6.07MB - 高知工科大学

平成 24 年度
学士学位論文
高齢・色弱模擬フィルタ着用下での
色恒常性の検討
Investigation of the color constancy in wearing
functional filters of simulating the perception of aged
people and color deficient people
1130368
橋田 美緒
指導教員
篠森 敬三
2013 年 3 月 1 日
高知工科大学 情報学群
要 旨
高齢・色弱模擬フィルタ着用下での色恒常性の検討
橋田 美緒
照明色を変えても, 人は物体の元の色を判断することができる. これが色恒常性である. 色
恒常性は,2 色覚者においても必要十分に存在することが明らかになっている [1]. しかし,3
（一般）色覚者が色弱模擬の機能性分光フィルタを使用した場合,2 色覚者と同様の色恒常性
を示すかどうかは不明である. 例えば 2 色覚者の色名応答のように, フィルタ使用の 3 色覚
者より 2 色覚者の方がはるかに正確である場合もある.
そこで本研究では,2 色覚者の見え方を模擬した色弱模擬フィルタと, 高齢者の水晶体濃度
を模擬した高齢者模擬フィルタを用いてカテゴリカルカラーネーミングを行うことで, 網膜
上の分光刺激が制限された状態での 3 色覚者の色恒常性の検討を行った [2].
標準白色板上輝度で強度定義した明るい白色照明 (223 cd/m2), および等輝度条件（∼
17.5 cd/m2）の（暗い）白色, 赤, 青のそれぞれの照明下で,OSA 色票 558 枚に対して基本
11 色（白, 黒, 赤, 緑, 黄, 青, 茶, 橙, 紫, 桃, 灰）によるカテゴリカルカラーネーミングを行っ
た. カテゴリカルカラーネーミングは, フィルタを着用しない場合, 高齢者模擬フィルタを着
用する場合, 色弱模擬フィルタを着用する場合の 3 状態でそれぞれ 4 回試行した.
結果として, 色弱模擬フィルタおよび高齢者模擬フィルタ着用の影響が判明した. 色弱模擬
フィルタ着用により色応答は典型的変化を示した. この結果は, フィルタ着用下での色恒常性
が, 単純に予想できることを意味し, 錐体順応効果などの単純な機構で色恒常性が起こること
を, より支持する. また, 高齢者模擬フィルタの使用は, ほとんど色恒常性に影響しなかった.
これは高齢者において, 加齢による色恒常性への影響は微少であることを強く示唆する結果
である. 今後,2 色覚者や実際の高齢者におけるデータを取得し, 色恒常性効果の比較を行う
ことで色恒常性機構解明の一助となると考えられる.
–i–
キーワード
カテゴリカルカラーネーミング
– ii –
Abstract
Investigation of the color constancy in wearing functional
filters of simulating the perception of aged people and color
deficient people
Mio Hashida
The color constancy is the ability to judge an original color of an object, even if the
illumination for the object will be chromatically changed. It has been found that the
color constancy sufficiently exists even on dichromats (red-green color deficient people)
[1]. However, it has not been known whether trichromat (color normal people) with use
of the functional spectral-filter simulating color deficiency will show the color constancy,
which is similar to dichromats. For example, like the color naming response by dichromats, the color constancy can be much more accurate on dichromats than on trichromats
wearing the filter. Therefore, I examined the color constancy of the trichromat by performing categorical color naming under the limited state when trichromats are wearing
the aging simulation filter, which is simulating the optical density of the ocular lens on
elderly people, or when trichromats are wearing the color deficiency simulation filter
which is simulating the perception of dichromats[2].
In this research, I conducted the categorical color naming by 11 basic colors (white,
black, red, green, yellow, blue, brown, orange, purple, pink and gray) on 558 color chips
of OSA uniform color system under bright-white illuminant (223 cd/m2) and dark white,
red and blue illuminants under equiluminance condition ( 17.5 cd/m2). The categorical
color naming was performed four times each for three conditions; without the filter,
– iii –
with the aging simulation filter, and with the color deficiency simulation filter.
As a result, the effect of in wearing functional filters of simulating the perception of
aged people and color deficient people became clear. The color response showed typical
change by in wearing functional filter of simulating the perception of color deficient.
This result means that the color constancy in wearing filter can be expected simply.And
it supports more that color constancy happens by a simple mechanism. Also, the use
of functional filters of simulating the perception of aged people, had no effect on most
color constancy. This is the result of suggesting strongly that the effect on the color
constancy by aging is very small in elderly people. In the future, I will get the aged
people and color deficient people’s data. And, I compare the data and this study’s
result. I think the result be of help to the elucidation of a color constancy mechanism.
key words
Categorical Color Naming
– iv –
目次
第1章
はじめに
1
研究の背景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1.1
色恒常性の要因 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1.2
本研究の背景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
実験手法
3
装置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.1.1
暗室 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.1.2
色弱と高齢者の視覚の模擬 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2
照明光条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.3
被験者 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.4
実験手順 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
実験結果
7
3.1
被験者 MT の結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3.2
被験者 YM の結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.3
被験者 YY の結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
3.4
結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
結果比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
被験者 MT のフィルタ着用無しの結果比較 . . . . . . . . . . . . . .
11
被験者 MT の色弱模擬フィルタ着用下の結果比較 . . . . . . . . . .
13
被験者 MT の高齢者模擬フィルタ着用下の結果比較 . . . . . . . . .
15
被験者 YM のフィルタ着用無しの結果比較 . . . . . . . . . . . . . .
17
1.1
1.2
第2章
2.1
第3章
3.4.1
–v–
目次
被験者 YM の色弱模擬フィルタ着用下の結果比較 . . . . . . . . . .
19
被験者 YM の高齢者模擬フィルタ着用下の結果比較 . . . . . . . . .
21
被験者 YY のフィルタ着用無しの結果比較 . . . . . . . . . . . . . .
23
被験者 YY の色弱模擬フィルタ着用下の結果比較 . . . . . . . . . .
25
被験者 YY の高齢者模擬フィルタ着用下の結果比較 . . . . . . . . .
27
被験者 MT の比較結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
フィルタ着用無しの比較
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
色弱模擬フィルタ着用の比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
高齢者模擬フィルタ着用の比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
被験者 YM の比較結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
フィルタ着用無しの比較
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
色弱模擬フィルタ着用の比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
高齢者模擬フィルタ着用の比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
被験者 YY の比較結果
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
色弱模擬フィルタ着用の比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
高齢者模擬フィルタ着用の比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
3.4.5
被験者全体の傾向 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
3.4.6
色恒常性の弱さの比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
3.4.7
色弱模擬フィルタ着用条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
3.4.8
高齢者模擬フィルタ着用条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
3.4.2
3.4.3
3.4.4
フィルタ着用無しの比較
第4章
考察
36
4.1
色弱模擬フィルタ着用の影響
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
4.2
高齢者模擬フィルタ着用の影響 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
4.3
被験者間の差違 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
– vi –
目次
第5章
結論
38
謝辞
39
参考文献
40
– vii –
図目次
2.1
暗室の概略図（正面） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.2
暗室設計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.3
実験装置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
3.1
被験者 MT の実験結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3.2
被験者 YM の実験結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.3
被験者 YY の実験結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
3.4
被験者 MT, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
3.5
被験者 MT, フィルタ着用無し, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.6
被験者 MT, フィルタ着用無し, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.7
被験者 MT, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3.8
被験者 MT, 色弱模擬フィルタ着用, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3.9
被験者 MT, 色弱模擬フィルタ着用, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.10 被験者 MT, 色弱模擬フィルタ着用, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.11 被験者 MT, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.12 被験者 MT, 高齢者模擬フィルタ着用, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.13 被験者 MT, 高齢者模擬フィルタ着用, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
3.14 被験者 MT, 高齢者模擬フィルタ着用, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
3.15 被験者 YM, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
3.16 被験者 YM, フィルタ着用無し, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
3.17 被験者 YM, フィルタ着用無し, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
3.18 被験者 YM, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3.19 被験者 YM, 色弱模擬フィルタ着用, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3.20 被験者 YM, 色弱模擬フィルタ着用, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
– viii –
図目次
3.21 被験者 YM, 色弱模擬フィルタ着用, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
3.22 被験者 YM, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
3.23 被験者 YM, 高齢者模擬フィルタ着用, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
3.24 被験者 YM, 高齢者模擬フィルタ着用, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
3.25 被験者 YM, 高齢者模擬フィルタ着用, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
3.26 被験者 YY, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
3.27 被験者 YY, フィルタ着用無し, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
3.28 被験者 YY, フィルタ着用無し, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
3.29 被験者 YY, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
3.30 被験者 YY, 色弱模擬フィルタ着用, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
3.31 被験者 YY, 色弱模擬フィルタ着用, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
3.32 被験者 YY, 色弱模擬フィルタ着用, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
3.33 被験者 YY, フィルタ着用無し, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.34 被験者 YY, 高齢者模擬フィルタ着用, 白照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.35 被験者 YY, 高齢者模擬フィルタ着用, 赤照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
3.36 被験者 YY, 高齢者模擬フィルタ着用, 青照明 . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
– ix –
表目次
3.1
色命名が白照明時の結果と異なった色票枚数 . . . . . . . . . . . . . . . . .
–x–
34
第1章
はじめに
1.1
1.1.1
研究の背景
色恒常性の要因
照明光の色が変わった場合でも紙（色票）表面の色名が保持される現象を色恒常性と言う.
そして, この現象そのものは良く知られている. 色恒常性については,
• 錐体やそれ以降の順応効果, 錐体信号利得制御（signal gain control）
• 照明推定や背景刺激を利用した物体分光反射率推定
• 統計的推定（二次統計量やベイズ確率の利用）
などの, 様々な要因が考えられている. しかし, 明確にメカニズムが明らかになっているわけ
ではない [3].
1.1.2
本研究の背景
色恒常性は, ２色覚者においても必要十分に存在することが明らかになっている [1]. しか
し, ３（一般）色覚者が色弱模擬の機能性分光フィルタを使用した場合に,2 色覚者と同様の
色恒常性を示すかどうかは不明である. 例えば 2 色覚者の色名応答 [4] のように, フィルタ使
用の 3 色覚者より 2 色覚者の方がはるかに正確である可能性もある.
また高齢者の色覚の変化は, 水晶体濃度増加によるものの他に色覚機構の長期的順応等も
存在する [3]. しかし, そのような加齢に対する補償機構は変化を減少させる方向に機能する
–1–
1.2 目的
と予想される. そのため, 水晶体濃度による変化をまずは知ることによって, 実際の加齢効果
の上限を理解することが可能であると考えられる.
1.2
目的
これらのことから, 本研究では, 高齢および色弱の模擬フィルタを用いてカテゴリカルカ
ラーネーミングを行うことで, 高齢および色弱の模擬フィルタ着用下での色恒常性を検討す
ることを目的とする.
–2–
第2章
実験手法
2.1
2.1.1
装置
暗室
実験は, 暗室内の「照明付き刺激呈示ブース」で行った. 暗室の概略図を図 2.1 および図
2.2 に示す.
図 2.1
暗室の概略図（正面）
ブース上部には照明光を照射するためプロジェクタを設置し, ブース内には色票を配置す
るための 45 度の角度をつけた台を設置した.
被験者用の照明付き色判断ブースの隣に実験者用ブースを用意し, そこで上部プロジェク
タを操作しての照明の切り替えおよび測定結果の記録を行った. また, 測定の際聞き取りミス
を防ぐため, ブース内にボイスレコーダーも設置した.
–3–
2.1 装置
図 2.2
暗室設計
実際の実験装置は図 2.3 のとおりである.
図 2.3
2.1.2
実験装置
色弱と高齢者の視覚の模擬
本実験では, いわゆる「色弱者の色覚模擬」を行うための色弱模擬フィルタとして, 商品
名「バリアントール（ユニバーサル型, 伊藤光学工業, 中内茂樹, 篠森敬三, 加藤裕久デザイ
ン）」を使用した. 照明光や色票表面の反射光のうち緑と赤の波長領域をカットすることに
なる. ただし複雑な手法により模擬を行っている観点 [5] から, その影響も複雑になる可能性
がある.
–4–
2.2 照明光条件
そして, いわゆる「高齢者の色覚模擬」を行うための高齢者模擬フィルタとして, 商品名
「高齢者水晶体疑似メガネ（ジオマテック・ナモト貿易, 岡嶋克典監修）」を使用した. 被験
者年齢を考慮すると,72-73 歳の高齢者の平均的な水晶体濃度を模擬することになる.
2.2
照明光条件
測定ブース内で 45 度に設置した標準白色板（CS-20A, コニカミノルタ製）上で等輝度条
件（∼17.5cd/m2）を設定した（暗い）白色, 赤, 青, 明るい白の４種類の照明を使用した. 色
度も同状態で色彩輝度計（CS-200, コニカミノルタ製）で測定した.
1. 白色 L=17.59 cd/m2, (x, y)=(0.317, 0.350)
2. 赤色 L=17.39 cd/m2, (x, y)=(0.635, 0.349)
3. 青色 L=17.23 cd/m2, (x, y)=(0.144, 0.069)
4. 明るい白色 L=208.3 cd/m2, (x, y)=(0.311, 0.340)
2.3
被験者
被験者は色覚正常な大学生 5 名で, うち 2 名は実験者でもある. ナイーブな被験者は 3 名
（男性 2 名, 女性 1 名）である. 色覚検査は石原式色覚検査表,SPP,D-15 テストにより実施
した.
2.4
実験手順
OSA 色票 558 枚に対して基本 11 色（白, 黒, 赤, 緑, 黄, 青, 茶, 橙, 紫, 桃, 灰）によるカテ
ゴリカルカラーネーミングを行った.4 回試行し, そのうち何回同じ色名応答を行ったかを含
めて色命名結果を OSA 均等色空間上に図示した.
実際の手順は, まずブース内で暗順応を 5 分行った. その後, 必要ならば色弱模擬フィルタ
（商品名バリアントール（ユニバーサル型））あるいは高齢者模擬フィルタ（商品名高齢者水
–5–
2.4 実験手順
晶体疑似メガネ）を着用した. 着用後に上部プロジェクタで照明を呈示した（定常照明光 1
種類）. 実験者は黒い手袋を着用し,OSA 色票を 1 枚ずつ被験者に手渡した. 被験者にも黒色
の手袋をしてもらい, 色票は被験者自身で台に乗せ交換してもらう. 被験者が色票を確認し
て, 基本 11 色によるカテゴリカルカラーネーミングを行い, 実験者は結果を手元の実験シー
トに記録した.
この実験を, 色票数（558 枚）×色覚状態数（正常, 高齢者模擬フィルタ着用, 色弱模擬フィ
ルタ着用）×照明数（赤, 暗い白, 青, 明るい白）×試行回数（4 回）分行った.
–6–
第3章
実験結果
図 3.1∼図 3.3 に, ナイーブな被験者 3 人の実験結果を示す. 図 3.1 は被験者 MT, 図 3.2
は被験者 YM, 図 3.3 は被験者 YY の結果である. それぞれ, フィルタ無し条件と高齢者模擬
フィルタ, そして色弱模擬フィルタ着用時の, 明るい白, 暗い白, 赤, 青の照明下でのカテゴリ
カルカラーネーミングの結果を OSA 均等色空間上に示したものである.
OSA 色空間は L,j,g の三つの値からなる.L 軸は明度を示し,j 軸は青黄方向の色味,g 軸は
赤緑方向の色味を示す. 図に示してあるシンボルは色票の存在する箇所を表し, シンボルの
色は色命名した結果（色名）を表す. シンボルそれぞれのの大きさは, 同じ応答をした回数に
従っており, 回数が多ければ大きく, 少なければ小さくなる.
–7–
3.1 被験者 MT の結果
3.1
被験者 MT の結果
図 3.1 被験者 MT の実験結果
–8–
3.2 被験者 YM の結果
3.2
被験者 YM の結果
図 3.2 被験者 YM の実験結果
–9–
3.3 被験者 YY の結果
3.3
被験者 YY の結果
図 3.3 被験者 YY の実験結果
– 10 –
3.4 結果
3.4
3.4.1
結果
結果比較
被験者 MT のフィルタ着用無しの結果比較
まず, 被験者 MT のフィルタ着用無しの結果比較を図 3.4∼図 3.6 に示す.
図 3.4
被験者 MT, フィルタ着用無し, 白照明
– 11 –
3.4 結果
図 3.5
被験者 MT, フィルタ着用無し, 赤照明
図 3.6
被験者 MT, フィルタ着用無し, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, フィルタ着用無しの状態での白照明時
の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 12 –
3.4 結果
被験者 MT の色弱模擬フィルタ着用下の結果比較
被験者 MT の色弱模擬フィルタ着用下での結果比較を図 3.8∼図 3.10 に示す. また, 比較
の参考としてフィルタ着用無しでの白照明時の結果を図 3.7 に示す.
図 3.7
図 3.8
被験者 MT, フィルタ着用無し, 白照明
被験者 MT, 色弱模擬フィルタ着用, 白照明
– 13 –
3.4 結果
図 3.9
被験者 MT, 色弱模擬フィルタ着用, 赤照明
図 3.10 被験者 MT, 色弱模擬フィルタ着用, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, 色弱模擬フィルタ着用下での白照明時
の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 14 –
3.4 結果
被験者 MT の高齢者模擬フィルタ着用下の結果比較
被験者 MT の高齢者模擬フィルタ着用下での結果比較を図 3.12∼図 3.14 に示す. また, 比
較の参考としてフィルタ着用無しでの白照明時の結果を図 3.11 に示す.
図 3.11 被験者 MT, フィルタ着用無し, 白照明
図 3.12 被験者 MT, 高齢者模擬フィルタ着用, 白照明
– 15 –
3.4 結果
図 3.13 被験者 MT, 高齢者模擬フィルタ着用, 赤照明
図 3.14 被験者 MT, 高齢者模擬フィルタ着用, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, 高齢者模擬フィルタ着用下での白照明
時の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 16 –
3.4 結果
被験者 YM のフィルタ着用無しの結果比較
被験者 YM のフィルタ着用無しの結果比較を図 3.15∼図 3.17 に示す.
図 3.15 被験者 YM, フィルタ着用無し, 白照明
– 17 –
3.4 結果
図 3.16 被験者 YM, フィルタ着用無し, 赤照明
図 3.17 被験者 YM, フィルタ着用無し, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, フィルタ着用無しの状態での白照明時
の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 18 –
3.4 結果
被験者 YM の色弱模擬フィルタ着用下の結果比較
被験者 YM の色弱模擬フィルタ着用下での結果比較を図 3.19∼図 3.21 に示す. また, 比較
の参考としてフィルタ着用無しでの白照明時の結果を図 3.18 に示す.
図 3.18 被験者 YM, フィルタ着用無し, 白照明
図 3.19 被験者 YM, 色弱模擬フィルタ着用, 白照明
– 19 –
3.4 結果
図 3.20 被験者 YM, 色弱模擬フィルタ着用, 赤照明
図 3.21 被験者 YM, 色弱模擬フィルタ着用, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, 色弱模擬フィルタ着用下での白照明時
の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 20 –
3.4 結果
被験者 YM の高齢者模擬フィルタ着用下の結果比較
被験者 YM の高齢者模擬フィルタ着用下での結果比較を図 3.23∼図 3.25 に示す. また, 比
較の参考としてフィルタ着用無しでの白照明時の結果を図 3.22 に示す.
図 3.22 被験者 YM, フィルタ着用無し, 白照明
図 3.23
被験者 YM, 高齢者模擬フィルタ着用, 白照明
– 21 –
3.4 結果
図 3.24
被験者 YM, 高齢者模擬フィルタ着用, 赤照明
図 3.25
被験者 YM, 高齢者模擬フィルタ着用, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, 高齢者模擬フィルタ着用下での白照明
時の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 22 –
3.4 結果
被験者 YY のフィルタ着用無しの結果比較
被験者 YY のフィルタ着用無しの結果比較を図 3.26∼図 3.28 に示す.
図 3.26 被験者 YY, フィルタ着用無し, 白照明
– 23 –
3.4 結果
図 3.27 被験者 YY, フィルタ着用無し, 赤照明
図 3.28 被験者 YY, フィルタ着用無し, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, フィルタ着用無しの状態での白照明時
の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 24 –
3.4 結果
被験者 YY の色弱模擬フィルタ着用下の結果比較
被験者 YY の色弱模擬フィルタ着用下での結果比較を図 3.30∼図 3.32 に示す. また, 比較
の参考としてフィルタ着用無しでの白照明時の結果を図 3.29 に示す.
図 3.29 被験者 YY, フィルタ着用無し, 白照明
図 3.30 被験者 YY, 色弱模擬フィルタ着用, 白照明
– 25 –
3.4 結果
図 3.31 被験者 YY, 色弱模擬フィルタ着用, 赤照明
図 3.32 被験者 YY, 色弱模擬フィルタ着用, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, 色弱模擬フィルタ着用下での白照明時
の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 26 –
3.4 結果
被験者 YY の高齢者模擬フィルタ着用下の結果比較
被験者 YY の高齢者模擬フィルタ着用下での結果比較を図 3.34∼図 3.36 に示す. また, 比
較の参考としてフィルタ着用無しでの白照明時の結果を図 3.33 に示す.
図 3.33 被験者 YY, フィルタ着用無し, 白照明
図 3.34 被験者 YY, 高齢者模擬フィルタ着用, 白照明
– 27 –
3.4 結果
図 3.35 被験者 YY, 高齢者模擬フィルタ着用, 赤照明
図 3.36 被験者 YY, 高齢者模擬フィルタ着用, 青照明
赤照明および青照明の結果に記されている丸印は, 高齢者模擬フィルタ着用下での白照明
時の色命名と結果が異なった色票を示している.
– 28 –
3.4 結果
3.4.2
被験者 MT の比較結果
フィルタ着用無しの比較
赤照明時にオレンジ, 茶の応答が黄色へと変化し, 紫は赤方向の一部が桃へと変化した. ま
た, 青の応答は灰や紫へ変化したため, ほとんど残っていない. これらは赤みと青みの現象と
考えるとうまく説明できる.
青照明時は赤照明と異なり, 桃が紫に変化した. 赤照明時と同様に青の応答は減少している
が, 茶やオレンジが黄色へ変化することはなく, さらに緑応答がオレンジになっており, 赤照
明とは対照的にオレンジの範囲が広がっているのが分かる. これらは第 1 象限における輝度
の減少, 緑と青みの減少と考えるとうまく説明できる.
どちらの照明においても, 白照明時に比べ灰色の応答が増加している. また, 緑の応答はど
ちらの照明でも一定数保持されていることから安定していることが分かる.
色弱模擬フィルタ着用の比較
赤照明では, 白照明と異なる応答があまり見られない. 紫や緑, 茶などの一部が灰に変化し
ているが, さほど大きな変化ではない. これは色弱模擬フィルタがもともと赤色をカットする
性質を持っているために観察された結果であると推定できる. すなわち, フィルタ無し条件で
見られた赤みと青みの減少のうち赤みの減少が顕在化しなかったと考えると良い.
青照明時は, 白照明時の応答と大幅な変化が見られた. 灰が青黄方向にのびており, 紫は青
に, 緑は茶に, 大きく変化していることが分かる. これは赤みが反時計回りに回転しており
2,3 象限で赤みが減少,1,4 象限で赤みが増加しているとうまく説明でき, 本フィルタが青照明
のうちの赤（長波長成分）に及ぼす影響であると推定される.
このように色弱模擬フィルタ着用下では赤照明時と青照明時での. 応答に大きな違いが見
られるものの, どちらも応答に用いられる色名は白照明時と大きく変化していない.
– 29 –
3.4 結果
高齢者模擬フィルタ着用の比較
高齢者模擬フィルタを用いた場合でも, フィルタ着用無しの状態と同様に緑応答の安定が
見られる.
赤照明では, 青応答がほとんど灰に変化した. また, 赤方向の紫も桃に変化している. これ
はフィルタにより青（短波長）成分が吸収されたことにより, 青みが減少したためである. 白
照明時にはオレンジであった色票が茶や黄, 桃などさまざまに変化していることから不安定
な応答であることが分かるけれども, 基本的にはフィルタによる輝度（網膜照度）の低下で
あると推定される.
青照明では青応答が残ってはいるものの, 全体として見ると灰応答が増加したことが分か
る. また, 赤照明とは逆に桃が紫に変化する現象が見られた. これは照明光の青により, 青の
見えが強められたと考えるとうまく説明できる. 緑, オレンジが g 軸方向に向かって茶の応答
へ変化している. これは輝度の低下によるものであろう.
3.4.3
被験者 YM の比較結果
フィルタ着用無しの比較
赤照明時にも, 白照明時と応答が変化している色票が複数見られるが, 青照明ではその変化
が顕著である. 青照明時はシンボルの大きさが全体的に小さい. これは応答が不安定であるこ
とを示す. さらに,4 回の試行のうち 4 回とも異なる色命名を行った際に. 記す黒色のシンボ
ルが点々とみられることからも応答の不安定さが分かる結果である.
赤照明時には紫が桃, オレンジが黄の応答への変化が見られた. 赤照明時も青照明時も, 白
照明時との違いがよく見られるが, 緑の応答はこの結果でも安定していることが分かる.
– 30 –
3.4 結果
色弱模擬フィルタ着用の比較
被験者 YM の色弱模擬フィルタ着用の結果は, 赤照明, 青照明ともに, 白照明時との大きな
変化が見られた. まず, 色弱模擬フィルタを着用した白照明時と, フィルタ着用無しの白照明
時との結果が大きく異なっているのも特徴である. 全体的に見て, 赤緑応答が大幅に減少して
おり, 青黄応答だけが残っていることが分かる. この色弱模擬フィルタ着用下での白照明時
の結果から, 赤照明時, 青照明時はそれぞれ傾向は異なるがどちらも変化は大きい. 共通する
変化として, 全体に, 白照明時にはあまり見られなかった白色の応答が増加していることが挙
げられる. またどちらの照明の場合も, 赤, 緑が白色照明光の時よりも強めに出ている. 赤照
明時には, 白照明時に見られた紫と黄の応答が少しだが残っていることが分かる.
高齢者模擬フィルタ着用の比較
赤照明時には, 青とオレンジの応答が大幅に変化した. 青はほぼ灰色になっており, オレン
ジは桃や白に変化した. これらは青みと黄みが減少していることを示している.
青照明では色空間の中心付近に変化がよく見られたが, 赤照明ほどの応答の変化はなく, 白
照明時の応答とおおよそ似通った結果となった.
この結果でも, どちらの照明色でも緑応答の安定が見られた.
3.4.4
被験者 YY の比較結果
フィルタ着用無しの比較
赤照明時には青応答が大幅に減少し, ほとんどが紫応答へと変化した. 黄, オレンジ, 桃の
応答は時計回りにずれてきているのが分かる. この理由は現時点では不明である. 中心部の灰
の応答が増加し, 白照明時にはわずかに見られた茶の応答が消失した.
青照明では, 白照明時と大幅な変化が見られた. 白照明時にあった桃やオレンジ, 黄の応答
が全て変化し, 色票全体の青と紫の占める割合が大幅に増加した. 図の中心付近の緑や灰は青
– 31 –
3.4 結果
応答に変わり, 桃やオレンジ, 茶は紫応答へ変化しているのが分かる. 青と紫が中心によって
きたため, 灰の応答が右方向に大きく移動する結果となった. また, 多くの結果で安定してい
る緑もこの結果ではほぼ変化した. このことから, この被験者では色恒常性が微弱であること
が分かる.
色弱模擬フィルタ着用の比較
被験者 YY の色弱模擬フィルタ着用下の色応答は, フィルタ無し条件での応答（どちらも
白照明時）と大きく異なる結果となった. 青応答は紫や灰などに変化し, ほぼ見られなくなっ
た. また, 桃やオレンジ, 黄などの応答も大きく変化し, 色空間上では紫, 灰, 緑が大きく縦に
のびる形となっているのが分かる. この白色照明時の大幅な変化から, 被験者 YY では本フィ
ルタが赤みを強力に除去していることが分かる.
赤照明時にも大幅な変化が見られた. 白照明時に図の右側を大きく占めていた緑応答がほ
ぼ灰応答に変化し, 茶応答がわずかに増加するという結果となった. これは白照明時の緑を照
明光の赤が打ち消して無彩色（灰色）になったことを示しており, やはり色恒常性が微弱で
あると言える.
青照明時にも大幅な変化が見られたが, 赤照明時とはまた異なる色の変化である. 白照明時
には極端に少なかった青応答が増加し, 中心部の灰応答が大きく紫応答に変化した. また, 赤
照明時の応答変化と同様に緑応答が大幅に減少しているのも特徴である. しかし, こちらは赤
照明時とは異なり, 緑応答のほとんどが茶応答へと変化した. これらも, 赤照明光の時と同様
に, 単純に照明の青みと青に含まれる赤みが見えに加えられたと考えるとうまく説明できる.
高齢者模擬フィルタ着用の比較
赤照明時には灰応答の数が増加した. 青や緑, 茶などが灰へ変化し, 色の範囲が右方向へ大
きく伸びていることが分かる. 細かな点では紫が桃に, オレンジが桃へと変化した. しかし,
オレンジや桃の応答が見られる箇所のシンボルは白照明時よりも小さくなっており, フィル
– 32 –
3.4 結果
タ着用により応答がやや不安定になっていることが推定される.
青照明時には比較的応答の変化は少ない. 桃応答が全て紫に変化していることや, オレン
ジ応答の茶への変化が見られるが, 色空間全体を見たときの色の配置は白照明時とあまり変
わっていない。青応答は白照明時とほぼ変化しておらず, 緑と紫もそれぞれ多少増減はした
ものの, 色空間上での位置はほぼそのままである.
赤照明時と青照明時ではどちらも灰応答が増加していることが共通点として挙げられる.
しかし, 青照明時のシンボルに比べて赤照明時のシンボルは大きさにばらつきが見られ, 特に
小さいシンボルが多く見られることから不安定な結果であると言える.
3.4.5
被験者全体の傾向
フィルタ無しの白照明時の応答はどの被験者もほぼ同じ結果であったが, 照明色や各フィ
ルタによってはそれぞれ大きく異なる結果も見られた.
フィルタ着用状態や照明色が変わっても, 最も安定して応答が得られるのは緑であること
が分かった. 一部の結果を除き, ほとんどの場合で緑応答は安定しており被験者にもあまり左
右されない結果となった.
また, どの被験者でも, 色弱模擬フィルタの着用時には, フィルタ着用無しでの白照明時の
結果とは異なる結果が得られた. これは色弱模擬フィルタの模擬する色の見えが日常的に体
験し得ないものであることから生じた結果であると推定できる.
フィルタ着用下や照明色が変化した場合でも, 白照明時の結果と極端に異なる結果などは
見られなかったことから, 被験者 MT は本実験の被験者のうち最も色恒常性が機能している
と考えられる. 一方, 被験者 YY は青照明時や色弱模擬フィルタ着用時に, フィルタ着用無し
の白照明時とは極端に大きく異なる結果が見られた. この結果から, 被験者 YY は色恒常性
がさほど働いていないと考えられる.
被験者 YM の結果は, 傾向としては被験者 MT に近く, 色恒常性も機能していると考えら
れるが, シンボルの大きさが他の被験者に比べて小さい傾向にあるため, 不安定であることが
分かる.
– 33 –
3.4 結果
3.4.6
色恒常性の弱さの比較
これらの比較から, 色命名の結果が白照明時の結果と異なった色票枚数を表 3.1 に示す.
フィルタ着用無し条件と各フィルタ着用時では一部を除いて枚数に大幅な違いは見られな
かったことから, 必要十分な色恒常性が生じていると推定できる.
被験者 MT の赤照明時の結果を見ると, フィルタ無し条件よりも色弱模擬フィルタ着用下
の方が, 白照明時と異なった色票枚数が大幅に少ないことが分かる. これは色弱模擬フィルタ
に赤色をカットする性質があるため, 照明色（赤色）にさほど影響を受けなかったことから
生じた結果であると推定できる.
表 3.1
被験者
被験者 MT
被験者 YM
被験者 YY
3.4.7
色命名が白照明時の結果と異なった色票枚数
フィルタ
赤照明
青照明
合計
フィルタ着用無し
58 枚
66 枚
124 枚
色弱模擬フィルタ着用
32 枚
76 枚 (+15%)
108 枚
高齢者模擬フィルタ着用
52 枚
57 枚
109 枚
フィルタ着用無し
56 枚
76 枚
132 枚
色弱模擬フィルタ着用
77 枚 (+38%)
95 枚 (+25%)
172 枚（+30%）
高齢者模擬フィルタ着用
74 枚 (+32%)
48 枚
122 枚
フィルタ着用無し
58 枚
72 枚
130 枚
色弱模擬フィルタ着用
49 枚
83 枚 (+15%)
132 枚 (+1.5%)
高齢者模擬フィルタ着用
62 枚 (+7%)
50 枚
112 枚
色弱模擬フィルタ着用条件
色弱模擬フィルタを使用した場合に, 被験者 MT（図 3.1）は典型的な変化を示した. フィ
ルタ特性による刺激網膜照度の低下と長波長光成分の減少から, 桃, オレンジや黄色の応答
– 34 –
3.4 結果
が, 茶応答に変化する傾向が見られた.
また青照明光の時に, 青応答が復活する傾向も見られた. 色弱模擬フィルタを通しても,L
錐体と M 錐体の信号は少し残る. そのため, 赤緑反対色チャンネルにおける【L 錐体信号＋
微少な S 錐体信号】が S 錐体の効果で【M 錐体信号】より多くなり, 赤の見えが生じ, 白照
明下では紫に見える. しかし, 青照明下では（長波長成分が無くなり）赤の L 錐体信号が無
くなるため, 赤の見えが無くなる. そのため青照明下で青だけが残るという結果になると考え
られる. これらのことから, フィルタ無し応答にフィルタの影響を加味することで, 応答がお
おむね説明可能であることが分かる.
一方で, 色恒常性があまり強くない被験者 YY（図 3.3）においては, 白色照明光では, 桃が
灰色応答に, オレンジが緑応答になるような赤系の応答が減少する一方で, 青が紫応答になる
など, 一部に矛盾する応答も観察された. また緑応答が大きく下がる現象は, この被験者での
み観察された.
3.4.8
高齢者模擬フィルタ着用条件
高齢者模擬フィルタを使用した場合は, フィルタ無し条件とあまり応答に違いはなかった.
ただし, 被験者 MT（図 3.1）で, 短波長領域の吸収が増加しているのにも関わらず青応答が
増加した点については, 現段階での結果からは説明ができない.
その一方で, 被験者 YY（図 3.3）で, より短波長側である緑の応答が減ったり, 青の応答が
灰色応答に変化することは, フィルタ特性から予想されるとおりである.
– 35 –
第4章
考察
4.1
色弱模擬フィルタ着用の影響
被験者 YY（図 3.3）の一部の結果を除けば, フィルタ特性から予測されるように色応答が
典型的変化を示すことは, フィルタ着用下での色恒常性が, 単純に予想できることを意味す
る. これは, 照明推定や背景刺激を利用した物体分光反射率推定や統計的推定（二次統計量や
ベイズ確率の利用）などの複雑な計算ではなく, 錐体順応効果などの単純な機構で色恒常性
が起こることを, より支持する.
ただし, この推測は, 計算論的に色恒常性が生じるとの推測を示す別の研究（田中による）
とは逆の結果であるように見える [6]. 現時点までの結果や解析では, この矛盾を解消するよ
うな説明は得られていない.
4.2
高齢者模擬フィルタ着用の影響
高齢者模擬フィルタの使用は, カテゴリカルカラーネーミング法によって得られる結果の
範囲では, ほとんど色恒常性には影響しない. 高齢者模擬フィルタが, 高齢者の水晶体濃度の
模擬であることを考えると, 高齢者において, 加齢による色恒常性への影響は微少であること
を示す結果である。また, 加齢による補償があるため, 実際には加齢による色恒常性への影響
はさらに少ないと考えられる.
– 36 –
4.3 被験者間の差違
4.3
被験者間の差違
被験者間で色恒常性の度合いや傾向に比較的大きな差違がある場合でも, 色弱模擬フィル
タや高齢者模擬フィルタの効果そのものについての差違は少なかった. このことは, 特に模擬
の手法の観点から, 色恒常性に対する加齢の影響は, 被験者によらず微少であることを示唆し
ていると考えられる.
– 37 –
第5章
結論
本研究の結果から, 高齢者および色弱模擬フィルタ着用下での色恒常性が明らかとなった.
色弱模擬フィルタを着用した場合は, 色応答がフィルタ特性から予想される典型的な反応
を示した. このことから色弱模擬フィルタ着用した際の色恒常性が単純に予想できることが
分かった. つまり, 色恒常性は単純な機構により起こる可能性があるということである. 一方
で, 計算論的に色恒常性が生じるというデータ [6] も見られていることから, 今後のさらなる
研究が必要である.
高齢者模擬フィルタ着用下では, フィルタ無しの条件とほぼ変わらない結果が得られた. こ
の結果から, 加齢による色恒常性への影響はさほどないということが判明した.
以上の結果から, 高齢および色弱模擬フィルタの着用そのものは色恒常性自体には大きな
変化を及ぼさないことが分かった. しかし, 色恒常性がどういったメカニズムで発生するのか
は依然不明なままである. 今後の課題としては,2 色覚者や実際の高齢者におけるデータを取
得し, 色恒常性効果の比較を行うことが挙げられる. その結果が, 色恒常性機構の解明の一助
となると考えられる.
– 38 –
謝辞
本研究を進めるにあたり, 多くの方々に御世話になりました. ここに深く感謝の意を表し
ます.
本研究及び研究室配属から, 指導教員である篠森敬三先生には多大なご指導を頂きました.
学部生でありながら日本視覚学会にも参加させて頂き, 大変貴重な体験をすることができま
した. 心より感謝いたします. また, 副査を快く引き受けて下さった繁桝博昭先生, 吉田真一
先生, そして情報学群の先生方皆様に感謝いたします.
そして, 共に実験および研究を行った田中いづみさん, お忙しい中被験者をしていただいた
MT さん,MY さん,YY さん, 本当にありがとうございました. 研究にあたって御世話になっ
た篠森研究室の皆様に感謝いたします.
本研究は科学研究費 [24300085，24650109] の支援を受けました.
– 39 –
参考文献
[1] R.Ma, K.Kawamoto and K.Shinomori, AIC2012.
[2] 橋田, 田中, 篠森, 日本視覚学会冬季大会, 1p18, 2013.
[3] 篠森敬三, 内川惠二, 視覚 I ∼視覚系の構造と初期機能∼, 朝倉書店（東京）, 2007.
[4] S. Nakauchi and K. Shinomori, ICVS2011, Kongsberg, Norway.
[5] 宮澤佳苗, 中内茂樹, 篠森敬三, カラーユニバーサルデザインツールとしての色弱模擬
フィルタ, 日本色彩学会誌 vol.32 No.1，pp.31-36 (2008)
[6] 田中, 橋田, 篠森, 日本視覚学会冬季大会, 1p19, 2013.
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