混同色線上の位置を画素のブリンク情報にマップした色覚異常者用画像処理 の履歴(No.2)

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  • 1 (2016-03-22 (火) 13:52:10)
  • 2 (2016-03-22 (火) 16:44:13)

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太田研 公開用Wiki

混同色線上の位置を画素のブリンク情報にマッチした色覚異常者用画像処理†

研究背景†

　人間は網膜内の3種類の錐体細胞によって色を感知しているが,その錐体細胞のうちいずれか,もしくは複数が正常に機能しなくなると, 通常とは色が異なって見えてしまう.これを色覚異常という.

　そのような色覚異常者にとっては,正常な色覚ならば識別のできる2つの色が混同してしまうことがある.そのような色の見え方の差が, 日常生活の中にも支障をきたす場面があり,色覚異常者を困惑させている.

　このような不便を解消するために,色覚異常者の色覚を画像処理によって補助する様々な研究が今日までに行われてきた.

研究目的†

　本研究では色覚異常者の色の見え方を補助するために,識別困難な色を輝度の変化によるブリンク(点滅)によって識別可能にすることが 目的である.また,混同色線上の位置に応じて,点滅の強度や周期に変化を付けることで,色が連続的に変化していく様子を表現することが できるのではないかと考え,実験を行った.

具体例†

　今回の実験では色覚異常者が日常生活の中で困る事の代表例として,焼肉の焼け具合とトマトの熟れ具合について実験を行った. また,今回は1型2色覚の色覚異常を対象としている.

　図1は色覚正常と色覚異常(1型2色覚)の色の見え方の違いを比較した画像である.このようにトマトの場合は赤く熟れたトマトと, 緑の未熟なトマトが混同色になってしまい,色覚異常者にとって識別することが難しい. また,焼肉の場合も生肉の色と焼けた肉の色が混同色になってしまい,焼けたか否かの判別が困難である.

　提案手法†

　xy色度図†

　今回の手法では主にxy色度図を用いた.xy色度図とはXYZ表色系のX・Y・Zの値を用いて,以下の式で計算される値 (x,y)を使って,xy座標空間ですべての色を表したものである.

　図2にxy色度図を示す.

　このxy色度図は明るさを除いた色の性質である,色度を表している.また,色覚正常者はこのxy色度図上の全ての色を認識することができるが,色覚異常者(1型2色覚)はxy色度図上で,以下の式で示される直線P上に分布する色しか認識することが できない.

　xy色度図上での直線Pを図3に示す.

　また図4において,混同色中心C(0.746495,0.253505)から放射上に無数に引かれる直線を,混同色線(confusion lines)という. 1型2色覚の色覚異常者にとって,この混同色線上の色は全て,直線Pと混同色線との交点に位置する色に見えてしまう.

　トマトと焼肉の色変化†

　トマトの場合は赤いトマトの色と緑のトマトの色,焼肉の場合は生の部分の色と焼けた部分の 色を調べ,平均的に妥当だと思われる色をxy色度図にプロットした.その結果xy色度図上でのトマトと焼肉の色の変化は 図5のようになると考えられる.

　焼肉の色の変化は生肉の赤色(A1 = (0.466,0.329))から焼けた肉の茶色(B1 = (0.377,0.368))への変化,トマトの色の変化は未熟なトマトの緑色(B2 = (0.375,0.510)) から完熟トマトの赤色(A2 = 0.573,0.359)へ変化になる.また,このxy色度図上 でのトマトと焼肉の色変化は,多少の誤差はあるものの,混同色線上での色変化と みなすことができるので,色覚異常者には,赤いトマトと緑のトマト,生肉と焼けた 肉が混同色に見えてしまったのである.