テクスチャが白色感に与える影響を考慮した白色度評価方法の開発

• 研究課題/領域番号: 21K12100
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分61060:感性情報学関連
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 片山 一郎 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (70369916)
• 研究分担者: 土居 元紀 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 准教授 (00304155) ; 西 省吾 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 准教授 (70411478)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2024年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円); 2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円); 2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 白色感 / テクスチャ / 異方性 / 3Dプリンタ / 輝度 / 実物体

研究開始時の研究の概要

白紙や白布など白色物体は身の回りに数多く存在するが，これまで実用化された白色の定量化手法は，物体固有のテクスチャの影響を全く考慮していない．われわれは，これまでに，輝度変調によって再現したテクスチャを有する近似白色画像は，平均輝度が同一の一様な近似白色刺激に比較してより白く評価され，この増白効果は輝度ヒストグラムとテクスチャの異方性に依存することを明らかにした．本研究では，輝度ヒストグラムと異方性を独立して制御した実物体の白色サンプルを生成し，視感評価を行う．その結果を分析し，テクスチャが白色感に与える影響を考慮した白色度評価方法を導出する．

研究実績の概要

輝度ヒストグラムが同一で異方性が異なる実サンプルを作製し，白色物体表面のテクスチャの異方性と白色知覚との関係を検討した．
表面に凹凸を形成した白色サンプル（標準刺激）と表面が平滑な白色サンプル（比較刺激）を並置し，隔壁を挟んでそれぞれ独立した白色LED光源で照明した．一定照度で照明された標準刺激と白さが等しくなるように，被験者に比較刺激側の白色LED光源を調光させ，その時の比較刺激の輝度（主観的等価輝度）を記録した．
標準刺激は，布地を模した3種類（布ワッフル，布しぼり凸，布しぼり凹）であり，それぞれについて，輝度ヒストグラムは同一で異方性のみを2段階（高異方性と低異方性）に設定した．そのため，標準刺激は合計6種類である．標準刺激，比較刺激ともに，一辺50㎜の正方形であり，3Dプリンタで作製し，刺激の輝度の2次元分布は，ハイパースペクトルカメラを用いて取得した．
視感評価実験の結果，いずれの標準刺激についても，主観的等価輝度は標準刺激の平均輝度よりも有意に高く，異方性に注目すると，標準刺激の“布しぼり凸”と“布しぼり凹”については，異方性が高いサンプルの主観的等価輝度が有意に高かった．これは，標準刺激の規則的な配列の低輝度部分は，低反射率表面としてではなく，連続した白い表面の凹凸によって生じた陰として知覚され，陰影の配列の規則性が低下すると，連続した一様な白い表面としての知覚が弱まるためと考えられる．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実サンプル表面の異方性と輝度ヒストグラムを実測し，適切な評価サンプルを選定した．これらのサンプルを用いて視感評価実験を計画どおり実施した．

今後の研究の推進方策

視感評価実験結果をさらに詳細に分析し，研究成果をまとめ公表する．