A new estimation algorithm of visual salient region for color vision deficiency

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K00249
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 目黒 光彦 日本大学, 生産工学部, 准教授 (20323884)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 色覚異常 / 誘目度 / サリエンシー / 誘目領域 / サリエンシー推定

Outline of Annual Research Achievements

平成２９年度に引き続き，二色型色覚を有するユーザ個人の異なる色の色覚認知の度合いを測定するシステムの構築を目指した．ユーザ個人によって色覚異常の想定されるモデルが異なるために，それぞれに対して，どの色覚モデルであるか，また，その度合いを検証するモデル，及び，ユーザごとに対応した反対色モデルを構築，検証することであった．三タイプある二色型色覚の型のうち，二タイプを，コンピュータのディスプレイ上で表示させ，目視することにより測る心理学実験の手順の確認を行った。これは，眼科等で用いられている石原式色盲表やアノマロスコープ検査に代わる検査法である。石原式色盲表では色覚の型や度合いを判定することができず，アノマロスコープでは色覚の型や度合いまで確定診断することができる．しかしながら，アノマロスコープは，専用の機器が必要であり，かつ，眼科医による診断が必須であり，手軽な検査ができない．
そこで，Farnsworth D15 testとして知られる，16色の色のキャップを実験協力者に色相順に並べ替えさせ，その並べられた順番を基に，色覚の型とその度合いを判定する方法もある．これをコンピュータ上で実施し，かつ，色覚特性の型と度合いを自動判定する手法として，Vingrysらにより提案されているスコア値算出法がある．
研究代表者らも，Vingrysらの手法を実際にコンピュータ上で実現させ，色覚特性の型と，色盲者，色弱者，色覚正常者の分類を行うことに成功している． しかしながら，色弱者の度合いをVingrysらの手法により測定することは，困難であることが分かった．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

平成30年度では，以下の手順により研究を進める予定であった．
実験協力者に同一色の二つのパッチを並べて，一方のパッチの色を徐々に変化させ，色の差異に気づく弁別閾を調べる研究を進める。これにより，平成３０年度に研究予定である，実験協力者，つまり，ユーザごとに異なると考えられる，色覚異常の型と度合いに合わせた，色覚モデルの考案と検証を進める。さらに，コンピュータベースでのFansworth D15テストにおけるVingrysらの既存の手法においても，色覚異常の強度を定量化したC-indexがある．これを今までは，色盲，色弱の判定にのみ用いていたが，パッチ判定による色弁別閾値の結果と実験協力者のC-index値の比較を行うことで，色覚異常の強弱の度合いの判定精度の向上を目指す予定であった．
実際に実施した内容として，色覚正常者において同一色の二つのパッチを並べて，一方のパッチの色を徐々に変化させ，色の差異に気づく弁別閾を検証した．さらに，上述したC -indexによって，色盲，色弱者の分類が可能であることを検証した．しかしながら，色弱者の色弁別の度合いを，C-indexを用いて定量的に測定することは困難であったことも，同時に確認した．色弱の度合いとC-index値との線形なマッピングができていないことを，実験を通じて確認したことが，平成３０年度の研究の成果の一つである．もう一つの成果として，色弱者の見え方のカラー画像を生成するアルゴリズムの実証も行っている．これは，色弱色覚者の度合いをコントロールすることによって，見えを実現するものである．色弱者の見え方の画像を使って，D１５テストを実行し，C-indexの検証を行った．この実験を通じて，C-indexと色弱の度合いのマッピングが難しいことを突き止めた．また，色覚異常の型の違いにより，C-indexの数値が異なることも分かった．

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策として，平成３０年度に研究予定であったものの，実験に着手できなかった，ユーザごとに異なると考えられる色覚異常の型と度合いに合わせた，色覚モデルの考案と検証を進める。次に，Fansworth D15テストにおけるVingrysらの手法においても，色覚異常の強度を定量化したC-indexがある．これを今までは，色盲，色弱の判定にのみ用いていたが，パッチ判定による色弁別閾値の結果と，実際の色弱者の実験協力者におけるC-index値の比較を行うことで，色覚異常の強弱の度合いの判定精度の向上を目指す。
さらに，これらの結果を踏まえたうえで，新たな反対色モデルの考案と検証を目指す。最も歴史のある色覚モデルとして，Young-Helmholtzの三色説がある。人の色を感知する視細胞として，青系統の光を感知するS錐体，緑系統の光を感知するM錐体，赤系統の光を感知するL錐体細胞が網膜上に存在している。SML錐体細胞の反応値のみで色覚が出来上がっていない。つまり，三色説における黄色は，赤と緑の混色であると説明されているものの，L錐体の有していない二色型色覚者が黄色を認識可能可能である事実から，三色説のみでは，色覚を表現するモデルとして完全でないとしている。色覚分野における知覚現象は，三色説メカニズムによる反応の後，Heringの反対色説による反応がなされている。反対色説の機構も加えた色覚モデルを仮定し，そのモデルを用いた新しいサリエンシーモデルの構築と，実際の実験による検証を進めたい．

Causes of Carryover

平成２９年度に行う予定のD15テストにおけるC-indexの数値と，実際の色弱者の見え方の度合い測定が，平成３０年度に伸びたため，本格的な心理学実験を行うことができなかった．そのため，実験に用いるディスプレイの購入，実験謝金，旅費の支弁がなかったためである．次年度においては，色覚異常者による実際の実験に入る予定である．そのため，実験に用いるディスプレイの購入，実験謝金，旅費の支弁を行う予定である．