堀内 隆彦

<p>物体の所望の色信号を強調するために，特定の波長を強調した光源を「機能性光源」と呼ぶ．食品の分野では，これまで肉や魚などの生鮮食品の嗜好性向上を目的として，機能性光源の研究や開発がされてきた．本研究では,全世界で消費されており，種々の種類を有する乳製品のチーズを対象とした機能性光源の設計を目的として，照明がチーズの嗜好性に与える影響を反射光から解析した．10種類のナチュラルチーズの分光反射率を測定し，分光反射率形状と色分布に基づいて，合計5種類のチーズを解析対象とした．評価実験では，色温度と照度を固定したメタマーな照明を設計してチーズに照射し，その嗜好性を基準照明に対する相対評価として5件法で評価した．チーズが好きと回答した被験者4名をA群とし，残り4名をB群とした．実験の結果，A群は特定の照明下のチーズを好み，安定した評価が得られた．さらに，A群の評価を解析した結果，反射光が特定の色度領域に入る制約条件のもと，嗜好性と相関のある波長帯を制御することによって，チーズ好きの人の嗜好性を向上する照明を設計できる見通しが得られた．</p>

<p>今世紀に入って，哺乳動物の網膜の内側面に，錐体や桿体とは別の新たな光受容器である内因性光感受性網膜神経節細胞（以下，ipRGCと称す）が発見された．従来研究ではipRGCは概日リズムの調節などの非画像形成機能に影響を与えているとされてきたが，最近の研究において，明るさ知覚などの視知覚に影響を与えているという報告が増えている．本研究では，ipRGCが一般のディスプレイ再現に対する色知覚に与える影響を，実験的に検証することを目的とする．実験には，桿体の影響を抑制するために，高輝度液晶ディスプレイを用いた．X-Riteカラーチェッカーから，測色的な色再現の精度が良かった7色の色票を用いて，6000KのLED照明下で色票とディスプレイ上の再現色との間で知覚的カラーマッチングを実施した．10名の被験者に対する実験の結果，マッチングの結果は平均9.5のCIE⊿E色差となり，測色的な色再現と大きく異なる知覚結果となった．この結果から，ipRGCがディスプレイの色知覚に影響しているという仮説を立て，CIE XYZの各値をipRGCの吸収量で補正したXYZ補正式を導出した．補正式による⊿E色差は平均3.4と改善され，ipRGCを考慮したディスプレイ色再現の必要性を示唆する結果が得られた．</p>

<p>ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を用いたVirtual Reality(VR)体験は，臨場感のある没入体験を可能にする．近年では，VRシミュレーションを用いた外科手術訓練などにも利用され，エンターテイメントに限らず，専門的分野においても広く普及している．VRの有用性やVR酔いのようなVR特有の症状に関する研究は多く行われているが，一方，現実空間とVR空間における見えの違いを詳細に調査した例は少ない．我々は先行研究において，通常のデスクトップディスプレイとHMDにおける色の見えを調査するため，単色のパッチ画像刺激を用いた主観評価実験を行った．その結果，HMD上ではデスクトップディスプレイより明度と彩度が高く知覚される可能性が示唆された．そこで，次のステップとして，本研究では，現実空間を再現したシーン画像を用いた場合でも，デスクトップディスプレイとHMDにおいて色の見えが異なるかを調査した．実験結果より，シーン画像を用いた場合でも，HMDによる再現の方が，明度と彩度が高く知覚される可能性が示唆された．また，被験者によって注視する範囲が異なったにもかかわらず，明度と彩度は同様に高く知覚される結果が得られた．</p>

<p> 本研究では著名な印象派画家の色彩表現に着目して色使いの特徴解析を行っている．研究開始当初は，画家ごとの作品全体での色分布から主成分分析による解析や，３属性で作品ごとの平均値を用いた多面判別面による解析で色使い傾向を検討した．しかし，分布全体主成分や平均値では詳細な特徴を抽出し切れないため，画家ごとの色度点分布を属性ごとに均等分割し，分割中心値と分割域幅の関係を関数表現することで詳細な色特徴の解析を考案した．分割による近似曲線を数値表現した分割近似値による解析で，各画家のより詳細な色特徴を見出すことができた．対象としたのは，同時期に活躍した印象派のマネ，セザンヌ，ゴッホ，モネ，ルノアールの５画家である．本報では，前報までに対象とした全65作品に加えて作品数を新たに14作品増やして分割近似値を解析し，各画家ともに今までと同様な色特徴が得られており，分割近似値による手法が画家特有の色特徴の解析に有用であることを報告する．また，ルノアールとモネは蒐集してある作品が各年代に亘っており，本手法による色特徴解析で前期と後期での作品を分けた場合に，色使いの変化が見られるのでその特徴を報告する．</p>

<p> CG分野において，質感をリアルに再現する研究が盛んに行われている．それらの研究の多くは，視覚的な質感再現を行うものである．しかし，人間は視覚情報だけでなく，聴覚情報や触覚情報などの複数の感覚情報を組み合わせて，クロスモーダルに質感を認知している．そのため，CGでリアルな質感を再現するためには，視覚的な再現だけでなく，他の感覚も考慮したクロスモーダルなCG質感再現が重要と考えられる．本研究では，視覚と聴覚に着目し，光沢感・金属感に関して，CGと効果音のクロスモーダルな相互作用のモデル化を目的とする．まず，CGと効果音に関するクロスモーダル光沢感および金属感の評価実験を行った．その結果，両質感において，シングルモーダル(視覚のみ，聴覚のみ)に比べて，クロスモーダル(視覚と聴覚の組み合わせ)の刺激を用いた場合に，相乗効果のあることがわかった．この結果から，クロスモーダル質感知覚において，CGと効果音の相互作用の存在が示唆された．評価結果に基づいて，物理的な特徴量と評価結果を重回帰分析することにより，クロスモーダルな質感モデルを構築した．</p>

<p> プロジェクションマッピング(Projection Mapping，PM)は，物体表面に塗装や加工を施すことなく見えを操作することができるため，エンターテイメントのみならず，商品開発シミュレーション等の幅広い専門分野で使用されている．近年では，人間の顔にPMを行い，表情を操作する方法なども提案されている．しかしながら，従来のPMではRGBプロジェクタを用いており，人間の肌の分光的な見え操作を行うことは不可能であり，リアルな再現は困難であった．本研究では，著者らが開発した分光プロジェクタを用いて，肌の見かけを分光的に操作するPM技術の構築を目的とする．提案手法では，まず，ファンデーション塗布前後の肌の分光反射率を計測し，その変化を事前知識として与える．そして，化粧前後の分光的変化に基づき，投影対象の素肌が化粧肌になるように，分光PMを用いた見かけの操作を行う．実験では，実際の化粧肌と分光PMを行った肌の分光計測を行い，それらの分光分布やL*a*b*値を比較した．実験結果より，分光PMによる肌の見えは化粧肌に数値的に近い結果が得られ，提案手法の有用性が示された．</p>

A human perceives object appearance based on cross-modal senses. In this study, we model the cross-modal perception of transparency by investigating the interaction between sounds and graphics. We conducted cross-modal transparency evaluation experiments using sounds and graphics stimuli. Then we constructed a cross-modal transparency model by analyzing the experimental results

<p> 本研究では著名な印象派画家の色彩表現に着目して色使いの特徴解析を行っている．研究開始当初は，画家ごとの作品全体での色度点分布から主成分分析による解析や，３属性で作品ごとの平均値を用いた多面判別面による解析で色使い傾向を検討してきた．また，分布全体主成分や平均値では詳細な特徴を抽出し切れないため，画家ごとの色度点分布を属性ごとに均等分割し，分割中心値と分割域幅の関係を関数表現することで詳細な色特徴の解析を考案した．本報では，この分割による解析法を発展させて，各画家の作品ごとに３属性の近似曲線を数値表現することで，より詳細な解析をしたので報告する．対象としたのは，マネ，セザンヌ，ゴッホ，モネ，ルノアールの５画家における全65作品である．各画家作品の色分布を３属性ごとで色度点の個数が均等になるよう８分割し，この分割結果から分割中心値と分割域幅の関係を近似した曲線を求め，色相については余弦関数で近似し，明度と彩度では２次関数で近似曲線を得た．この近似曲線を数値表現して作品の比較をすることで色分布状態による特徴を示すことができ，且つ，平均値を合わせた検討により詳細な特徴を見出すことができた．</p>

<p> 食肉の加熱調理において，色は焼き加減を判断する重要な指標の一つとして用いられており，加熱調理中の肉色変化の予測および視覚化は，スマートキッチンなどの調理支援技術に大きく貢献する．本研究では，肉色の決定に大きく関与している色素分子，ミオグロビンの熱変性に焦点を当て，加熱による肉色変化を分光ベースで推定するモデルを提案した．また，提案モデルによる肉色変化の結果を可視化するために，時間変化に基づく肉の加熱CGシミュレーションを作成した．提案モデルにおいて，加熱した肉の分光反射率は，ミオグロビンの誘導体3形態および変性ミオグロビンの分光反射率の線形和で表されると仮定した．ミオグロビン各形態の割合は，誘導体3形態および加熱した肉試料の分光反射率をK/S値(吸収散乱係数比)に変換することで導出した．推定モデルによる分光反射率と実測による分光反射率を比較すると，変性前の推定モデルの分光反射率には一部の誘導体の分光的特徴が反映されなかったが，変性が進行すると，推定モデルに各誘導体の特徴が確認されるようになり，肉色も実測値に近くなった．</p>

蛍光は光を吸収して長波長で発光する特性を有しており，一般の反射物体とは異なる独特の蛍光らしさ（以後，蛍光感と称す）を知覚することができる．著者らの先行研究において，蛍光実物体と測色的に等しい画像をモニタ再現しても，再現画像の蛍光感が低下する結果が得られていた．近年，錐体や桿体とは異なる内因性光感受性網膜神経節細胞（以下，ipRGCと称す）が発見され，ipRGCが明るさ知覚に関与する報告がされ始めている．本研究では，ipRGCが蛍光感知覚に及ぼす影響を調べた．実験の刺激には，著者らが開発した分光プロジェクタを利用して，所望の分光分布を有するパッチ画像を生成して用いた．実験では，蛍光感を知覚し易い緑色の分光分布を基準として，ipRGCの吸収率のみを変化させて三刺激値は等しい刺激（ipRGC刺激）と，スペクトルの形状は変化させずにパワーのみを変化させた刺激（Light flux刺激）を，中心視と周辺視により恒常法で評価した．実験の結果，Light flux刺激の相対刺激量の変化に対して蛍光感の変化はほとんど見られなかったが，ipRGCの相対刺激量が大きいほど，蛍光感知覚が向上することが確認された．さらに，ipRGCの密度が高い周辺視の方が，中心視よりも顕著な結果が得られた．

セキュアな画像通信などを目的として，送信側でカラー画像の色情報をモノクロ画像に埋め込み，受信側でカラー画像を復元する要求がある．先行研究において，Wavelet信号空間やフーリエ空間を利用した方法が提案された．しかし，これらの方法は，非可逆符号化に対する耐性に弱いという問題点があった．本研究では，JPEG符号化に対して耐性を持つカラー画像のリバーシブルなモノクロ変換を提案する．本稿における色情報の埋め込みには，JPEG符号化処理と親和性のよいDCT変換を利用する．提案手法では，入力画像を輝度・色差信号に変換し，輝度信号のDCT係数に色差信号のDCT係数を埋め込んだ．このとき，JPEGの量子化テーブルに基づいて，モノクロ画像の劣化を防ぎながら，符号化におけるデータ損失を抑えやすい箇所に色情報を埋め込む手段を講じた．種々の標準画像に対して実験を行い，JPEG符号化に対する復元誤差について，PSNRとCIEDE2000色差を用いて従来手法と比較検証した．その結果，25%程度の符号化に至るまでは，提案手法が有効である結果が得られた．