JPH07174631A - 皮膚の測色方法及び分光反射スペクトルの推定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 皮膚の測色を容易かつ正確に行えるように、
カラービデオカメラの出力値に基づいて皮膚の三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、さらに、得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、
Ｚに基づいて、分光反射スペクトルを精度よく推定でき
るようにする。 【構成】 予め、所定の観察対象物をカラービデオカメ
ラにより撮影してカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを得、一
方、該観察対象物を分光測色器により測色して三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂと分光測
色器により得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚとの変換マトリ
クスを、カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも２次の
項までを使用するマトリクスとして重回帰分析により決
定する。この変換マトリクスを使用して、任意の皮膚に
対するカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
に変換する。さらに、得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚか
ら、主成分分析法により皮膚の分光反射スペクトルを推
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、皮膚の測色方法及び
分光反射スペクトルの推定方法に関する。更に詳しく
は、この発明は、カラービデオカメラにより皮膚を撮影
して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）についての出力値
Ｒ、Ｇ、Ｂを得、このＲ、Ｇ、Ｂの出力値に基づいて三
刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求める皮膚の測色方法、さらに、得
られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて皮膚の分光反射ス
ペクトルを推定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、皮膚に所望の色を得るために
ファンデーションや口紅等の化粧料を施すことがなされ
ているが、化粧品の外観色とその化粧品を実際に皮膚に
塗布した後の塗布色とは大きく異なることから、化粧を
する者は、当該化粧品を皮膚に塗布した後の塗布色を推
定することが困難となっている。したがって、所望の皮
膚の色を得るために最も適した化粧品を選択することも
困難となっている。

【０００３】このため、予め種々の皮膚をカラービデオ
カメラで撮影し、その際のＲ、Ｇ、Ｂの出力値を測色結
果として記録し、さらにその皮膚に特定の化粧を施した
場合のＲ、Ｇ、Ｂの出力値を求めると共にその場合の質
感（観察者にどのように感じられるかということ）を記
録し、化粧の前後のデータとして蓄積しておく。そし
て、新たに化粧品を選定する皮膚に対し、同様にカラー
ビデオカメラで撮影してＲ、Ｇ、Ｂの出力値を得、その
Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値を蓄積しておいたデータに対して参
照することにより当該皮膚に施すべき化粧の種類や量を
決定することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カラービデオカメラを用いた測色方法において、測色結
果として使用しているＲ、Ｇ、Ｂ値は、人が当該皮膚を
観察したときにどのような色に見えるかという三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚやどのように感じられるかという質感とは異
なる。このため、Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値により皮膚の色を
良好に評価することはできないという問題があった。ま
た、皮膚や化粧品の光学物性は多種多様であるから、あ
らゆる種類の皮膚に任意の化粧品を適用した場合のその
皮膚のＲ、Ｇ、Ｂ値や質感をデータとして蓄積しておく
ことは不可能である。このため、当該皮膚をカラービデ
オカメラを用いて測色し、その測色結果に基づいて化粧
品を選択しても所望の色や質感が得られないという問題
があった。

【０００５】一方、化粧品を施した皮膚の塗布色を推定
することは、化粧品を開発するうえでも重要である。し
かし、従来の方法においては、任意の皮膚に任意の化粧
品を施した塗布色を正確に推定することはできないの
で、実際の開発プロセスにおいては試作品を作製しては
塗布試験を行うという試行錯誤的なプロセスが多く入ら
ざるを得ず、効率良い製品開発が妨げられるという問題
があった。

【０００６】このようにな問題に対しては、カラービデ
オカメラを用いることなく分光測色器を使用して測色
し、正確に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求めることも考えられ
る。しかしながら、分光測色器では多点同時に測色する
ことができないので次のような問題が生じる。即ち、一
般に化粧を施す顔は、額、頬、鼻、唇、顎、首筋等のよ
うにそれぞれ質感が異なる複数の領域からなるので、測
色する際には各領域に属する多点を測色することが必要
となる。このため、多点同時に測色することができない
分光測色器で測色する場合には個々の測定点について別
個に測定を繰り返さなくてはならない。よって、測定の
手間が非常に繁雑になり、現実的に使用し得る測色方法
とはならない。

【０００７】また、カラービデオカメラを使用して測色
するにあたり、カラービデオカメラの画像入力の感度が
人の目の等色関数に適合するようにビデオカメラを設計
することも考えられる。しかし、この方法は技術的コス
ト的に容易でない。

【０００８】この発明は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、従来のカラービデオカメ
ラを使用して皮膚を測色するにあたり、正確に三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚが求められるようにすること、また、三刺激
値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて分光反射スペクトルも推定でき
るようにし、これにより任意の皮膚に任意の化粧品を施
した塗布色を正確に予測できるようにすることを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明者らは、カラー
ビデオカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂと三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
との変換マトリクスを、カラービデオカメラの出力値
Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも２次の項までを使用すると変換
精度良く求められること、また、主成分分析を適用する
ことにより三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから皮膚の分光反射スペ
クトルも良好に推定できることを見出し、この発明を完
成させるに至った。

【００１０】即ち、この発明は、皮膚をカラービデオカ
メラで撮影して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）について
の出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを得、そのカメラの出力値Ｒ、Ｇ、
Ｂに基づいて皮膚を測色する方法において、予め、所定
の観察対象物をカラービデオカメラにより撮影してカメ
ラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを得、一方、該観察対象物を分光
測色器により測色して三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、カメ
ラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂと分光測色器により得られた三刺
激値Ｘ、Ｙ、Ｚとの変換マトリクスを、カメラの出力値
Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも２次の項までを使用するマトリ
クスとして重回帰分析により決定し、この変換マトリク
スを使用して、任意の皮膚に対するカメラの出力値Ｒ、
Ｇ、Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換することを特徴とす
る皮膚の測色方法を提供する。

【００１１】また、この発明は、上述のようにして得ら
れた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから主成分分析法により皮膚の
分光反射スペクトルを推定する分光反射スペクトルの推
定方法を提供する。

【００１２】以下、この発明を図面に基づいて詳細に説
明する。

【００１３】図１は、この発明の方法の全体的な概要を
表した図である。同図のように、この発明において顔等
の観察対象物の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを得る場合には、ま
ず工程Ａによりカラービデオカメラを使用して観察対象
物を撮影してＲ、Ｇ、Ｂの出力値を得、次に、得られた
Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値を工程Ｂにより三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
に変換する。さらにこの発明において観察対象物の分光
反射スペクトルを求める場合には、工程Ｂで得た三刺激
値Ｘ、Ｙ、Ｚを工程Ｃにより分光反射スペクトルに変換
する。以下、各工程についてそれぞれ詳細に説明する。

【００１４】工程Ａは上述のように、観察対象物をカラ
ービデオカメラを使用して撮影し、Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値
を得る工程である。ここで、Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値を得る
に際しては、表面光沢やつや等として認識されるところ
の表面凹凸状態に影響されることなく、色に関する情報
だけが出力値として得られるようにすることが好まし
い。そのためには、公知の方法にしたがって画像入力部
に偏光フィルターを使用し、観察対象物の表面反射光を
カットし、内部反射光だけが受光されるようにすればよ
い（例えば、特開平２−２０６４２６号公報、特願平５
−２４７５２３号明細書等）。

【００１５】なお、カラービデオカメラとしては市販の
ものを使用することができる。

【００１６】工程Ｂでは、工程Ａで得た出力値Ｒ、Ｇ、
Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換する。この場合、出力値
Ｒ、Ｇ、Ｂが入射輝度に対して直線関係をもたない場合
には、変換に先立って出力値Ｒ、Ｇ、Ｂが入射輝度に対
して直線関係をもつように補正しておくことが好まし
い。即ち、カラービデオカメラで観察対象物を撮影した
ときの出力値Ｒ_０、Ｇ_０、Ｂ_０は、一般に、それぞれ次
式（１）〜（３）のように表される。

【００１７】

【数１】 （式中、Ｅ（λ）は光源の放射スペクトル、Ｏ（λ）は
分光反射率、ｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）は、それぞ
れレンズ、紫外線カットフィルタ及び偏光フィルタの分
光透過特性と色分解フィルタの分光透過特性と撮像素子
の分光変換特性の積である分光撮像特性を表す。） しかし、実際には種々の処理により非線形性が伴うので
この非線形性を関数ｆｒ、ｆｇ、ｆｂで表すと、実際の
出力値Ｒ、Ｇ、Ｂは、次式（４）〜（６）のように表さ
れる。

【００１８】

【数２】 （式中、Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂは、それぞれホワイトバラン
ス係数を表す。） このため、一般にカラービデオカメラの出力値Ｒ、Ｇ、
Ｂは入射輝度に対して直線関係を示さなくなる。しか
し、出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを精度よく三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに
変換するためには、出力値Ｒ、Ｇ、Ｂは入射輝度に対し
て直線関係にあることが好ましい。そこで、出力値Ｒ、
Ｇ、Ｂが入射輝度に対して直線関係を有するように補正
することが好ましい。この場合の補正方法としては特に
制限はなく、例えば、重回帰分析により出力値Ｒ、Ｇ、
Ｂの２次の項までを使用して補正式を求めればよい。

【００１９】この発明の工程Ｂにおいて、カラービデオ
カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂ（好ましくは上述のように補
正した出力値Ｒ、Ｇ、Ｂ）を三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚへ変換
する方法としては、出力値Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも２次
の項までを使用し、その変換マトリクスを求める。即
ち、観察対象物の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、次式（７）〜
（９）のように表される。

【００２０】

【数３】 （式中、Ｋは定数、Ｅｓ（λ）は標準光源の放射特性、
Ｏ（λ）は観察対象物の分光反射率、ｘ（λ）、ｙ
（λ）、ｚ（λ）はそれぞれ等色関数を表す。） このように式（７）〜（９）で表される三刺激値Ｘ、
Ｙ、Ｚは、その等色関数がカラービデオカメラの色分解
特性とは異なるために、式（１）〜（３）又は式（４）
〜（６）で表されるカラービデオカメラの出力値Ｒ、
Ｇ、Ｂとは異なったものとなる。したがって、カラービ
デオカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂにより実際の見えである
質感を良好に評価することはできない。カラービデオカ
メラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいて実際の見えである質
感を良好に評価できるようにするためには、カラービデ
オカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変
換することが必要となる。

【００２１】これまでに、カラービデオカメラの出力値
Ｒ、Ｇ、Ｂを線形変換することにより、平均色差△Ｅ^＊
ａｂ＝４．６で出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
に変換できることが報告されている（池田、阿部、檜
垣、中道、「カラービデオカメラの最適色合わせ」、テ
レビジョン学会誌、４４、１７５０（１９９０））。し
かしながら、肌色は人間の識別能の高い色であるため、
このような平均色差の値では肌色に関しては変換精度が
十分とはいえない。

【００２２】そこでこの発明においては、例えば、次式
（Ｉ）のように、

【００２３】

【数４】 Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値の２次の項までを使用してＲ、Ｇ、
Ｂの出力値と三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚとの変換マトリクスを
求める。より具体的には、特定の観察対象物をカラービ
デオカメラで撮影してその出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを得ると共
に分光測色器でもその観察対象物を測色して三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚを求める。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値を三
刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換する変換マトリクスＭを、その
変換により求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚと分光測色器によ
り直接的に求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚとの差が最小とな
るように、重回帰分析により決定する。これにより、変
換精度の高い変換マトリクスを求めることができる。な
お、このように変換マトリクスを求めるに際しては、
Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値の少なくとも２次の項までを使用す
ればよく、必要に応じて更に高次の項を使用してもよ
い。

【００２４】変換マトリクスを求めた後は任意の皮膚を
このカラービデオカメラで撮影してその出力値Ｒ、Ｇ、
Ｂを得、上述のように決定した変換マトリクスを使用し
て、得られたＲ、Ｇ、Ｂ値を三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換
する。こうしてカラービデオカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂ
から三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求めることにより、任意の皮
膚に対して、観察者が実際に感じられる色や質感に即し
た評価をすることが可能となる。

【００２５】この発明の工程Ｃにおいては、工程Ｂで求
めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから皮膚の分光反射スペクトル
を主成分分析法を使用して推定する。

【００２６】即ち、当該皮膚の４００〜７００ｎｍ可視
光領域の分光反射スペクトルを、その皮膚の三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚの３つの値から求めることは一般に不可能で
ある。しかし、皮膚の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚからその皮膚
の分光反射スペクトルを推定する場合に、３つの主成分
を用いると、額については累積寄与率９８．１％、頬に
ついては９７．２％、唇については９８．０％で復元で
きることが報告されている（Ｊ．Ｓｏｃ．Ｃｏｓｍｅ
ｔ．Ｃｈｅｍ．Ｊａｐａｎ，Ｖｏｌ１３，Ｎｏ．１，７
（１９７９））。そこで、この発明においてはこれらの
主成分分析の手法を利用し、工程Ｂで得た三刺激値Ｘ、
Ｙ、Ｚから皮膚の分光反射スペクトルを推定する。

【００２７】この場合、分光反射スペクトルを推定すべ
き皮膚の平均的な色をベースとして主成分分析すると第
３主成分までの累積寄与率を向上させることが可能とな
るので好ましい。例えば、分光反射率Ｏ（λ）が次式
（１０）のように表されるとして、主成分分析を行う。

【００２８】

【数５】 （式中、Ｏ^- （λ）は肌色の平均値Ｐ_１（λ）、Ｐ
_２（λ）、Ｐ_３（λ）はそれぞれ主成分、Ｗ_１、Ｗ_２、
Ｗ_３はそれぞれ主成分得点（重み）である。） この式（１０）を前述の式（７）〜（９）に代入する
と、次式（１１）〜（１３）が得られる。

【００２９】

【数６】 主成分ｉ（ｉ＝１、２又は３）による三刺激値Ｘ、Ｙ、
Ｚの増加分をＸｉ、Ｙｉ、Ｚｉ、平均値をＸ^- 、Ｙ^- 、
Ｚ^- とすると、上記の式（１１）〜（１３）は、次式
（１４）〜（１６）と表される。

【００３０】

【数７】 これを行列式で表すと次式（１７）となる。

【００３１】

【数８】 即ち、主成分得点Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３は三刺激値Ｘ、Ｙ、
Ｚと次式（１８）の関係を有することとなる。

【００３２】

【数９】 これにより、任意の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに対して主成分
得点Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３を求めることが可能となり、得ら
れた主成分得点Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３を式（１０）に代入す
ることにより分光反射スペクトルＯ（λ）を推定するこ
とが可能となる。

【００３３】以上、肌色の分光反射スペクトルＯ（λ）
を推定する場合について説明したが、同様に当該皮膚の
平均色を適宜定めて主成分分析することにより、任意の
皮膚の分光反射スペクトル、例えば唇などの分光反射ス
ペクトルを高い精度で推定することが可能となる。

【００３４】こうして得られた分光反射スペクトルは化
粧品の開発プロセスにおいて非常に有用なものとなる。
例えば、化粧品の分光反射スペクトルと皮膚の分光反射
スペクトルとを合わせて解析することにより、その皮膚
にその化粧品を塗布した場合の塗布色を良好に推定する
ことが可能となる。

【００３５】また、こうして得られた分光反射スペクト
ルと、別途測定した観察対象物の凹凸情報を合わせて解
析することにより、例えば、皮膚自体の色による暗さと
陰影による暗さとを正確に識別できるようになる。よっ
て、観察対象物の総合的なテクスチャの評価を良好に行
うことが可能となる。

【００３６】

【作用】この発明の測色方法によれば、皮膚をカラービ
デオカメラで撮影して得た出力値Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいて
測色するので、容易に皮膚を多点同時に測色することが
可能となる。

【００３７】また、この発明の測色方法によれば、カラ
ービデオカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、
Ｚに変換する変換マトリクスを求める際に、所定の観察
対象物について、予めカラービデオカメラの出力値Ｒ、
Ｇ、Ｂを求めると共に分光測色器により三刺激値Ｘ、
Ｙ、Ｚを求め、そのカラービデオカメラの出力値Ｒ、
Ｇ、Ｂの少なくとも２次の項までを使用して、カメラの
出力値Ｒ、Ｇ、Ｂと分光測色器により得られた三刺激値
Ｘ、Ｙ、Ｚとの変換マトリクスを重回帰分析により求め
る。したがって、この変換マトリクスを使用することに
より、任意の観察対象物について、高い変換精度でカラ
ービデオカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、
Ｚに変換することが可能となる。

【００３８】さらに、この発明の分光反射スペクトルの
推定方法によれば、カラービデオカメラの出力値Ｒ、
Ｇ、Ｂに基づいて得た三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに対して主成
分分析を適用し、分光反射スペクトルを推定するので、
分光測色器を使用することなく分光反射スペクトルを得
ることが可能となる。

【００３９】

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。

【００４０】実施例１ ［入射輝度感度特性の補正］観察対象物として、表１に
示す９枚の無彩色色票（No.1〜9 ）を用意した。また、
カラービデオカメラとして、高精細静止画カメラ（ニコ
ン社製、ＨＣ−１５００）を使用し、硫酸バリウム板で
白バランス補正を行い、上記の各色票を撮影し、そのと
きのカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを求めた。この場合、光
源には色温度５７００Ｋのメタルハライドランプ（ＲＤ
Ｓ社製、ＨＭＩライト）を使用し、紫外線カットフィル
タを使用した。また、光源及びカメラの前面には偏光板
を装着して観察対象物の表面反射光を除去して撮影し
た。

【００４１】この撮影においては、撮影する色票に応じ
てカメラへの入射輝度が変化するが、このときの入射輝
度（相対輝度）と得られたカメラのＲ、Ｇ、Ｂの出力値
との関係を図２に示した。

【００４２】

【表１】 三刺激値 色票Ｎｏ． Ｘ Ｙ Ｚ １ ６５．４０ ６６．７０ ７５．８０ ２ ５５．００ ５６．３０ ６５．６０ ３ ４７．２０ ４８．３０ ５６．８０ ４ ２７．８０ ２８．５０ ３４．４０ ５ １９．００ １９．５０ ２３．８０ ６ １５．００ １５．４０ １９．００ ７ １１．７０ １２．００ １５．００ ８ ６．６５ ６．８１ ８．５５ ９ ４．４９ ４．５８ ５．６５ 図２に示したように、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれの出力値も入
射輝度と直線関係になかった。これは前述の式（４）〜
（６）の非線形関数ｆｒ、ｆｇ、ｆｂによると思われ
る。カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを精度よく三刺激値Ｘ、
Ｙ、Ｚに変換するためには、出力値Ｒ、Ｇ、Ｂは入射輝
度に対して直線関係にあることが好ましいから、次式
（１９）〜（２１）のようにＲ、Ｇ、Ｂの２次関数でフ
ィッティングを行った。

【００４３】

【数１０】 このようにフィッティングを行った結果、図３に示すよ
うに、補正後のＲ' 、Ｇ' 、Ｂ' は入射輝度に対して良
好な直線関係を示した。また、フィッティング後の各Ｒ
' 、Ｇ' 、Ｂ' と入射輝度との相関係数は１．００であ
った。

【００４４】［出力値Ｒ' 、Ｇ' 、Ｂ' の三刺激値Ｘ、
Ｙ、Ｚへの変換］肌色領域のサンプルとして色票３９枚
（マンセル表色系の色相Ｈ＝０ＹＲ〜１０ＹＲ、明度Ｖ
＝５〜８、彩度Ｃ＝２〜５）を用意し、それらをカラー
ビデオカメラで撮影し、前述のように出力値Ｒ' 、Ｇ'
、Ｂ' を求めた。一方、分光測色器（ミノルタ社製、
ＣＭ１０００）を使用して上記色票３９枚のそれぞれに
ついて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ（Ｃ光源、２°視野）を求め
た。そして、次式（２２）のように、２次の項まで含む
カメラの出力値Ｒ' 、Ｇ' 、Ｂ' と、分光測色器により
求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚとの変換マトリクスＭ_(i) を
重回帰分析により求めた。

【００４５】

【数１１】 その結果、次の変換マトリクスＭ_(i) が得られた。但
し、以下にはＭ_(i) の転置行列Ｍ_(i) ^T を示す。

【００４６】

【数１２】 各色票について、この変換マトリクスＭ_(i) を使用して
カメラの出力値Ｒ' 、Ｇ' 、Ｂ' を三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
に変換し、それに基づいてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊（ＣＩＥ１９７
６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊）を求め、一方、分光測色器により得た
三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊を求め、両
者の色差（△Ｅ^＊ａｂ）を求めた。この結果を図４に示
す。ここで、平均の色差は０．６０であった。また、最
大色差は１．９であった。この実施例の結果から、この
発明の方法によれば、カメラの出力値から三刺激値Ｘ、
Ｙ、Ｚに精度よく変換できることがわかる。

【００４７】比較例１ カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂから三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚへの
変換マトリクスを求めるにあたり、カメラの出力値Ｒ'
、Ｇ' 、Ｂ' の１次の項までを使用する以外は実施例
１と同様にし、次式（２３）のマトリクスＭ_(ii)を求め
た。

【００４８】

【数１３】 その結果、次の変換マトリクスＭ_(ii)が得られた。但
し、以下にはＭ_(i) の転置行列Ｍ_(i) ^T を示す。

【００４９】

【数１４】 各色票について、この変換マトリクスＭ_(ii)を使用して
カメラの出力値Ｒ' 、Ｇ' 、Ｂ' を三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
に変換し、それに基づいてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊を求め、一方、
分光測色器により得た三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいてＬ
^＊ａ^＊ｂ^＊を求め、両者の色差（△Ｅ^＊ａｂ）を求め
た。この結果を図５に示す。ここで、平均の色差は０．
９９、最大色差は２．３であった。実施例に比べて変換
精度が劣っていることがわかる。

【００５０】比較例２ カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂから三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚへの
変換マトリクスを求めるにあたり、カメラの出力値とし
て入射輝度感度特性の補正をする前のＲ、Ｇ、Ｂを使用
し、かつカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂの１次の項までを使
用する以外は実施例１と同様にし、次式（２４）のマト
リクスＭ_(iii) を求めた。

【００５１】

【数１５】 その結果、次の変換マトリクスＭ_(iii) が得られた。但
し、以下にはＭ_(iii)の転置行列Ｍ_(iii) ^T を示す。

【００５２】

【数１６】 各色票について、この変換マトリクスＭ_(iii) を使用し
てカメラの出力値Ｒ'、Ｇ' 、Ｂ' を三刺激値Ｘ、Ｙ、
Ｚに変換し、それに基づいてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊を求め、一
方、分光測色器により得た三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づい
てＬ^＊ａ^＊ｂ^＊を求め、両者の色差（△Ｅ^＊ａｂ）を求
めた。この結果を図６に示す。ここで、平均の色差は
２．００、最大色差は６．４であった。実施例１だけで
なく比較例１に対しても変換精度が劣っていることがわ
かる。したがって、変換精度を向上させるためには、カ
メラの出力値に対して入射輝度感度特性の補正をするこ
とが有効であることがわかる。

【００５３】実施例２ ２０代〜５０代の女性５４名の頬部と口元の２箇所、合
計１０８箇所を観察対象とし、それら各々について分光
測色器により分光反射スペクトルを測定した。図７に、
これらの観察箇所のＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間
内での色分布を示す。この色分布は、マンセル表色系の
Ｈ＝２ＹＲ〜８ＹＲ、Ｖ＝５〜７、Ｃ＝２〜５に相当す
るものである。

【００５４】また、この測色データに基づいて主成分分
析を行った。図８に各主成分の累積寄与率を示す。同図
から、第３主成分までの累積寄与率９９．５％で皮膚の
分光反射スペクトルを推定できることがわかる。なお、
この主成分分析で得られた各主成分のスペクトルを図９
に示す。

【００５５】次に、各観察対象箇所を高精細静止画カメ
ラ（ニコン社製、ＨＣ−１５００）で撮影してその出力
値Ｒ、Ｇ、Ｂから実施例１と同様にして三刺激値Ｘ、
Ｙ、Ｚを求め、上述の主成分分析結果に基づいてその観
察対象箇所の分光反射スペクトルを推定した。この結果
を図１０に示す。図１０には、参考のため、分光測色器
で実測し分光反射スペクトルも合わせて示す。これによ
り、主成分分析により推定した分光反射スペクトルは実
測したスペクトルとほぼ完全に一致することがわかる。

【００５６】

【発明の効果】この発明によれば、カラービデオカメラ
を使用して観察対象とする皮膚の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを
求めることが可能となり、よって皮膚を正確に測色する
ことが可能となる。また、得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
に基づいて分光反射スペクトルを精度よく推定すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法の概略図である。

【図２】カラービデオカメラにおける入射輝度と出力値
Ｒ、Ｇ、Ｂとの関係図である。

【図３】カラービデオカメラにおける入射輝度と入射輝
度感度特性の補正後の出力値Ｒ、Ｇ、Ｂとの関係図であ
る。

【図４】実施例において、カラービデオカメラの出力値
から求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚと分光測色器で求めた
Ｘ、Ｙ、Ｚとの色差（△Ｅ^＊ａｂ）の分布図である。

【図５】比較例において、カラービデオカメラの出力値
から求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚと分光測色器で求めた
Ｘ、Ｙ、Ｚとの色差（△Ｅ^＊ａｂ）の分布図である。

【図６】比較例において、カラービデオカメラの出力値
から求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚと分光測色器で求めた
Ｘ、Ｙ、Ｚとの色差（△Ｅ^＊ａｂ）の分布図である。

【図７】実施例における観察対象箇所の色の分布図であ
る。

【図８】実施例における分光反射スペクトルの主成分と
その累積寄与率との関係図である。

【図９】皮膚の分光反射スペクトルの各主成分のスペク
トルである。

【図１０】実施例で推定した分光反射スペクトルと分光
測色器により実測した分光反射スペクトルである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 皮膚をカラービデオカメラで撮影して赤
   （Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）についての出力値Ｒ、Ｇ、
   Ｂを得、そのカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいて皮膚
   を測色する方法において、予め、所定の観察対象物をカ
   ラービデオカメラにより撮影してカメラの出力値Ｒ、
   Ｇ、Ｂを得、一方、該観察対象物を分光測色器により測
   色して三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、カメラの出力値Ｒ、
   Ｇ、Ｂと分光測色器により得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ
   との変換マトリクスを、カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂの少
   なくとも２次の項までを使用するマトリクスとして重回
   帰分析により決定し、この変換マトリクスを使用して、
   任意の皮膚に対するカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを三刺激
   値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換することを特徴とする皮膚の測色方
   法。
2. 【請求項２】 カメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂが入射輝度に
   対して直線関係を有するようにカメラの出力値Ｒ、Ｇ、
   Ｂを補正し、この補正したカメラの出力値Ｒ、Ｇ、Ｂと
   分光測色器により得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚとの変換
   マトリクスを求める請求項１記載の皮膚の測色方法。
3. 【請求項３】 皮膚をカラービデオカメラで撮影する際
   に、皮膚の内部反射光に基づく出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを得る
   請求項１又は２記載の皮膚の測色方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の方法によりカラービデオ
   カメラ出力値Ｒ、Ｇ、Ｂを三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換
   し、得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから主成分分析法によ
   り皮膚の分光反射スペクトルを推定する分光反射スペク
   トルの推定方法。
5. 【請求項５】 主成分分析を行う際に、皮膚の分光反射
   スペクトルを皮膚の平均色と第１主成分〜第３主成分と
   の線形和で表す請求項４記載の分光反射スペクトルの推
   定方法。