前記出力手段は、色を表示する表示手段であるとしてもよい。これにより、色を表示する表示手段に対して、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正できる。

また、前記出力手段は、色を映写する映写手段であるとしてもよい。これにより、色を映写する映写手段に対して、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正できる。

また、前記出力手段は、色を印刷する印刷手段であるとしてもよい。これにより、色を印刷する印刷手段に対して、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正できる。

また、本発明に係る色補正装置は、色を出力する出力手段を備えた色出力装置に備えられる色補正装置であって、前記色出力装置に備えられた入力手段が受け付けた、前記出力手段によって出力された色を知覚する使用者が若年健常者の色覚と異なる色覚を有することを示す入力を取得する取得手段と、その取得手段が取得した入力に応じて、前記出力手段から出力された色の前記使用者による知覚が若年健常者の知覚に近づくように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を示す９個の数値を個別に調節することによって、前記出力手段から出力される色を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。これにより、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正する色補正装置が実現できる。

また、本発明に係るプログラムは、色を出力する出力手段を備えた色出力装置に備えられたコンピュータを、前記色出力装置に備えられた入力手段が受け付けた、前記出力手段によって出力された色を知覚する使用者が若年健常者の色覚と異なる色覚を有することを示す入力を取得する取得手段と、その取得手段が取得した入力に応じて、前記出力手段から出力された色の前記使用者による知覚が若年健常者の知覚に近づくように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を示す９個の数値を個別に調節することによって、前記出力手段から出力される色を補正する補正手段と、して機能させることを特徴とする。これにより、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節するという新規な方法によって、例えば高齢者や色覚異常者に若年健常者と同様の色が知覚されるように色補正するプログラムが実現できる。

本発明の色出力装置の第１の実施形態としての表示装置を示す図。本発明の色出力装置の第２の実施形態としてのプロジェクタを示す図。本発明の色出力装置の第３の実施形態としての印刷装置を示す図。本発明での処理手順の例を示すフローチャート。ＲＧＢ表色系からＸＹＺ表色系への変換を示す図。年齢ごとの水晶体透過率の例を示す図。年齢ごとの縮瞳率の例を示す図。加齢によるＸＹＺの変化を示す図。本発明における色補正式の例を示す図。補正係数の決定方法の例を示す図。提案法と従来法とにおける色差の例を示す図。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の色出力装置の第１の例としての表示装置１ａの内部構成を概念的に示す図である。表示装置１ａは例えばテレビ受像機、コンピュータ（パーソナルコンピュータ）、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などであり、内部構成として、制御部２、入力部３、表示部４を備える。

制御部２は、表示装置１の全般的制御を司る部位である。入力部３は例えばボタンやテンキー、マウスなど既知の構造を備え、ユーザからの入力を受けつける部位である。入力部３に入力された入力内容は制御部２に送られる。表示部４は例えば液晶ディスプレイなどからなり、制御部２から指令された表示内容（画像や文字、さらには動画や静止画）を表示する部位である。表示部４はカラー画像を表示できる表示部とする。

制御部２は通常のコンピュータと同様の構成を有し、演算や指令など各種情報処理を司るＣＰＵ２０、ＣＰＵ２０の作業領域としての揮発性の記憶部としてのＲＡＭ２１、ＣＰＵ２０での情報処理で必要となるデータやプログラムを記憶する不揮発性の記憶部であるＲＯＭ２２を備える。ＲＯＭ２２は例えばＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクのように書き換え可能のメモリとすればよい。

ＲＯＭ２２は本発明に関して画像出力プログラム２３、色補正プログラム２４を記憶する。画像出力プログラム２３は、（例えば図示しない受信部や外部記憶装置により取得されたデータから）表示部４で表示する表示内容（例えば表示画像）を算出するためのプログラムである。色補正プログラム２４は本発明の主要部であり、画像出力プログラム２３により表示内容を算出する際に、加齢による色覚低下者や色覚異常者（先天的、あるいは後天的）が表示部４に表示される色を見た場合に若年者や健常者が知覚する色と同様の色が知覚されるように、表示される色を補正するためのプログラムである。

色補正プログラム２４は、最初からＲＯＭ２２内に記憶された形態としてもよく、例えば記憶メディア１０に記憶しておき、それを後にＲＯＭ２４内に格納（インストール）する形態としてもよい。

次に図２は本発明の色出力装置の第２の例としてのプロジェクタ１ｂの内部構成を概念的に示す図である。図２および後述の図３においては、別の図と同符号の部位は同様の部位であるので、重複する説明は省略する。図２のプロジェクタ１ｂは例えば映画館などにおいて映画を映写する装置であり、映写部５、表示部６を有する。映写部５は、制御部２からの指令に従い、周知の構造により所定の映写平面に映写内容（カラーの画像や文字、さらには静止画や動画）を映写する。表示部６はプロジェクタ１ｂの制御に関する情報を表示する部位であり、作業者は表示部６に示された表示内容を見て、入力部３により適切な入力を行う。

図３は本発明の色出力装置の第３の例としての印刷装置１ｃの内部構成を概念的に示す図である。印刷装置１は、インクジェットプリンタ、レーザプリンタなど周知の構造のプリンタであり、インク供給部７、印刷部８を備える。制御部２からの指令に従って、インク供給部７はカラーインクを指令された比率で印刷部８へ供給し、印刷部８は印字ヘッドを用いて、インク供給部７から供給されたカラーインクを所定の印刷対象（印刷用紙など）に印刷する。これらの例において制御部２が本発明の色補正装置の一実施形態である。

図１から図３に例示された色出力装置（および色補正装置）における処理手順の例が図４に示されている。図４の処理手順のうちユーザによる手動の処理以外は、画像出力プログラム２３、色補正プログラム２４内に記述された処理であり、ＣＰＵ２０がこれらのプログラムをＲＡＭ２１に呼び出して自動的に処理すればよい。

図４の処理手順ではまずＳ１０でユーザ（や作業者など）が入力部３を用いてユーザ情報を入力する。ここでユーザとは、表示装置１ａ、プロジェクタ１ｂ、印刷装置１ｃによって出力（表示、映写、印刷）された色（画像）を見る人を指す。そしてユーザ情報とは、ユーザの色覚に関する情報であり、例えばユーザの年齢、ユーザの色覚異常の程度や種類などである。

次にＳ２０で制御部２は、Ｓ１０で入力されたユーザ情報に基いて、ユーザが高齢者や色覚異常者の場合に、若年者や健常者と同じように色を知覚できるように色補正するための補正係数を算出する。なお高齢者とは、例えば２０歳を若年者として、それより年齢が高い人全てを指すとする。補正係数やそれを用いた色補正の詳細は後述する。

次にＳ３０で制御部２は、例えば図示しない受信部や外部記憶装置などにより画像（カラー画像）データを例えばＲＡＭ２１に取得する。画像ではなく文字、ＣＧやイラストでもよい。続いてＳ４０で制御部２は、Ｓ３０で形成された画像や文字における色を、Ｓ２０で算出された補正係数を用いて補正（色補正）する。この処理の詳細も後述する。

そしてＳ５０で制御部２は、Ｓ４０の色補正が反映された画像（色）を出力する。そしてＳ６０で出力すべき画像が複数の場合（動画の場合も含む）に、全ての画像の出力が終了したか（動画が終了したか）否かを判断する。全ての画像の出力が終了した場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）は図４の処理を終了し、まだ終了していない場合（Ｓ６０：ＮＯ）はＳ３０に戻って上記処理を繰り返す。以上が図４の処理手順である。

上記Ｓ２０における補正係数の決定、Ｓ４０における色補正における具体的な処理内容の例を以下で説明する。以下では色出力装置が表示装置１ａの場合で、ユーザが加齢により色覚が低下している場合の例を説明する。この場合、加齢による色覚の低下を考慮して色補正する必要がある。

まず、周知のように表示装置などでの色表現においては、代表的な表色系としてＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系が用いられる。図５は、ＲＧＢ表色系からＸＹＺ表色系への変換式をブロック線図のかたちで示している。すなわちＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からＸ、Ｙ、Ｚへの変換は次の式（Ｅ１）から（Ｅ３）で表される。
Ｘ＝ａ_１１Ｒ＋ａ_１２Ｇ＋ａ_１３Ｂ（Ｅ１）
Ｙ＝ａ_２１Ｒ＋ａ_２２Ｇ＋ａ_２３Ｂ（Ｅ２）
Ｚ＝ａ_３１Ｒ＋ａ_３２Ｇ＋ａ_３３Ｂ（Ｅ３）

係数ａ_１１、ａ_１２、ａ_１３、ａ_２１、ａ_２２、ａ_２３、ａ_３１、ａ_３２、ａ_３３はそれぞれＲのＸへの寄与度、ＧのＸへの寄与度、ＢのＸへの寄与度、ＲのＹへの寄与度、ＧのＹへの寄与度、ＢのＹへの寄与度、ＲのＺへの寄与度、ＧのＺへの寄与度、ＢのＺへの寄与度を示す量であるとみなされる。このａ_１１からａ_３３の９個のパラメータは既知の定数であり、例えば、ａ_１１＝０．４１２４、ａ_１２＝０．３５７６、ａ_１３＝０．１８０５、ａ_２１＝０．２１２６、ａ_２２＝０．７１５２、ａ_２３＝０．０７２２、ａ_３１＝０．０１９３、ａ_３２＝０．１１９２、ａ_３３＝０．９５０５と定められている。

ここでＸ_Ｒ、Ｘ_Ｇ、Ｘ_Ｂ、Ｙ_Ｒ、Ｙ_Ｇ、Ｙ_Ｂ、Ｚ_Ｒ、Ｚ_Ｇ、Ｚ_Ｂを次の式（Ｅ４）から（Ｅ６）により定義する。さらに、これらを用いると式（Ｅ７）から（Ｅ９）が得られる。
Ｘ_Ｒ＝ａ_１１Ｒ、Ｘ_Ｇ＝ａ_１２Ｇ、Ｘ_Ｂ＝ａ_１３Ｂ（Ｅ４）
Ｙ_Ｒ＝ａ_２１Ｒ、Ｙ_Ｇ＝ａ_２２Ｇ、Ｙ_Ｂ＝ａ_２３Ｂ（Ｅ５）
Ｚ_Ｒ＝ａ_３１Ｒ、Ｚ_Ｇ＝ａ_３２Ｇ、Ｚ_Ｂ＝ａ_３３Ｂ（Ｅ６）
Ｘ＝Ｘ_Ｒ＋Ｘ_Ｇ＋Ｘ_Ｂ（Ｅ７）
Ｙ＝Ｙ_Ｒ＋Ｙ_Ｇ＋Ｙ_Ｂ（Ｅ８）
Ｚ＝Ｚ_Ｒ＋Ｚ_Ｇ＋Ｚ_Ｂ（Ｅ９）

次に、加齢による色覚の低下がどのように式で表現されるかを考える。本実施例では、加齢による色覚低下のための要因として、水晶体の黄変（透過率低下）と、瞳孔の縮小に着目する。

まず加齢による水晶体の黄変について述べる。加齢による色覚低下を考えない場合、上述のＸ_ｊ、Ｙ_ｊ、Ｚ_ｊ（ｊ＝Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示装置１ａの分光分布により以下の式（Ｅ１０）から（Ｅ１２）で表される。
Ｘ_ｊ＝ｋΣＳ（ｉΔλ）ｘ（ｉΔλ）ｆ_ｊ（ｉΔλ）Δλ （Ｅ１０）
Ｙ_ｊ＝ｋΣＳ（ｉΔλ）ｙ（ｉΔλ）ｆ_ｊ（ｉΔλ）Δλ （Ｅ１１）
Ｚ_ｊ＝ｋΣＳ（ｉΔλ）ｚ（ｉΔλ）ｆ_ｊ（ｉΔλ）Δλ （Ｅ１２）

上式でΔλは波長に関する適当に設定した刻み幅であり、Ｓ（ｉΔλ）はＤ６５白色点の波長ｉΔλに対する分光分布、ｘ（ｉΔλ）、ｙ（ｉΔλ）、ｚ（ｉΔλ）はそれぞれ波長ｉΔλでのＸ、Ｙ、Ｚの等色関数、ｆ_Ｒ（ｉΔλ）、ｆ_Ｇ（ｉΔλ）、ｆ_Ｂ（ｉΔλ）はそれぞれ表示部４における赤色、緑色、青色の分光分布を表す。またΣは整数ｉに関する和とする。Σにおける和の範囲をｉ＝ｉ_１からｉ＝ｉ_２までとした場合、ｉ_１Δλからｉ_２Δλまでの範囲に可視光波長域全体が含まれるようにｉ_１、ｉ_２を定めればよい。容易に理解されるように、上式は積分のΔλ刻みでの差分近似である。ｋは適当な定数とすればよい。

以上は若年の健常者の場合であるが、これが加齢により以下のように変化する。周知のPokornyらの研究によれば、Ａ_１歳の人間の水晶体に対するＡ_２歳の人間（ただしＡ_２はＡ_１以上とすればよい）の水晶体の光の透過率Ｆは次の式（Ｅ１３）で記述される。なお＾はべき乗、Ｌは水晶体の光学密度である。
Ｆ（λ、Ａ_２、Ａ_１）＝１０＾｛Ｌ（λ、Ａ_１）−Ｌ（λ、Ａ_２）｝（Ｅ１３）

水晶体の光学密度Ｌは、Ａを年齢とすると、Ａが２０より大きく６０以下の場合、次の式（Ｅ１４）で、Ａが６０より大きい場合は式（Ｅ１５）であらわされる。なおＴ_Ｌ１、Ｔ_Ｌ２は適当な定数である。年齢ごとの水晶体透過率Ｆのプロットの例が図６に示されている。
Ｌ（λ、Ａ）＝Ｔ_Ｌ１（１＋０．０２（Ａ−３２））＋Ｔ_Ｌ２（Ｅ１４）
Ｌ（λ、Ａ）＝Ｔ_Ｌ１（１．５６＋０．０６６７（Ａ−６０））＋Ｔ_Ｌ２（Ｅ１５）

上記Ｆを用いると、加齢により式（Ｅ１０）から（Ｅ１２）は次の式（Ｅ１６）から（Ｅ１８）に変化する。
Ｘ’_ｊ＝ｋΣＳ（ｉΔλ）ｘ（ｉΔλ）ｆ_ｊ（ｉΔλ）ΔλＦ（ｉΔλ、Ａ_２、Ａ_１）（Ｅ１６）
Ｙ’_ｊ＝ｋΣＳ（ｉΔλ）ｙ（ｉΔλ）ｆ_ｊ（ｉΔλ）ΔλＦ（ｉΔλ、Ａ_２、Ａ_１）（Ｅ１７）
Ｚ’_ｊ＝ｋΣＳ（ｉΔλ）ｚ（ｉΔλ）ｆ_ｊ（ｉΔλ）ΔλＦ（ｉΔλ、Ａ_２、Ａ_１）（Ｅ１８）

上記式（Ｅ１０）から（Ｅ１２）における若年者のＸ_ｊ、Ｙ_ｊ、Ｚ_ｊ（ｊ＝Ｒ、Ｇ、Ｂ）の、（Ｅ１６）から（Ｅ１８）の高齢者のＸ’_ｊ、Ｙ’_ｊ、Ｚ’_ｊ（ｊ＝Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対する比として、実効成分比を定義する。すなわち実効成分比は以下の式（Ｅ１９）から（Ｅ２１）で定義される。
Ｋ_ｊ ^（Ｘ）＝Ｘ’_ｊ／Ｘ_ｊ（Ｅ１９）
Ｋ_ｊ ^（Ｙ）＝Ｙ’_ｊ／Ｙ_ｊ（Ｅ２０）
Ｋ_ｊ ^（Ｚ）＝Ｚ’_ｊ／Ｚ_ｊ（Ｅ２１）

次に、加齢による瞳孔の縮小について述べる。周知のWinnらの研究によれば、瞳孔の縮小率Ｓは次の式（Ｅ２２）で記述される。ここでＭ（Ａ）は年齢Ａ歳での瞳孔の直径である。Ａ_１歳からＡ_２歳へ加齢することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３刺激値がともに、このＳの比率で減少する。Ｓのプロットの例が図７に示されている。
Ｓ＝Ｍ（Ａ_２）／Ｍ（Ａ_１）（Ｅ２２）

以上を組み合わせることにより図８が得られる。図８は、高齢者における色覚再現を示す式をブロック線図の形式で表した図であり、具体的には、Ａ_１歳の人（若年者）が知覚した３刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから、より高齢のＡ_２歳の人が同じ色を見た場合に知覚する３刺激値Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’を得る式を示している。

図８に示されたＸ、Ｙ、ＺからＸ’、Ｙ’、Ｚ’への変換式は、加齢による３刺激値の変化を示す式である。図５と図８とを式（Ｅ４）から（Ｅ６）を用いて比較すると、同じ色を見た場合に、若年者により知覚されるＸ、Ｙ、Ｚと、より高齢の人が知覚するＸ’、Ｙ’、Ｚ’とで、加齢によりＲ、Ｇ、Ｂの寄与度が変化していることがわかる（例えばＸに対するＲの寄与度はａ_１１であるのに対して、Ｘ’に対するＲの寄与度はＫ_Ｒ ^（Ｘ）ａ_１１である、等）。

本実施例では、加齢によりＸＹＺにおけるＲＧＢの寄与度が以上のように変化するという知見に基いて、より高齢の人に若年者と同じＸ、Ｙ、Ｚを知覚させるための色補正の式として、図９の補正式を用いる。図９においてｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）が補正係数である。

次に、補正係数ｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）を具体的にどのように決定するかについて述べる。図１０が、補正係数ｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）の決定方法の概要である。

補正係数ｃ_ｉｊの決定のために、ｎ個のサンプル色を用いる。それぞれのＸ、Ｙ、Ｚを、Ｘ（ｉ）、Ｙ（ｉ）、Ｚ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）で表記する。

そのｎ個のサンプル色Ｘ（ｉ）、Ｙ（ｉ）、Ｚ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を、上述の図９の式で補正（色補正）した結果を、Ｘ_ａ（ｉ）、Ｙ_ａ（ｉ）、Ｚ_ａ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）と置く。もちろん、Ｘ_ａ（ｉ）、Ｙ_ａ（ｉ）、Ｚ_ａ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）はｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）の決め方に応じて変化する数値である。

このＸ_ａ（ｉ）、Ｙ_ａ（ｉ）、Ｚ_ａ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）が高齢者によって知覚されるＸ、Ｙ、Ｚ（高齢者の色覚再現）を、Ｘ_ａ’（ｉ）、Ｙ_ａ’（ｉ）、Ｚ_ａ’（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）と置く。つまりＸ_ａ’（ｉ）、Ｙ_ａ’（ｉ）、Ｚ_ａ’（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）は、Ｘ_ａ（ｉ）、Ｙ_ａ（ｉ）、Ｚ_ａ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）から図８によって求められる。その際、若年者（若年健常者）の年齢を例えば２０歳とし、より高齢者の年齢は変数として、それぞれの高齢者年齢ごとに、Ｘ_ａ’（ｉ）、Ｙ_ａ’（ｉ）、Ｚ_ａ’（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を求める。

こうして得られたＸ_ａ’（ｉ）、Ｙ_ａ’（ｉ）、Ｚ_ａ’（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）と、補正前のサンプル色Ｘ（ｉ）、Ｙ（ｉ）、Ｚ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）との間の色差を最小化するように、ｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）を求める。その際、上記のとおり若年者の年齢を例えば２０歳とし、より高齢者の年齢は変数とした上で、それぞれの高齢者年齢に対して色差を最小化するｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）を求める。このような考え方で補正係数を求めることにより、上述の水晶体透過率や瞳孔径の加齢による低下の影響を打ち消すような補正係数が求められる。

具体的に、Ｘ_ａ’（ｉ）、Ｙ_ａ’（ｉ）、Ｚ_ａ’（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）とＸ（ｉ）、Ｙ（ｉ）、Ｚ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）との間の色差は、それぞれをＬａｂ（あるいはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊）表色空間に変換して差を求める。つまり、Ｘ（ｉ）、Ｙ（ｉ）、Ｚ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）のＬａｂ（あるいはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊）値を、Ｌ（ｉ）、ａ（ｉ）、ｂ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）とし、Ｘ_ａ’（ｉ）、Ｙ_ａ’（ｉ）、Ｚ_ａ’（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）のＬａｂ（あるいはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊）値を、Ｌ’（ｉ）、ａ’（ｉ）、ｂ’（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）としたとき、色差は例えば次の式（Ｅ２３）とすればよい。
ΔＥ（ｉ）＝｛（Ｌ（ｉ）−Ｌ’（ｉ））＾２＋（ａ（ｉ）−ａ’（ｉ））＾２＋（ｂ（ｉ）−ｂ’（ｉ））＾２｝＾（１／２）（Ｅ２３）

そして、ｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）を求めるために最小化する評価関数（目的関数）は、例えば色差の平均や標準偏差（分散）などとすればよい。つまり平均の場合、評価関数は式（Ｅ２４）とし、また標準偏差の場合、評価関数は式（Ｅ２５）とすればよい。ここでΣはｉに関する和であり、例えばｉ＝１からｉ＝ｎまでの和とすればよい。
Ｊ_１＝（１／ｎ）ΣΔＥ（ｉ）（Ｅ２４）
Ｊ_２＝｛（１／ｎ）Σ（ΔＥ（ｉ）−Ｊ_１）＾２｝＾（１／２）（Ｅ２５）

最適化の際に、例えばＪ_１とＪ_２のうちいずれか一方の評価関数を最適化（最小化）するようにｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）を求めてもよい。あるいは、Ｊ_１とＪ_２の両方の評価関数を最適化（最小化）する、いわゆる多目的最適化問題の解としてｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）を求めてもよい。

Ｊ_１やＪ_２の最適化問題は凸性などの解きやすい性質を持たない。したがって非凸最適化問題や、多目的最適化問題を解くことができる解法として、例えば周知の進化アルゴリズムを用いればよい。本発明者らは、上述のＪ_１とＪ_２の多目的最適化はパレート最適化（つまりＪ_１の最小化とＪ_２の最小化とがトレードオフとなる最小化）となるとの新たな知見を得ている。なお本発明では厳密な最適解（最小解）を求めなくともよく、例えば繰り返し計算において十分（所定誤差内）に収束した解であればよい。

図１１は、本発明で提案した上述の色補正の手法（提案法）と上記特許文献１に示された色補正の手法（従来法）とを、あるサンプル色（あるいはサンプル画像）に対して適用して、その結果得られた色差を示した図である。提案法では上記の手法により求められた最適なｃ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）を用いて図９により色補正を行う。一方、従来法では特許文献１に記載された方法で色補正を行う。

図１１で、色差１は、オリジナル（色補正前）の色と色補正後の色との間の色差である。色差２は、オリジナルの色と、色補正後の色に対して上記の高齢者色覚再現（図８）を適用して得られた色との間の色差である。（さらに色差１、２とも上述の式（Ｅ２３）のｉ＝１からｉ＝ｎまでの和とする。）

図１１に示すとおり、色差２に関して、全ての年齢で、提案法の方が従来法よりも小さい色差が得られた。色差２に関するこの結果は、どの年齢の高齢者に対しても、提案法の方が従来法よりも若年者が知覚する色に近い色を知覚させる色補正が実現できていることを示している。ちなみに色差１に関しても、従来法では大きな色差となっている。本発明者の分析では、この数値は、従来法ではＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの数値を大きくするのみの色補正がなされることを反映していると考えられる。

これに対して提案法では色差１も相対的に小さく、なおかつ色差２も小さい。したがって、提案法におけるＲＧＢの寄与度を変更する色補正を用いれば、大幅な色補正をしなくとも、結果的に高齢者と若年者との知覚差が小さくできるので、従来法による単にＲＧＢ値をあげる補正よりもより適切かつ効果的な色補正となっている。

上記実施例では表示装置１ａに関する実施例が示されたが、プロジェクタ１ｂ、印刷装置１ｃの場合も同様に実施できる。プロジェクタ１ｂの場合は上記説明で表示部４を映写部５に置き換えるのみでよい。印刷装置１ｃの場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂをマゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｓ）に置き換えればよい。

また上記実施例では加齢による色覚の低下が扱われたが、本発明は色覚異常（先天的、後天的）にも対応できる。色覚異常の場合、上記説明を以下のように変更する。まず色覚異常の場合、Ｓ１０でユーザは、色覚異常の種類が、第１色覚異常（赤錐状体視細胞の機能低下）、第２色覚異常（緑錐状体視細胞の機能低下）、第３色覚異常（青錐状体視細胞の機能低下）のいずれであるかを入力する。そして、図８に示された変換式を導出する議論において例えば、縮瞳率Ｓを省略し、水晶体透過率Ｆ（λ、Ａ_２、Ａ_１）を、波長λでの網膜の感度Ｆ（λ）に置き換える。網膜の感度Ｆ（λ）は、第１、２、３色覚異常のそれぞれについて求めておく。例えばこうした変形によって、色覚異常の場合における図８に相当する変換式が得られる。それ以外の部分は上記のとおり行えばよい。

さらには第１、２、３色覚異常のいずれであるかのみでなく、その程度の情報も、例えば何段階かに分類して用いてよい。その場合、Ｓ１０でユーザは第１、２、３色覚異常のどれかとその程度の情報を入力し、網膜感度の程度ごとに図８の変換式も求める。こうした変形により、本発明は色覚異常（先天的、あるいは後天的）の人に対しても、健常者（若年健常者）と同じような色を知覚するように色補正することができる。

上記実施例は特許請求の範囲に記載された趣旨に基いて修正、変形してよい。例えば上記実施例では、加齢による色覚の低下に関する情報として、水晶体透過率、縮瞳率を用いたが、これに限定せず、網膜感度など、加齢による色覚の低下に関わる他の情報も用いてよい。

１ａ表示装置（色出力装置）
１ｂプロジェクタ（色出力装置）
１ｃ印刷装置（色出力装置）
２制御部（色補正装置）
２４色補正プログラム（プログラム）

Claims

色を出力する出力手段と、
その出力手段によって出力された色を知覚する使用者が若年健常者の色覚と異なる色覚を有することを示す入力を受け付ける入力手段と、
その入力手段が受け付けた入力に応じて、前記出力手段から出力された色の前記使用者による知覚が若年健常者の知覚に近づくように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を示す９個の数値を個別に調節することによって、前記出力手段から出力される色を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする色出力装置。
前記入力手段は前記使用者の年齢の情報を受け付ける年齢入力手段であり、
前記補正手段は、前記年齢入力手段が受け付けた年齢の情報に応じて、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節する請求項１に記載の色出力装置。
前記補正手段は、年齢に応じた使用者の水晶体透過率の低下の影響を打ち消すように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節する請求項２に記載の色出力装置。
前記補正手段は、年齢に応じた使用者の瞳孔の径の縮小の影響を打ち消すように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節する請求項２又は３に記載の色出力装置。
前記入力手段は前記使用者の色覚異常の種類の情報を受け付ける種類入力手段であり、
前記補正手段は、前記種類入力手段が受け付けた色覚異常の種類の情報に応じて、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を調節する請求項１に記載の色出力装置。
前記出力手段は、色を表示する表示手段である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の色出力装置。
前記出力手段は、色を映写する映写手段である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の色出力装置。
前記出力手段は、色を印刷する印刷手段である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の色出力装置。
色を出力する出力手段を備えた色出力装置に備えられる色補正装置であって、
前記色出力装置に備えられた入力手段が受け付けた、前記出力手段によって出力された色を知覚する使用者が若年健常者の色覚と異なる色覚を有することを示す入力を取得する取得手段と、
その取得手段が取得した入力に応じて、前記出力手段から出力された色の前記使用者による知覚が若年健常者の知覚に近づくように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を示す９個の数値を個別に調節することによって、前記出力手段から出力される色を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする色補正装置。
色を出力する出力手段を備えた色出力装置に備えられたコンピュータを、
前記色出力装置に備えられた入力手段が受け付けた、前記出力手段によって出力された色を知覚する使用者が若年健常者の色覚と異なる色覚を有することを示す入力を取得する取得手段と、
その取得手段が取得した入力に応じて、前記出力手段から出力された色の前記使用者による知覚が若年健常者の知覚に近づくように、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、ＺのそれぞれにおけるＲＧＢ表色系のＲ、Ｇ、Ｂの寄与度を示す９個の数値を個別に調節することによって、前記出力手段から出力される色を補正する補正手段と、
して機能させることを特徴とするプログラム。