JP5276739B2 - 印刷媒体、および、記録媒体 - Google Patents
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Description
任意の画像から錯視画像を自動生成する方法がなかった、という問題点を有していた。特に、かざぐるまフレームレット、単純かざぐるまフレームレット、かざぐるまウェーブレット・フレームは、錯視図形における錯視発生の原因を解析する等のために利用されることがあったが、任意の画像から錯視画像を作成するために利用されるものではなかった。
は垂直でなく、かつ、上記直交軸に対して負の角度の上記方位性を持つ上記詳細フィルタのなす群と、上記直交軸に対して正の角度の上記方位性をもつ上記詳細フィルタのなす群との2つの群のうち、他方の群に属する上記詳細フィルタの少なくとも一つに対応する上記サブバンド信号を、増幅させることを特徴とする。
する分解ステップと、上記分解ステップにて取得された上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成して、再構成画像データを取得する再構成ステップと、上記再構成ステップにて取得された上記再構成画像データを上記印刷部に出力することにより印刷媒体を製造するための錯視画像の出力ステップと、を含み、上記再構成ステップは、上記複数の上記詳細フィルタのうち、錯視により浮遊させたい浮遊方向に対して所定の方位性をもつ上記詳細フィルタの少なくとも一つに対応する上記サブバンド信号を、減衰または増幅させることにより、浮遊錯視を発生させる上記再構成画像データを生成することを特徴とする。
サブバンド信号を減衰させる。これにより、浮遊錯視が強調された再構成画像データを生成することができる。
ち、錯視により浮遊させたい浮遊方向に対して所定の方位性をもつ詳細フィルタの少なくとも一つに対応するサブバンド信号を減衰または増幅させることにより、浮遊錯視を発生させる再構成画像データを生成し、再構成画像データを印刷部に出力することにより印刷媒体を製造する。これにより、任意の原画像から生成した錯視画像を印刷した媒体を製造することができる。より具体的には、本発明は、それぞれの原画像が持っている固有の方位性の分布をうまく利用して、原画像の表現を保ちながら錯視を発生させた印刷媒体を製造することができ、それによって様々な原画像に適用した錯視画像の印刷媒体を製造することができるという汎用性のある用途を提供することができる。
本実施の形態の媒体および画像データにかかる錯視画像について以下に説明する。すなわち、本実施の形態の媒体は、錯視画像を表示する媒体であって、例えば、錯視画像を印刷した印刷媒体(紙、OHPシートなど)等のように、錯視画像を一時的ではなく表示する媒体である。また、本実施の形態の画像データは、錯視画像を表示するための画像データであって、例えば、ラスタ形式またはベクタ形式の二次元画像データ等である。
次に、本錯視画像生成装置の構成について図1を参照して説明する。図1は、本実施の形態が適用される本錯視画像生成装置の構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本実施の形態に関係する部分のみを概念的に示している。
選択性ウェーブレット・フレームはこれに限られず、例えば、単純かざぐるまフレームレット(simple pinwheel framelet)(非特許文献2参照)や、かざぐるまウェーブレット・フレーム(pinwheel wavelet frame)(非特許文献3参照)等を用いてもよい。なお、かざぐるまウェーブレット・フレームは、構成するフィルタの長さが原画像の画素数に応じて変化するのに対して、かざぐるまフレームレットおよび単純かざぐるまフレームレットは、フィルタの長さが画素数に関係しない、という性質がある。例えば、かざぐるまフレームレットは、方位選択性のある2次元フレームレットであり、マルチウェーブレット・フレームの一種である。一例として、かざぐるまフレームレットは、ヒトの視覚皮質の単純細胞を数理モデル化したものである。この分解は、ヒトの脳内で単純細胞により分解される信号の数理的なモデルである。なお、かざぐるまフレームレットは、単純かざぐるまフレームレットに比べて、神経科学的に、より大脳皮質V1野の単純細胞に近いモデルになっている。一例として、かざぐるまフレームレットには、次数があり、次数は3以上の奇数で、次数が大きくなるほど、それだけ多くの方位を検出できるようになる。なお、その分、フィルタの枚数は多くなり、計算時間も増すという性質がある。また、一例として、次数nのかざぐるまフレームレットのフィルタ数は、(n+1)2+(n−1)2となる。このうち、一つのフィルタが、近似フィルタであり、残りのフィルタが詳細フィルタである。ここで、図2は、次数5のレベル3の最大重複かざぐるまフレームレット・フィルタに次数5のレベル1とレベル2の最大重複かざぐるまフレームレット・近似フィルタを循環相関積して得られるフィルタである(循環相関積について、例えば、新井仁之著「線形代数 基礎と応用」株式会社日本評論社(2006年)を参照)。
ータであってもよく、グレースケールのイメージデータであってもよい。なお、かざぐるまフレームレット等の方位選択性ウェーブレット・フレームにより多重解像度分解される前の元の画像(データ)を原画像(データ)と呼び、サブバンド信号に基づき再構成された後の画像(データ)を再構成画像(データ)と呼ぶ。ここで、画像データファイル106bは、目的の原画像の画像データと同一の画像サイズ(画素数)の単位インパルス信号を画像データとして記憶してもよい。なお、画像データファイル106bに記憶された単位インパルス信号は、画像データとして同様にフレームレットファイル106aに記憶されたフィルタ・バンクに入力され、出力された単位インパルス応答は、目的の原画像の画像データを高速計算するために用いられる。なお、高速計算方法の詳細は後述する。
x=a5+(d5(1)+・・・+d5(99))+・・・+(d1(1)+・・・+d1(99))
y=a5+(b5,1d5(1)+・・・+b5,99d5(99))+・・・+(b1,1d1(1)+・・・+b1,99d1(99))
(1)または(2)に分類するので、(3)または(4)には分類しない。また、「(5)方位分離されていない詳細フィルタ」では、直交軸に対する角度の絶対値が同一である正の角度と負の角度の両方の方位性を含んでいるので、(3)または(4)に分類しない。
方法1では、「(3)直交軸に対し正の角度の方位性をもつ詳細フィルタ」のなす群と、「(4)直交軸に対し負の角度の方位性をもつ詳細フィルタ」のなす群との2群のうち、一方の群に属する詳細フィルタの少なくとも一つに対応するサブバンド信号を減衰させる。すなわち、浮遊錯視生成部102cは、複数の詳細フィルタのうち、浮遊方向の直交軸に対して水平または垂直でなく、かつ、直交軸に対して負の角度の方位性を持つ詳細フィルタのなす群と、直交軸に対して正の角度の方位性を持つ詳細フィルタのなす群との2群のうち、一方の群に属する詳細フィルタの少なくとも一つに対応するサブバンド信号を更に減衰させてもよい。より具体的には、「(4)直交軸に対し負の角度の方位性をもつ
詳細フィルタ」のなす群を「一方の群」とする場合、浮遊錯視生成部102cは、当該一方の群に対応するbk,9〜bk,14、bk,17〜bk,22、bk,25〜bk,30、bk,33〜bk,38、bk,41〜bk,46、bk,49〜bk,54のうち少なくとも一つの係数を0以上1未満の数値に設定する。
方法2では、「(3)直交軸に対し正の角度の方位性をもつ詳細フィルタ」のなす群と、「(4)直交軸に対し負の角度の方位性をもつ詳細フィルタ」のなす群との2群のうち、他方の群(方法1の一方の群とは異なる群)に属する詳細フィルタの少なくとも一つに対応するサブバンド信号を増幅させる。例えば、浮遊錯視生成部102cは、2群のうち他方の群に属し、当該浮遊方向の直交軸に対し45度の傾きの方位性をもつ詳細フィルタに対応するサブバンド信号を増幅させる。より具体的には、「(3)直交軸に対し正の角度の方位性をもつ詳細フィルタ」のなす群を「他方の群」とした場合、浮遊錯視生成部102cは、dk(64)、dk(71)、dk(78)、dk(85)、dk(92)、dk(99)の詳細フィルタに対応するサブバンド信号を増幅させるために、bk,64、bk,71、bk,78、bk,85、bk,92、bk,99の係数を1より大きな数値に設定する。
る機能を備えてもよい。ここで、外部システム200は、WEBサーバやASPサーバ等として構成していてもよい。また、外部システム200のハードウェア構成は、一般に市販されるワークステーション、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置およびその付属装置により構成していてもよい。また、外部システム200の各機能は、外部システム200のハードウェア構成中のCPU、ディスク装置、メモリ装置、入力装置、出力装置、通信制御装置等およびそれらを制御するプログラム等により実現される。
次に、このように構成された本実施の形態における本錯視画像生成装置100の処理の一例について、以下に図7〜図53を参照して詳細に説明する。
まず、錯視画像生成装置100の基本処理について図7および図8を参照して説明する。図7は、本実施の形態における錯視画像生成装置100の基本処理の一例を示すフローチャートである。
次に、錯視画像生成装置100の基本処理を更に具体化した処理の詳細について図9〜図47を参照して説明する。図9は、本実施の形態における錯視画像生成装置100の具体化処理の一例を示すフローチャートである。この具体化処理においては、上記の基本処理の具体例に加えて、カラー画像に対して必要な色空間の変換処理および色成分の分解・合成処理、再構成データに対して用途に応じたデザインの加工処理、ならびに、完成品とするための印刷処理等について説明する。
まず、利用者は、錯視により浮遊させたい原画像(文字列、イラスト、写真等)を準備し、入力装置112等を介して画像データファイル106bに記憶させる。
そして、分解部102aは、原画像の各色成分(グレースケールの場合一色)を入力信号として、かざぐるまフレームレットによる最大重複多重解像度分解を行う。ここでは、次数7のかざぐるまフレームレットを用いて説明するが、他の次数や、他の方位選択性のあるウェーブレット・フレームを用いても、同様の画像処理を行うことができる。他の例として、単純かざぐるまフレームレット(simple pinwheel framelet)を用いてもよい(非特許文献2参照)。また、かざぐるまウェーブレット・フレーム(pinwheel wavelet frame)を用いることも可能である(非特許文献3参照)。また、最大重複多重分解度分解に限らず、最大間引き多重解像度分解、または、一部間引き一部重複多重解像度分解などの多重分解度分解を行ってもよい。
そして、再構成部102bは、分解部102aによる最大重複多重解像度分解で得られたサブバンド信号をすべて足し合わせるのではなく、浮遊錯視生成部102cの処理により、あるサブバンド信号は削除し、あるサブバンド信号はそのまま加え、そしてあるサブバンド信号は増幅して加えるという加工を行う。この加工方法によって原画像を処理した画像を配列することにより浮遊錯視画像が得られる。以下では加工方法の例をいくつかのケースに分けて説明する。以下の例では、浮遊錯視生成部102cが、図6に示した係数bk,nを設定することにより、サブバンド信号を増減させる。なお、近似部分の係数akには操作を加えない(ak=A=1)。
例えば、図10に示すように、「科学技術振興機構」という文字列を加工して、横に動かすと縦に揺れる錯視画像を作成したい場合の加工方法について説明する。なお他の文字列でも同様に作成可能である。本例では、この図10の画像を、互いに逆向きの浮遊方向を持つように加工方法I−1とI−2で処理することにより、サブバンド信号を増幅または減衰させてから、画像を結合させることによって、隣接する2つの画像領域において同軸逆向きに浮遊させ浮遊錯視を強調させる。図11は、加工方法I−1の加工表を示す図である。なお、図6の係数の位置と以下に示す加工表の数値の位置は対応している。
ルkの詳細部分dk(1)の係数bk,1の位置にある加工表の数値は1であるから、何も変更は加えない。またbk,9に対応する位置にある加工表の数値は0であるから、dk(9)は削除する。bk,64に対応する位置にある加工表の数値は2であるからdk(64)は2倍する。
上述の(I)では、横に動かすと縦に揺れる錯視を作る加工方法について説明したが、つぎに、縦に動かすと横に揺れる錯視の加工方法について説明する。本例でも、図10の画像を、それぞれ、加工方法II−1とII−2で処理することにより、サブバンド信号を増幅または減衰させてから、画像を結合させることによって、隣接する2つの画像領域において同軸逆向きに浮遊させ浮遊錯視を強調させる。図16は、加工方法II−1の加工表を示す図である。
カラー画像の場合で、縦に動かすと横に揺れる錯視を作る加工方法について説明する。カラー画像の場合、まず、色空間変換部102dが、原画像を色空間CIELABに変換し、L*(輝度)、a*(赤−緑)、b*(黄−青)の成分に分解し、処理対象とする。なお、L*(輝度)のみ加工する、L*、a*、b*をすべて加工するなど、用途によって処理対象を選んでもよい。
同様に、図21のカラー画像から、横に動かすと縦に揺れる錯視を作る加工方法について説明する。上述した文字列の浮遊錯視のときと同様に、浮遊錯視生成部102cは、互いに反対向きに浮遊する錯視となるような二種類の加工方法I−1およびI−2を行う。図24は、図21の原画像から得たサブバンド信号に加工方法I−1で加工した再構成画像を示す図である。また、図25は、図21の原画像から得たサブバンド信号に加工方法I−2で加工した再構成画像を示す図である。なお、この例でも、最大レベルは6で、L*(輝度)にのみ加工処理を施した。
上述した加工方法とは異なる他の加工方法および加工表の例について説明する。図26および図27は、縦に動かすと互いに反対方向の横に揺れる錯視画像を作成する加工方法V−1−1およびV−1−2による加工表を示す図である。また、図28および図29は、横に動かすと互いに反対方向の縦に揺れる錯視画像を作成する加工方法V−2−1およびV−2−2による加工表を示す図である。M1〜M6は1以上の実数であり、好適には2程度が適切である。この例では、上記「(3)直交軸に対し正の角度の方位性をもつ詳細フィルタ」のなす群と、上記「(4)直交軸に対し負の角度の方位性をもつ詳細フィル
タ」のなす群との2群のうち一方の群に属する詳細フィルタにおいて、浮遊方向の直交軸に対し、0度より大きく45度以内の傾きの方位性をもつ詳細フィルタであって、当該0度に近づくほど高次数までの、当該45度に近づくほど低次数までの、詳細フィルタに対応するサブバンド信号が削除される。
上述した例においては、上下(縦)に動かすと左右(横)に揺れる錯視、または、左右(横)に動かすと上下(縦)に揺れる錯視を作成する加工表を用いたが、斜め方向(例えば、θ=+45°)に動かすと、それと直交する斜め方向(例えば、θ=−45°)に揺れる錯視を作る例について説明する。ここで、図45および図46は、斜め方向に動かすと、それと直交し且つ互いに反対向きの斜め方向に揺れる錯視を作る画像を作成する加工方法VI−1およびVI−2による加工表を示す図である。
フィルタの方位性を任意の角度ずらすことで、浮遊させる方向を変更することができる。また,このことを利用して、隣接する画像領域において、それぞれが互いに反対方向以外の異なる方向に浮遊するように、浮遊錯視を強調させることもできる。
文字列及びカラーイラストを例として上述したように、隣接した画像領域において、錯視による浮遊方向が反対方向となるように並べることにより浮遊錯視が強調される。例えば、再構成部102bは、浮遊錯視生成部102cにより、方位性の角度が正負入れ替わる加工表を用いて作成した2枚の再構成画像を奇数行と偶数行に交互に並べて結合させる(図38参照)。なお、配列方法は、これに限られず様々なバリエーションが考えられ、例えば、奇数行と偶数行の画像が片方を1/2シフトさせて配列してもよい(図39および図40参照)。また、隣接した画像領域において、錯視による浮遊方向が反対方向とは限らない互いに異なる方向となるように並べることにより浮遊錯視を強調してもよい。
図9を参照して上述した具体化処理の例では、画像を入力する毎にステップSB−2およびSB−3の処理を計算するため、多くのフィルタリング計算をしなければならず比較的時間を要する。本例では、このフィルタリング計算時間を短縮させる高速計算方法の例について説明する。
めインパルス応答Fを計算しておくことによって(Fの算出には23秒かかるが)、一原画像あたり2秒で浮遊錯視を作成することができる。
図9を参照して上述した具体化処理の例では、ステップSB−1において、画像データがカラー画像の場合、色空間変換部102dの処理により、CIELAB色空間に変換し、L*(輝度)を加工対象とする例について説明した。そして、ステップSB−4において、処理後の輝度の数値が0から255の範囲を超えている場合に、0以下の数値は0とし、255以上の数値は255に置き換えるという閾値を用いた方法を採用する例について主に説明した。本例では、輝度および色のスケールを適切に変換することで、画像によっては錯視量を増やし,あるいは画像を見やすくすることができる、輝度・色のスケール変換の方法について説明する。ここで、図48は、本例によって改良された具体化処理のフローチャートを示す図である。なお、本例では、ステップSB−1において、CIELAB色空間に変換したL*、a*、b*をすべて加工対象とする。
ある。これを閾値で単純なスケール変換する場合(図52)に比べて、本例でスケール変換すると(図53)、輝度のピークが高い方にあるため、全体に明るい画像になる。また、本例によれば、分布の広がりが大きくなっているので、グラデーションも明確になっており、かつ、錯視量も増えている。このように、本例の方法でスケール変換すると、画像によって、画像が見やすくなったり、錯視量が増えたりする効果が発生する。なお、スケール変換の方法は、各画像にそれぞれ適したものがあるので、画像に合わせてAおよびBの値を任意に選ぶことができる。
本実施の形態で、例として用いているかざぐるまフレームレットは、上述したように公知の単純かざぐるまフレームレットあるいはかざぐるまウェーブレット・フレームなどの方位選択性ウェーブレット・フレーム、或いは方位選択性をもつフィルタ・バンクでもよい。ここで、かざぐるまフレームレットについて以下に説明する。
{(k,l):k=0,1,・・・,n0,l=s,・・・,n0,}を次のように順序付ける。
by pinwheel framelet)を行った結果の各サブバンド信号を示す図である。
携帯電話やタッチパネル式のパーソナルコンピュータ等において、利用者が、好きな画像や文字列を、取り込んだり画面上に書いたりすると、それを浮遊錯視に変換したり、浮遊錯視画像を印刷することができるアプリケーションとして提供できるので、ソフトウェア関連分野等において極めて有用である。また、浮遊錯視画像をスクリーン、ディスプレーに表示することで、歩行者がその画像が浮遊するよう視認することもできる。
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。
102 制御部
102a 分解部
102b 再構成部
102c 浮遊錯視生成部
102d 色空間変換部
102e 錯視画像出力部
104 通信制御インターフェース部
106 記憶部
106a フレームレットファイル
106b 画像データファイル
108 入出力制御インターフェース部
112 入力装置
114 出力装置
200 外部システム
300 ネットワーク
Claims (2)
- 錯視画像が印刷された印刷媒体であって、
上記錯視画像は、
原画像を構成する、各方位性のあるフィルタによって抽出された成分、または、各方位性のあるウェーブレット成分その他の各方位性のある成分のうち、
所定の上記成分が、減衰または増幅されていること
を特徴とする印刷媒体。 - 錯視画像を表示するための画像データを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
上記錯視画像は、
原画像を構成する、各方位性のあるフィルタによって抽出された成分、または、各方位性のあるウェーブレット成分その他の各方位性のある成分のうち、
所定の上記成分が、減衰または増幅されていること
を特徴とする画像データを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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