JP4200887B2 - 色変換装置 - Google Patents

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本発明は、色覚異常者にとって混同しやすい配色を変換し、色覚異常者にとっても見やすい画像を生成することを可能としたカラー信号変換装置に関する。
我々の身の回りにある様々な印刷物、表示物は、カラーであふれ、文字や画像を色で表現し、多くの情報を提供している。また、近年の様々なデジタルカラーデバイスの普及は、フルカラーの世界をより身近にさせるもので、例えば、インターネットなどによる情報提供は、最もポピューラーな情報提供手段の1つとなっており、それら情報の中でも色彩情報の重要性はますます高くなって来ている。
一方、色覚障害や色覚異常の人々は、日本人男性の20人に1人、白人の12人に1人はいるとされている。色覚異常は、青・赤・緑の３つある視物質遺伝子のうち、いずれかの変異により残る２つの視物質を使って見ることにより起こることが多くの報告で示されている。これらの人は、かなり広範囲の色が見分けられるが、一部非常に見分けにくい色もあり、前記提供される様々な色情報を把握できなかったり、間違って認識することもある。
これに対して、色覚異常者にも識別が容易となるように、印刷デザインや画面設計において、色覚正常者と同程度に色覚異常者にも理解を得る色彩設計を行うために、実験、心理的に証明された結果に即して、トライアルアンドエラーで修正を施しているのが現状である。また、特別の対策をとるための費用の増大を伴うことから、色覚異常者に対する十分な配慮が行われないことが多いのも現状である。また、従来の色覚異常者向けの画像色変換技術に関しては、カラー映像信号変換装置（特許文献１参照）、色覚変換装置（特許文献２参照）、画像処理装置（特許文献３参照）、色覚障害者用表示システム（特許文献４参照）等が提案されているが、色変換する手段としては、近接する色の境界部分のみを縁どりなどの処理をするものであったり、色変換テーブルを用いる、あるいは、輝度または彩度を変更するという記載のみで具体的に色変換する方法を開示するものではなかった。また、これらの技術では、画像のデザインコンセプトの保持を意識していないので、色相の変換まで言及されていなかった。
特開２００２−４４６７８号公報 特公平６−８２３８５号公報 特開平８−１６１２９号公報 特開平１１−１７５０５０号公報
上述の点に鑑み、本発明は、カラーデザインやカラー信号の中にある色覚異常者が識別しにくい配色を検出し、それらを色覚正常者と同程度に、色覚異常者にも区別できるように色を変換する装置を提案しようとするものである。
本発明は、入力したカラー画像の色変換装置であって、
前記入力したカラー画像の各画素の色情報の配色組み合わせを検索し
当該配色組み合わせが、色覚異常者にとって混同しやすいか否かを決定する手段と、
前記決定する手段において、混同しやすいと決定された配色組み合わせについては
色覚異常者の認識色空間内での色の差で表す混同度と、色変換後と変換前の色の差であらわす変更度との和により構成される評価関数が最小となるように当該配色組み合わせの画素の色情報を変換する手段とを有することを特徴とする色変換装置である。
本発明によれば、カラーデザインやカラー信号の中にある色覚異常者が識別しにくい配色を検出し、それらを色覚正常者と同程度に、色覚異常者にも区別できるように色を変換することが可能となる効果がある。
本発明で解決する課題の色覚異常は、眼の錐体細胞が1種類しかない1色型色覚(人口の0.01%以下)、2種類の錐体がある2色型色覚(男性の約1.5%)、3種類の錐体があるがそのうち1つの波長特性がずれている異常３色型色覚(男性の約3.5%)の３種類に大別される。2色型や異常３色型色覚には、どの錐体に変化が出ているかによって第1色覚異常、第2色覚異常、第3色覚異常の3つの種類に分けられる。
第1色覚異常と第2色覚異常は色の見え方が比較的近く、総称して「赤緑色覚異常」と呼ばれる。第3色覚異常は稀である。
（池田光男,中嶋芳雄「色覚のメカニズムと色覚異常」眼科Mook No.16 1982）
本発明の基本的な考え方は、正常色覚者の色空間内での色差を色覚異常者の色空間に移した場合の、色の差をもとに、認識の際に間違いを起こすと考えられる色群を危険色とし明示するとともに、危険色群の色のみを評価関数に従い変換することで、危険度を下げるように色を変化させるようにするものである。
本発明で使用される前記危険色の検出手段は、色覚正常者が判断する色差を色覚異常者の判断する色差に変換し、あらかじめ設定された閾値に従い判断する。
また、本発明で使用される評価関数は、色覚異常者の認識色空間内での色の差で表す混同度と、色変換後と変換前の色の差であらわす変更度との和により規定され、該評価関数を最小とするように変換対象色を変換する。
以下に、図を参照して、本発明の色変換装置の例を説明する。
図１は色変換装置の処理を示すフローチャートである。まず、変換対象となる色彩値あるいはRGB値若しくはCMYK値等からなる画像データを該変換装置に入力する（ステップ１）とともに、モニタなどで表示を行う。次に、必要に応じた調整用の各パラメータを入力する（ステップ２）。当該パラメータは、色覚異常者にとっても正常者とほぼ近い色差として認識させるように変換する調整方法のパラメータで、例えば、色覚異常者と正常者の色差の比率、色覚正常者にも区別できない色差、色覚異常者にも十分に区別できる色差、色覚異常者に識別できない色を変換する際のその変換更新量と割合からなる。これらのパラメータは、将来、色覚異常者の見え方について測定データが得られ次第、置換できるものである。ステップ3では、該入力された画像に色覚異常者が混同しやすい色の組み合わせがあるか走査検出を行う。該検出の方法は、まず、色覚正常者にも区別できない色、色覚異常者にも十分に区別できる色を検出、除外し、さらに色覚異常者と正常者の色差の比率を前記パラメータで制御することで混同しやすい色を検出する。該手法の概念図を図2に示す。
次にステップ4で、入力元画像に用いられている色を複数の色組に分けるクラスタ化を実施する。ステップ４、５は、本発明において、必須ではないが、高速に処理し、自然な変換画像を得るために推奨されるステップである。該クラスタ化の概念を示したものが図3である。この処理により前記混同しやすい色に近似する色も合わせて検出することが可能となる。次に前記ステップ3で検出された危険色を含有する前記ステップ4の色組（クラスタ）を選別する。クラスタは、例えば、クラスタに変換対象となる危険色が半数以上占める場合、該クラスタを変換対象とするなどの基準で選別される。
図4に示すように、クラスタに含まれる色の中で変換対象色が一定の割合以上（例えば、半数以上）を占める場合はそのクラスタを変換対象クラスタとする（ステップ５）。そして、元画像の変換対象となる該当クラスタのみを識別可能とする画像を生成する（ステップ6）。ステップ４，５を省略した場合は、ステップ６では、ステップ３の結果が表示される。ステップ６の結果は、前記変換対象クラスタを例えば黒く塗りつぶして表示できるようにすれば、変換前に変換対象クラスタを確認することができる。
次に、ステップ6で得られた変換対象色に対して、色変換を行う。色変換は、色覚異常者の色の混同度評価する手段と色の変更の割合を評価する手段とからなり該混同度と該変更度の和が最小となるように、前記危険色を繰り返し変換する（ステップ７）。そして該変換された画像を表示若しくは印字（ステップ８）し、確認評価を行う（ステップ９）。評価の結果、パラメータを再度制御して、繰り返し調整を行うことも可能となる。
次に前記色の混同度評価と変更度について例を挙げて示す。図5は、色に対する人間の視細胞の応答を表すLMS空間であり、色覚正常者の認識する2色の組み合わせの色の差と、色覚異常者の認識する色の該2色の色の差を示したものである。
まず、色Ciの混同度は、CIELUV均等色空間などの色空間内で他の色Cｋとの距離に基づいて例えば、式1のように定義する。混同度は、混同の度合いが大きいほど大きな値を示す。
Figure 0004200887
次に、色Ciの変更度をCIELUV均等色空間などの色空間内での変更前の色Coとの距離に基づいて例えば、式２のように定義する。変更度は、変更の度合いが大きいほど大きな値を示す。
Figure 0004200887
変更対象色の変換は、式１と式２の和を最小とするように、色Ciの色を変更する。
Figure 0004200887
式３が最小となるように変換対象色を変更更新する際には、最急降下法やランダムサーチ法など様々な既知の算出法を使うことが出来る。
図６は、本発明の装置の構成の例を示した図である。本装置は画像を入力する外部入力制御と、入力された画像が色彩値でない場合、該データを色彩値に変換する色データ制御と、色彩値からなるデータを色彩異常者にとっても認識できる色に変換する該変換制御と、変換された画像を外部出力装置に出力するためのデータに変換する外部出力制御とからなる。外部出力装置は、モニタやプリンタなど色を確認するための手段であり、変換された画像の色が忠実に再現されることが望ましい。
カラー変換装置の処理を示すフローチャート 色覚異常者にとって区別しにくい色使いの検出の概念図 画像の色クラスタ化の概念図 警告対象クラスタの決定概念図 色覚異常者にとって区別しにくい色使いの検出の概念図 装置の構成の例

Claims (1)

  1. 入力したカラー画像の色変換装置であって、
    前記入力したカラー画像の各画素の色情報の配色組み合わせを検索し
    当該配色組み合わせが、色覚異常者にとって混同しやすいか否かを決定する手段と、
    前記決定する手段において、混同しやすいと決定された配色組み合わせについては
    色覚異常者の認識色空間内での色の差で表す混同度と、色変換後と変換前の色の差であらわす変更度との和により構成される評価関数が最小となるように当該配色組み合わせの画素の色情報を変換する手段とを有することを特徴とする色変換装置。
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