JP3904548B2

JP3904548B2 - 関連度の表示装置、表示方法、ならびに、プログラム

Info

Publication number: JP3904548B2
Application number: JP2003370327A
Authority: JP
Inventors: 寿之猪子
Original assignee: TEAM LAB Inc
Current assignee: TEAM LAB Inc
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2023-10-30
Also published as: JP2005135150A

Description

本発明は、複数の項目相互の関連度を適切に表示するのに好適な表示装置、表示方法、ならびに、これらをコンピュータ上で実現するためのプログラムに関する。

互いに関連する複数の情報項目について、当該関連度の様子を把握しやすいようにユーザに提示する技術が、従来から種々提案されている。
特開２００３−２２２７９号公報舘村純一、批評空間の視覚化にもとづく情報媒介システムの構築、日本ソフトウェア科学会第１４回大会論文集、１９９７年９月、ｐｐ.１２５−１２８

[特許文献１]には、ユーザが表示された情報を選択したか否かによって、ユーザの興味の類似度（関連度に相当する。）を評価し、その度合が所定の基準値以上である場合には、その情報をデータベースから抽出して表示する情報フィルタリングシステムが開示されている。

[非特許文献１]には、多次元化された情報項目に２次元平面上にばね理論を用いて配置する技術が開示されている。

しかしながら、情報項目の関連度をより適切にユーザに提示する技術が強く求められている。また、[非特許文献１]に開示される技術では、配置される情報の周縁付近の項目の関連性が適切に表示されない、という問題も生じている。

本発明は、これらの課題を解決するものであり、複数の項目相互の関連度を適切に表示するのに好適な表示装置、表示方法、ならびに、これらをコンピュータ上で実現するためのプログラムを提供することを目的とする。

以上の問題を解決するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。

本発明の第１の観点に係る表示装置は、複数の項目相互の関連度を表示し、初期化部と、計算部と、移動部と、表示部と、を備え、以下のように構成する。

すなわち、初期化部は、当該複数の項目に対応付けられたオブジェクトを、仮想３次元空間に配置された曲面上にランダムに配置する。

一方、計算部は、配置されたオブジェクト同士の間に働く力を、当該オブジェクト同士に対応する項目同士の関連度と、当該オブジェクト同士の当該仮想３次元空間の距離と、から得て、配置されたオブジェクトのそれぞれに働く力を計算する。

さらに、移動部は、配置されたオブジェクトのそれぞれを、当該曲面上で当該オブジェクトに働く力の方向に移動させる。

そして、表示部は、計算部による計算と、移動部による移動と、を所定の回数繰り返した後、配置されたオブジェクトを表示する。

また、本発明の表示装置において、当該曲面は球面であり、計算部は、配置されたオブジェクト同士は、当該項目同士の関連度を−１以上１以下の値rで表現した場合、正定数a、rに対して単調に非増加する関数K(r)、rに対して単調に非増加する関数L(r)に対して、バネ定数K(r)、自然長aL(r)のバネで連結されるとして考え、当該オブジェクト同士の間に働く力を計算するように構成することができる。

また、本発明の表示装置において、関数K(r)ならびにL(r)は、所定の定数α，K_G，K_L (K_G>K_L)により、
L(r) = 1-r；
K(r) = K_L (r≦α)；
K(r) = K_G (α<r)
であるように構成することができる。

また、本発明の表示装置において、移動部は、配置されたオブジェクトのそれぞれを、当該曲面上で当該オブジェクトに働く力の方向に当該力の当該方向成分に比例する距離だけ移動させるように構成することができる。

また、本発明の表示装置において、表示部は、「所定の回数繰り返した後」にかえて、「繰り返して、当該配置されたオブジェクトの移動の最大量が所定の移動閾値より小さくなった場合」に、配置されたオブジェクトを表示するように構成することができる。

また、本発明の表示装置において、表示部は、配置されるオブジェクト同士の間に、当該項目の関連度にあらかじめ対応付けられた体裁で、線分を表示するように構成することができる。

また、本発明の表示装置は、指定部をさらに備え、指定部は、表示されたオブジェクトのいずれかを指定する項目指定入力を受け付け、表示部は、受け付けられた項目指定入力に指定されるオブジェクトに対応付けられる項目の情報を、さらに表示するように構成することができる。

また、本発明の表示装置において、指定部は、当該仮想３次元空間内の視点の位置と視線の方向とを指定する視野指定入力を受け付け、表示部は、当該仮想３次元空間内に配置されるオブジェクトを、受け付けられた視野指定入力に指定される視点から、指定される視線の方向で見た様子を表示するように構成することができる。

本発明の第２の観点に係る表示方法は、複数の項目相互の関連度を表示し、初期化工程と、計算工程と、移動工程と、表示工程と、を備え、以下のように構成する。

すなわち、初期化工程では、当該複数の項目に対応付けられたオブジェクトを、仮想３次元空間に配置された曲面上にランダムに配置する。

一方、計算工程では、配置されたオブジェクト同士の間に働く力を、当該オブジェクト同士に対応する項目同士の関連度と、当該オブジェクト同士の当該仮想３次元空間の距離と、から得て、配置されたオブジェクトのそれぞれに働く力を計算する。

さらに、移動工程では、配置されたオブジェクトのそれぞれを、当該曲面上で当該オブジェクトに働く力の方向に移動させる。

そして、表示工程では、計算工程における計算と、移動工程における移動と、を所定の回数繰り返した後、配置されたオブジェクトを表示する。

本発明の他の観点に係る発明は、無線通信可能なコンピュータ（ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ソフトウェアラジオを含む。）を、上記の端末として機能させるプログラムである。

これらのプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリなどのコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができ、これら情報記録媒体をコンピュータとは独立に配布・販売できるほか、無線通信網を含むコンピュータ通信網を介して当該プログラムを伝送することにより、直接配布・販売することもできる。

本発明によれば、複数の項目相互の関連度を適切に表示するのに好適な表示装置、表示方法、ならびに、これらをコンピュータ上で実現するためのプログラムを提供することができる。

以下に本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、理解を容易にするために、端末として携帯電話を例にあげて説明するが、これらは、本発明の範囲を制限するものではない。

したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。

図１は、本実施形態に係る複数の項目関連度の表示例を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。

本図では、球体の表面に黒丸と黒三角とが配置され、その間を実線や点線が連結された３次元オブジェクトを、平行投象した３次元グラフィックス表示がされている。

ここで、黒丸や黒三角は、表示されるべき項目に相当する。黒丸は、球体表面のうち、当該球体を見るユーザ側（手前側）の半球に配置されており、黒三角は、当該球体を見るユーザから見て反対側（背面側）の半球に配置されている。

一方、実線や点線の長さは、項目同士の関連度に対応し、これが短かければ短いほど、当該線分によって連結される項目同士の関連度は高く、長ければ関連度は低くなる。実線は、手前側半球に配置される項目同士を結ぶものであり、点線は、それ以外の場合に項目同士を結ぶものである。また、関連度がある一定値よりも低い場合は、当該項目同士の間には線は引かないこととする。

本発明では、このように、球体の表面上に各項目に対応する点を表示し、当該点同士の長さによって関連度を表示することによって、ユーザにわかりやすく複数の項目の類似度を提示する。

なお、本図は平行投象によって３次元グラフィックス表示を行っているが、１点投象の手法による３次元グラフィックス表示を採用しても良い、１点投象は、奥行きのある３次元グラフィックスで頻繁に用いられる方式であり、視点とスクリーン平面を３次元空間内に仮想的に配置し、視点と表示対象とを結ぶ直線がスクリーン平面と交わる点を、当該表示対象の投象点として、３次元オブジェクトをスクリーン平面上に投射するものであり、ピンホールカメラや遠近法の技術を応用したものである。

図２は、本実施形態に係る項目の関連度の表示装置の概要構成を示す模式図である。図３は、当該表示装置にて実行される表示方法の制御の流れを示すフローチャートである。以下、これらの図を参照して説明する。

本実施形態に係る表示装置２０１は、複数の項目相互の関連度を表示し、初期化部２０２と、計算部２０３と、移動部２０４と、表示部２０５と、記憶部２１１と、を備える。また、図示するように、指定部２０６をさらに備える構成とすることができる。すなわち、指定部２０６は省略しても良い。

このような表示装置２０１は、一般的なコンピュータ上に実現するのが最も容易である。以下に説明する表示方法の手順をコンピュータに実行させることにより、当該表示装置２０１が実現される。

まず、表示装置２０１は、複数の項目と、それら同士の関連度と、のデータの入力を受け付ける（ステップＳ３０１）。これらの情報は、あらかじめキーボードやマウスなどの入力装置を介した入力を受け付けたり、別途用意されたデータベースから各種の関連度の計算手法を用いて計算したりして得ることができる。

次に、初期化部２０２は、当該複数の項目に対応付けられたオブジェクトを、仮想３次元空間に配置された曲面上にランダムに配置する（ステップＳ３０２）。仮想３次元空間のモデルは、コンピュータが備えるＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部２１１に記憶される。

本実施形態では、当該「曲面」として球面を採用するが、楕円体の表面、回転放物面や回転双曲面の表面などの２次曲面の他、各種の曲面を採用することができる。また、正多面体（正四面体、立方体、正八面体、正十二面体、正二十面体）の表面や、各種の多面体（直方体、正五角形と正六角形を組み合わせたサッカーボール表面の模様に類似する多面体）の表面を曲面として採用しても良い。

ここで曲面上に配置される「オブジェクト」が、図１に示す黒丸や黒三角に相当する。ある項目に対するオブジェクトの座標が(x,y,z)であり、他の項目に対するオブジェクトの座標が(X,Y,Z)であり、球面の半径がaである場合、以下の関係が成立する。
x² + y² + z² = a²；
X² + Y² + Z² = a²；

ついで、計算部２０３は、配置されたオブジェクト同士の間に働く力を、当該オブジェクト同士に対応する項目同士の関連度と、当該オブジェクト同士の当該仮想３次元空間の距離と、から得て、配置されたオブジェクトのそれぞれに働く力を計算する（ステップＳ３０３）。

たとえば、当該項目同士の関連度を−１以上１以下の値rで表現した場合、正定数a、rに対して単調に非増加する関数K(r)、rに対して単調に非増加する関数L(r)に対して、バネ定数K(r)、自然長aL(r)のバネで連結されるとして考え、当該オブジェクト同士の間に働く力を計算する手法を採用することができる。

さらに具体的には、関数K(r)ならびにL(r)は、所定の定数α，K_G，K_L (K_G>K_L)により、
L(r) = 1-r；
K(r) = K_L (r≦α)；
K(r) = K_G (α<r)
であるように定めることができる。

このように定めた場合、L(r)は０以上２以下の範囲を移動する。したがって、両オブジェクトを仮想的に連結するバネの自然長は、０以上2a（＝球体の直径）以下となる。

一方、上記の２つのオブジェクトの間の距離は、
((x-X)² + (y-Y)² + (z-Z)²)^1/2 = d
であるから、d < aL(r)であれば斥力が、d > aL(r)であれば引力が、それぞれ働くことになる。

また、αは、関連度の閾値に相当するものであり、バネ定数は、関連度がα以下であれば小さい値K_Lとなり、これを超えれば大きい値K_Gとなる。すなわち、関連度が低ければ、斥力も引力も弱いが、関連度が高ければ、斥力も引力も強い、ということとして、オブジェクトに働く力を考えるのである。

さて、オブジェクトに働く力の大きさは、
K(r)・d-aL(r) = F
で表現することができる。これが正であれば引力、負であれば斥力である。

したがって、(x,y,z)に配置されるオブジェクトが(X,Y,Z)に配置されるオブジェクトとのバネ連結により受ける力は、
((X-x)F/d，(Y-y)F/d，(Z-z)F/d)
というベクトルで表現できる。

(x,y,z)に配置されるオブジェクトは、それ以外のオブジェクトともバネで連結されるので、これらのバネからも力を受ける。したがって、それぞれのバネにより受ける力のベクトル和を求めることにより、当該オブジェクトに働く力を求めることができる。

この処理を、球面上に配置されたオブジェクトのそれぞれについて行うのである。

さらに、移動部２０４は、配置されたオブジェクトのそれぞれを、当該曲面上で当該オブジェクトに働く力の方向に移動させる（ステップＳ３０４）。たとえば、座標(x,y,z)に配置されるオブジェクトに対して働く力のベクトルが(S,T,U)である場合、次のようにして移動先の位置を決めることができる。

まず、所定の小さな定数δを用いて、
(x+δS，y+δT，z+δU)
という座標を考える。これは、当該オブジェクトが当該力の方向に微小に移動したと考えた場合の移動先に相当する。これは、当該曲面上で当該オブジェクトに働く力の方向に当該力の当該方向成分に比例する距離だけ移動させることに相当する。

次に、曲面上（本実施形態では球面上）を移動するという制約に対応するため、原点から上記の座標へ進む半直線が、当該球面と交わる点を考える。当該交点の座標は、
A = ((x+δS)² + (y+δT)² + (z+δU)²)^1/2
と置いたときに、
(a(x+δS)/A，a(y+δT)/A，a(z+δU)/A)
となる。そして、この交点の座標を、当該曲面上でオブジェクトがこれに働く力の方向に移動した移動先とするのである。

次に、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０４の処理を何回繰り返したかを調べ、まだ所定の回数に達していなければ（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、ステップＳ３０３に戻る。

一方、繰り返しが所定の回数に達していれば（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）表示部２０５は、計算部２０３による計算と、移動部２０４による移動と、を所定の回数繰り返した後、配置されたオブジェクトを、図１に示すように３次元グラフィックス表示する（ステップＳ３０６）。

なおステップＳ３０５における判断基準として、「所定の回数繰り返した後」にかえて、「繰り返して、当該配置されたオブジェクトの移動の最大量が所定の移動閾値より小さくなった場合」を採用しても良い。これは、各オブジェクトの移動が収束するまでステップＳ３０３〜ステップＳ３０４の処理を繰り返すことに相当する。

３次元グラフィックス表示がされたら、指定部２０６を備える実施形態においては、指定部２０６は、ユーザからの指定入力を受け付ける（ステップＳ３０７）。指定入力には、
表示されたオブジェクトのいずれかを指定する項目指定入力
当該仮想３次元空間内の視点の位置や視線の方向とを指定する視野指定入力
処理の終了を指定する終了指定入力
その他の処理を指定する指定入力
がある。

ついで、受け付けた指定入力の種類を調べる（ステップＳ３０８）。

項目指定入力である場合（ステップＳ３０８；項目）、表示部２０５は、受け付けられた項目指定入力に指定されるオブジェクトに対応付けられる項目の情報を、さらに表示して（ステップＳ３０９）、ステップＳ３０７に戻る。

たとえば、図１に示す表示例において、黒丸や黒三角をマウスでクリックした場合には、当該オブジェクトに対応する項目の情報を、当該オブジェクトの近傍に吹き出し図形を用いて表示したり、あらかじめ別途用意されたウィンドウ内に表示するなどの手法を採用することができる。

一方、視野指定入力である場合（ステップＳ３０８；視野）、表示部２０５は、指定された視点の位置の情報、視線の方向の情報、表示スクリーンの位置や向きの情報を仮想３次元空間のモデルに反映し（ステップＳ３１０）、当該仮想３次元空間内に配置されるオブジェクトを、受け付けられた視野指定入力に指定される視点から、指定される視線の方向で見た様子を表示し（ステップＳ３１１）、ステップＳ３０７に戻る。

平行投象の場合は、視点の位置は無限遠点にあり、視線の方向によって３次元グラフィックスの投影の様子が定まる。一点投象の場合は、視点の位置と視線の方向と、仮想３次元空間内に配置される仮想スクリーンの位置関係によって、３次元グラフィックスの投影の様子が決まる。

その他の処理を指定する指定入力である場合（ステップＳ３０８；その他）には、対応する処理を実行して（ステップＳ３１２）、ステップＳ３０７に戻る。

終了指定入力である場合（ステップＳ３０８；終了）、本処理を終了する。

以上説明したように、本発明によれば、複数の項目相互の関連度を適切に表示するのに好適な表示装置２０１、表示方法、ならびに、これらをコンピュータ上で実現するためのプログラムを提供することができ、各種のデータを視覚化してユーザに提示する技術に適用することができる。

本実施形態に係る関連度の表示例を示す説明図である。本実施形態に係る表示装置の概要構成を示す模式図である。本実施形態に係る表示装置にて実行される表示方法の制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２０１表示装置２０２初期化部
２０３計算部２０４移動部
２０５表示部２０６指定部
２１１記憶部

Claims

複数の項目のうち任意の２つの項目同士に与えられる-1より大きく1未満の数値からなる関連度を表示する表示装置であって、
当該複数の項目のそれぞれに対応付けられるオブジェクトを、仮想３次元空間に配置された半径aの球面上にランダムに配置する初期化部、
前記配置された複数のオブジェクトのうち、任意の２つのオブジェクト同士について、
当該オブジェクト同士に対応する項目同士の関連度rと、所定の定数α (-1<α<1)，K _G ，K _L (K _G >K _L )と、
L(r) = 1-r；
K(r) = K _L (r≦α)；
K(r) = K _G (α<r)
により定められる関数L(r)，K(r)とに基づいて、当該オブジェクト同士がバネ定数K(r)、自然長aL(r)のバネで連結されるとして、当該オブジェクト同士の当該仮想３次元空間の距離から、当該オブジェクト同士のそれぞれに働く弾性力を計算し、
当該複数のオブジェクトのそれぞれについて、前記計算された当該オブジェクトに働く弾性力の総和を、当該オブジェクトに働く力として計算する計算部、
前記配置された複数のオブジェクトのそれぞれについて、当該球面の中心から、当該オブジェクトの位置を前記計算された当該オブジェクトに働く力の方向に所定の定数δに比例する量だけ移動させた位置へ進む半直線が、当該球面と交わる位置に、当該オブジェクトを移動させる移動部、
前記移動部による当該複数のオブジェクトの移動が完了すると、当該移動が所定の回数繰り返されたか否かを判定し、当該移動が所定の回数繰り返されていない場合、前記計算部による当該複数のオブジェクトのそれぞれに働く力の計算を再度行わせてから、前記移動部による当該複数のオブジェクトの移動を再度行わせ、当該移動が所定の回数繰り返された場合、表示を行う旨を判断する判断部、
前記判断部により、表示を行う旨が判断された場合、当該球面上に配置される当該複数のオブジェクトを表示する表示部
を備えることを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置であって、
前記判断部は、前記移動部による当該複数のオブジェクトの移動が完了すると、当該移動が所定の回数繰り返されたか否かを判定するのにかえて、当該複数のオブジェクトの移動の最大量が所定の移動閾値より小さくなったか否かを判定し、当該複数のオブジェクトの移動の最大量が所定の移動閾値より小さくなっていない場合、前記計算部による当該複数のオブジェクトのそれぞれに働く力の計算を再度行わせてから、前記移動部による当該複数のオブジェクトの移動を再度行わせ、当該複数のオブジェクトの移動の最大量が所定の移動閾値より小さくなった場合、表示を行う旨を判断する
ことを特徴とする表示装置。
請求項１または２に記載の表示装置であって、
前記表示部は、前記配置されるオブジェクト同士の間に、当該項目の関連度にあらかじめ対応付けられた体裁で、線分を表示する
ことを特徴とする表示装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置であって、
前記表示されたオブジェクトのいずれかを指定する項目指定入力を受け付ける指定部
をさらに備え、
前記表示部は、前記受け付けられた項目指定入力に指定されるオブジェクトに対応付けられる項目の情報を、さらに表示する
ことを特徴とする表示装置。
請求項４に記載の表示装置であって、
前記指定部は、当該仮想３次元空間内の視点の位置と視線の方向とを指定する視野指定入力を受け付け、
前記表示部は、前記当該仮想３次元空間内に配置されるオブジェクトを、前記受け付けられた視野指定入力に指定される視点から、指定される視線の方向で見た様子を表示する
ことを特徴とする表示装置。
複数の項目のうち任意の２つの項目同士に与えられる-1より大きく1未満の数値からなる関連度を表示し、初期化部、計算部、移動部、判断部、表示部を有する表示装置にて実行される表示方法であって、
前記初期化部が、当該複数の項目のそれぞれに対応付けられるオブジェクトを、仮想３次元空間に配置された半径aの球面上にランダムに配置する初期化工程、
前記計算部が、前記配置された複数のオブジェクトのうち、任意の２つのオブジェクト同士について、
当該オブジェクト同士に対応する項目同士の関連度rと、所定の定数α (-1<α<1)，K _G ，K _L (K _G >K _L )と、
L(r) = 1-r；
K(r) = K _L (r≦α)；
K(r) = K _G (α<r)
により定められる関数L(r)，K(r)とに基づいて、当該オブジェクト同士がバネ定数K(r)、自然長aL(r)のバネで連結されるとして、当該オブジェクト同士の当該仮想３次元空間の距離から、当該オブジェクト同士のそれぞれに働く弾性力を計算し、
当該複数のオブジェクトのそれぞれについて、前記計算された当該オブジェクトに働く弾性力の総和を、当該オブジェクトに働く力として計算する計算工程、
前記移動部が、前記配置された複数のオブジェクトのそれぞれについて、当該球面の中心から、当該オブジェクトの位置を前記計算された当該オブジェクトに働く力の方向に所定の定数δに比例する量だけ移動させた位置へ進む半直線が、当該球面と交わる位置に、当該オブジェクトを移動させる移動工程、
前記移動工程による当該複数のオブジェクトの移動が完了すると、前記判断部が、当該移動が所定の回数繰り返されたか否かを判定し、当該移動が所定の回数繰り返されていない場合、前記計算工程による当該複数のオブジェクトのそれぞれに働く力の計算を再度行わせてから、前記移動工程による当該複数のオブジェクトの移動を再度行わせ、当該移動が所定の回数繰り返された場合、表示を行う旨を判断する判断工程、
前記判断工程により、表示を行う旨が判断された場合、当該球面上に配置される当該複数のオブジェクトを表示する表示工程
を備えることを特徴とする表示方法。
コンピュータを、
請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置の各部として機能させる
ことを特徴とするプログラム。