東北大,色の見え方の新しいシミュレーションモデル式を考案

東北大学は,従来の計算モデルでは(1)白色に見える光(白色点)の変化に関する式が複雑である点と(2)照明光の強度低下を模擬すると色の鮮やかさが失われる点の問題について,より簡便な方法での解決を提案した(ニュースリリース)。

我々の目が自然に色が見える仕組みは完全には解っていない。物体の表面で反射された照明光が目に入ることにより,物体を見ることができる。従って,照明光の色(スペクトル)が変化すると同じ物体が反射する光の色は変化するが,人間の視覚はこれを補正し,安定した色を感じることができる(色恒常性)。

しかし,色恒常性は不完全なため,実際には色の見え方が少し変化する。例えば,白熱電球やロウソクの灯火の下で見る白い紙は薄く黄色みを帯び,太陽光の下での見え方とは異なる。こうした人間の色の見え方を正しく理解・模擬する必要がある場面として,例えばロボットが情景を認識する場合や,視覚障害を補助する機器が正確な見え方を再現する状況などが考えられる。

色の見え方を模擬する計算モデル(カラーアピアランスモデル,以下 CAM)は多数提案されているが,例えば,ある照明の下での色の見え方の評価の基準となる重要な光である「無彩色(色みを感じない光)」について,その推定式が複雑なため,あまり利用されていないといった問題がある。

研究グループは以前,無彩色点が簡単な式で近似できることを発見し,それを応用して新しいCAMを提案した。この方法では,画像の一部から照明光の色と無彩色点を推定し,無彩色点を白色に揃えたあと,明度を調整して,色の見え方を模擬する。

この方法を,色の見え方に大きな個人差があることで知られる「ドレス」(#theDress)の画像に適用する試みを行なった。いわゆる「白/金」「青/黒」の見え方は,ドレス本体が無彩色(白)あるいはレースが無彩色(黒)に見える場合に相当する。つまり,ドレス本体が白く見える場合,画像上のドレス本体の画素の色(青)が照明光の色だと解釈していることに相当する。

この考えに基づき,照明光の色と明るさに関するパラメータを「白/金」「青/黒」の間で様々に変え,研究グループのCAMに入力した。観察者 15名が報告した色の見え方と計算結果を比較した結果,個人毎の色の見え方を模擬することができた。また,「ドレス」画像に関する研究の多くは照明光の色と明るさの推定が連動すると考え,色の見え方は図の A-1(白/金)とG-7(青/黒)を結ぶ対角線上の場合だけが想定されていた。

しかし,実際は対角線以外の見え方も多く,照明光の色と明るさの推定が独立であることも示された。

その他関連ニュース

  • 横国大,異なる表示デバイスで色の見えを同じに 2020年11月26日
  • 東北大ら,色の鮮やかさと関連した脳波成分を記録 2020年11月02日
  • 東北大,レーザーの水ジェット発生機構を解明 2020年10月02日
  • 京大ら,刻々と変化する量子状態を精度よく推定 2020年09月17日
  • 3DOptix,実製品の光学シミュレーションを開発 2020年05月07日
  • 金工大ら,2色覚者の色印象に新知見 2020年03月31日
  • 青学ら,フラストレート量子シミュレーション提唱 2020年03月25日
  • 筑波大ら,有機半導体開発シミュレーションに成功 2020年02月19日