JPH11265435A - 画像細密化装置 - Google Patents

画像細密化装置

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Publication number
JPH11265435A
JPH11265435A JP10065241A JP6524198A JPH11265435A JP H11265435 A JPH11265435 A JP H11265435A JP 10065241 A JP10065241 A JP 10065241A JP 6524198 A JP6524198 A JP 6524198A JP H11265435 A JPH11265435 A JP H11265435A
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JP
Japan
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image
weighting coefficient
pixel value
miniaturization
pixel
Prior art date
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Pending
Application number
JP10065241A
Other languages
English (en)
Inventor
Tokuo Maekawa
督雄 前川
Tsutomu Ohashi
力 大橋
Ryohei Nakatsu
良平 中津
Katsunori Shimohara
勝憲 下原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ATR CHINO EIZO TSUSHIN KENKYUSHO KK
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Original Assignee
ATR CHINO EIZO TSUSHIN KENKYUSHO KK
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ATR CHINO EIZO TSUSHIN KENKYUSHO KK, ATR Advanced Telecommunications Research Institute International filed Critical ATR CHINO EIZO TSUSHIN KENKYUSHO KK
Priority to JP10065241A priority Critical patent/JPH11265435A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の素材を細密化した、フラクタル性のあ
るデザインを行なうことによってより脳に対する負担を
低く抑えつつより自由度の高いデザインを実現し得る画
像細密化方法を提供する。 【解決手段】 細密化回数カウンタ3の計数出力に基づ
いて、重みづけ係数テーブル4から重みづけ係数を読出
すとともに、最小変動幅テーブル5から最小変動幅を読
出し、乱数発生器6からの乱数と重みづけ係数と最小変
動幅とからゆらぎ量算出部7でゆらぎ量を算出し、座標
・画素値メモリ10から読出された座標(x,y)の画
素値にゆらぎ量を乗算して細密化画像を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は画像細密化方法に
関し、特に、映像やコンピュータグラフィックスなどの
生成方法ならびに壁紙,タイル,タイルカーペット,パ
ーティションなどの建築材や内装材や外装材などのデザ
イン方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンピュータグラフィックスなど
におけるデザインは、デザイナーの職人芸に負うところ
が大きかったが、最近ではコンピュータがそれを支援し
たり、自動生成したりするソフトウェアが多く開発され
てきている。しかも、でき上がり画像に快適性を持たせ
るために、フラクタルの性質を持つ画像を自動生成する
技術もたとえば特開平9−114992号公報において
提案されている。
【0003】この提案された方法は、線分の長さと描画
領域の大きさと対応した長さ,横幅あるいは縦幅などと
の比の変化に応じて重みづけ係数を鋸歯状に変化させ、
この重みづけ係数と乱数とを乗じてゆらぎ量を再帰的階
層的な1/f特性とするようにしたものである。
【0004】しかし、この生成方法では、画像のでき上
がりを大きく左右する素材を指定することができない。
一方、生成のもとになる素材を指定し、そのデータをフ
ィルタに通すことによって効果を加えるソフトウェアも
存在する。この両者を満足する技術、すなわち任意の素
材を細密化し、フラクタルの性質を持つ画像を生成する
技術は従来存在していなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のデ
ザイン支援・自動デザインソフトウェアは、画像のでき
上がりを大きく左右する素材を指定できることと、その
素材を細密化すること、フラクタルの性質を持つ画像を
生成することを同時に成り立たせるものは存在していな
い。この制限は、デザインの自由度を低くしていると同
時に、脳に対する負担の低いデザインを効率的に生成す
る効果も欠いている。
【0006】コンピュータ画面や建築材などは、日常生
活において視覚環境の大きな部分を占める環境情報源と
なっている。それらが脳に与える負担を大きく抑えるこ
とは、精神病理学的な健康維持のための重要な基礎要因
となり得る。しかしながら、従来の自動デザインあるい
はデザイン支援技術では、素材を指定し、細密化を行な
い、フラクタル性のあるデザインを生成できないため、
効果的・効率的に脳に負担のかかりにくいデザインを行
なうことは困難であった。
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、任
意の素材を細密化し、フラクタル性のあるデザインを行
なうことによって、より脳に対する負担を低く抑えつつ
より自由度の高いデザインを実現し得る画像細密化方法
を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
素材となる原画像のすべての相隣り合う2つの画素につ
いて、その中間位置にそれら2つの画素値に演算を加え
て得た値を画素値とする新しい画素を設定することによ
って画像を細密化する方法において、2つの画素値の平
均値に乱数と重みづけ係数とを乗算した変動を加えるこ
とを特徴とする。
【0009】また、請求項2に係る発明では、演算を繰
返し行なうことによって、素材となる原画像には存在し
なかった模様を持つ画像を生成する。
【0010】さらに、請求項3に係る発明では、演算を
繰返し行なうにつれて重みづけ係数を変化させる。
【0011】さらに、請求項4に係る発明では、重みづ
け係数の変化を実在景観の空間周波数変化に対応させ
る。
【0012】したがって、この発明に従えば、作り出し
たいデザインに応じたおおよその色分布を持つ画像素材
を任意に作成し、それを素材に細密化を繰返し、画像を
生成することができ、自由度の高い画像生成が行なえ
る。そして、任意の素材を細密化し、フラクタル性のあ
るデザインを行なうことによって、より脳に対する負担
を低く抑えつつより自由度の高いデザインを行なうこと
ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】まず、この発明の一実施形態を説
明する前に、この発明の特徴となる画像細密化方法につ
いて説明する。ランダム中点偏位法を応用して、次の第
(1)式に代表される画像細密化手法を定める。
【0014】
【数1】但し、iは細密化の回数であり、i回の細密化
で、2i 倍の細密度が得られる。Ci(x,y)は、i
回目の細密化における座標(x,y)の画素値であり、
Cの値として第(1)式の右辺の選択肢[a]をとる
か、あるいは選択肢[b]をとるかは乱数によって決定
される。rは、画素値の変位をゆらがせるための乱数で
ある。hは、均一な広がりを作らないための最小変動で
あり、hはiによって変化させる。oは画素値の変位の
度合を定め、細密化に伴って構造を生成するための重み
づけ変数であり、oはiによって変化させる。この変化
のさせ方によって細密化に伴って生成される構造の種類
が定まる。
【0015】この手法は細密化されるべき初期データを
必要とする。たとえば、青を基調に白を混入させた小さ
い(たとえば4×4ピクセルの)画像データをあるパラ
メータ群による設定で細密化していけば、空に浮かぶ雲
の画像を生成できると予想できる。また、オレンジ色を
基調にすれば、同じパラメータ群で夕焼け空に浮かぶ雲
に見える画像を生成することができる。
【0016】図1はこの発明の一実施形態の動作を説明
するためのフロー図であり、特に図1(a)は画像の細
密化方法の一例を示し、図1(b)は図1(a)の細密
化方法を繰返す例を示す。
【0017】図1(a)に示すステップ(図示ではSP
と略称する)SP1において、前述の重みづけ係数oが
取得され、ステップSP2において、座標(x.y)の
2つの画素値が画素情報として取得され、ステップSP
3において最小変動幅hが取得される。そして、ステッ
プSP4において、乱数rが発生され、ステップSP5
で乱数rと重みづけ係数oと最小変動幅hからゆらぎ量
が算出される。ステップSP6において、2つの画素値
とゆらぎ量から細密化された中間位置の画素値が算出さ
れ、ステップSP7ですべての画素について細密化を実
行したか否かが判別される。実行が完了していなければ
ステップSP2に戻り、以下ステップSP3〜SP6の
処理を繰返す。
【0018】図1(b)に示した例では、細密化回数を
設定しておき、ステップSP11において細密化回数か
ら重みづけ係数を取得する。以下、ステップSP2〜S
P7の動作は図1(a)と同じであり、ステップSP1
2において必要なだけ細密化を実行したか否かによって
再度ステップSP11〜SP12を繰返すかあるいは処
理を終了する。
【0019】図2は図1に示した実施形態を具体化する
ための構成を示すブロック図である。図2において、画
素選択部1は、作り出したいデザインに応じたおおよそ
の色分布を持つ素材の画素を選択するものであり、その
出力の選択信号は画素情報取得部2と細密化カウンタ3
とに与えられる。画素情報取得部2は画素選択部1から
与えられた選択信号に基づいて、座標・画素値メモリ1
0から所望の座標(x,y)の画素値を読出す。なお、
座標・画素値メモリ10には多数の画素値が記憶されて
いる。
【0020】一方、細密化カウンタ3は画素選択部1か
らの選択信号に応じて細密化の実行した回数を計数し、
その計数出力を重みづけ係数テーブル4と最小変動幅テ
ーブル5とに与える。重みづけ係数テーブル4は細密化
カウンタ3の計数出力に応じて、細密化に伴って構造を
生成するための重みづけ変数oを出力する。また、最小
変動幅テーブル5は細密化回数カウンタ3の計数出力に
応じて、均一な広がりを作らないための最小変動幅hを
出力する。さらに、乱数発生器6は画素値の変位をゆら
がせるための乱数を発生する。
【0021】重みづけ係数テーブル4から出力された重
みづけ係数oと、最小変動幅テーブル5から出力された
最小変動幅hと、乱数発生器6から発生された乱数rは
ゆらぎ量算出部7に与えられ、ゆらぎ量が算出されて細
密化された中間位置の画素値の算出部8に与えられる。
算出部8は画素情報取得部2で読取られた2画素値とゆ
らぎ量算出部7で算出されたゆらぎ量とから細密化され
た中間位置の画素値を算出し、画素値書込部9はその画
素値を座標・画素値メモリ10に書込む。画素選択部1
は画素値書込部9が画素値を書込むと、画素値情報取得
部2によって次の画素値を読出させ、上述の動作と同様
の処理を行なう。
【0022】ここで、この発明の一実施形態を用いて層
雲を生成する方法について説明する。上述の画像細密化
方法において、重みづけ係数oを変化させ、雲に見える
画像の生成を試みた。雲は、大気中の水蒸気が微細な核
を持つことによって液化あるいは固化したものの集合で
ある。通常、風の影響などを受けてゆらぎながら拡散・
散逸しつつある雲の表面部分を普段目にすることが多
い。そこで、拡散の仕方にゆらぎを加えながら、テクス
チャを細密化していくことによって、雲に見えるテクス
チャを生成することができる。
【0023】具体的には、第1式において、乱数rと重
みづけ係数oとのいずれかを0に固定した場合、テクス
チャは単純な拡散のみで細密化されていく。ゆらぎを実
現するために、rに乱数を入力し、oに0でない極小さ
い値を与えて4×4ピクセルの原画像から512×51
2ピクセルの雲に見えるテクスチャを生成した。生成し
た画像の例を図3および図4に示す。これは層雲に類別
できる。
【0024】次に、積雲の生成方法について説明する。
奥行きをもち、もくもくとした積層雲を生成する場合、
層雲は雲全体の構造はあるもののその内部構造はほとん
ど目に止まらないのに対して、積雲はある大きさを持っ
た内部構造を多重に有している。それを表現するため
に、第(1)式のoiに0でない値を与え、細密化が進
むにつれ(iが大きくなるにつれ)、小さくした。生成
した画像の例を図5および図6に示す。
【0025】次に、再帰的階層的1/fゆらぎによる森
に見える画像を生成する方法について説明する。前述の
特開平9−114992号公報で提案されている再帰的
階層的1/fゆらぎの原理を応用し、森を上空から俯瞰
したように見えるテクスチャの生成を試みた。森は大小
さまざまな木々の集合であり、木は幹や枝からなってお
り、枝には葉がついている。自然物の構造は一般に1/
fゆらぎに従うといわれているが、森の構造は単純な1
/fではなく、再帰的に現れる階層的な1/fゆらぎを
示すのではないかと考えられている。
【0026】第(1)式のoiに0でない値を与え、細
密化が進むにつれ(iが大きくなるにつれ)て小さく
し、ある精細度まで来たところでoiを少し大きな値に
戻して、再び細密化が進むにつれて小さくするという操
作を繰返す。これによって、再帰的階層的な1/fゆら
ぎを実現できると思われる。生成された画像例を図7お
よび図8に示す。
【0027】上述の実施形態における森に見えるテクス
チャと雲に見えるテクスチャとを合成した画像を、視覚
情報の精細度の違いが人間に与える効果についての生理
的・心理的評価の資料に供した。その結果、テクスチャ
から与えられる視覚像の精細度の差異が、生理的評価と
心理的評価との両者に共通した傾向を持つ優位な差をも
たらすことが見出され、より細密度を上げ、よりフラク
タル性を持たせた画像の方が脳に対する負担が小さいこ
とが示唆できた。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、与え
られた素材画像のすべての画素値について、隣り合う画
素値の平均値に乱数と重みづけ係数とを乗算した変動を
加えることによって、自然景観に見える人工的な画像の
構成に有効であることがわかった。また、この発明によ
って生成したテクスチャ画像が、評価実験の資料として
有効に働いており、評価資料として有用となり得ること
が示された。すなわち、この発明では、まず自然界の構
造の空間周波数についての特徴をパラメータとして取り
込むことができる。2つ目に、必要な精細度まで細密化
でき、任意のサイズのテクスチャを作り出すことができ
る。3つ目に、乱数発生初期値の変更によって恐らく同
質の生理的・心理的効果を人に与え得るテクスチャを、
任意の数量を作り出すことができる。また、パラメータ
を微妙に変えることによって微妙に異なるテクスチャを
作り出すことができ、これらをアニメーション化するこ
とによるゆらぎの表現や、立体映像の応用なども考えら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の動作を説明するための
フロー図である。
【図2】図1に示した実施形態を実現するための装置の
ブロック図である。
【図3】この発明の一実施形態で生成された層雲のテク
スチャの一例を示す図である。
【図4】この発明の一実施形態で生成された層雲のテク
スチャの他の例を示す図である。
【図5】この発明の一実施形態で生成された積雲のテク
スチャの一例を示す図である。
【図6】同じく積雲の他の例を示す図である。
【図7】この発明の一実施形態で生成された森林のテク
スチャの一例を示す図である。
【図8】同じく森林のテクスチャの他の例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 画素選択部 2 画素情報取得部 3 細密化回数カウンタ 4 重みづけ係数テーブル 5 最小変動幅テーブル 6 乱数発生器 7 ゆらぎ量算出部 8 細密化された中間位置の画素値の算出部 9 画素値書き込み部 10 座標・画素値メモリ
【手続補正書】
【提出日】平成11年6月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 画像細密化装置
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は画像細密化装置
関し、特に、映像やコンピュータグラフィックスなどの
成ならびに壁紙,タイル,タイルカーペット,パーテ
ィションなどの建築材や内装材および外装材などのデザ
インを決定するような画像細密化装置に関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、任
意の素材を細密化し、フラクタル性のあるデザインを行
なうことによって、より脳に対する負担を低く抑えつつ
より自由度の高いデザインを実現し得る画像細密化装置
を提供することである。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
画像を細密化する画像細密化装置であって、素材となる
原画像の画素値を選択するための画素選択手段と、多数
の画素値を予め記憶する画素値記憶手段と、選択手段の
選択出力に基づいて、画素値記憶手段から所望の座標の
画素値を読出す読出手段と、選択手段の選択出力に応じ
て細密化の実行する回数を計数する計数手段と、計数手
段の計数出力に応じて、細密化に伴って構造を生成する
ための重みづけ係数を出力する重みづけ係数テーブル
と、計数手段の計数出力に応じて最小変動幅を出力する
最小変動幅テーブルと、計数手段の計数出力に応じて、
画素値の変位をゆらがせるための乱数を発生する乱数発
生手段と、重みづけ係数テーブルから出力された重みづ
け係数と最小変動幅テーブルから出力された最小変動幅
と乱数発生手段から発生された乱数とに基づいてゆらぎ
量を算出するゆらぎ量算出手段と、画像記憶手段から読
出された画素値とゆらぎ算出手段によって算出されたゆ
らぎ量とから細密化された中間位置の画素値を算出する
画素値算出手段を備えて構成される。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】請求項2に係る発明では、さらに算出され
た細密化された中間位置の画素値を画素値記憶手段に取
込む画素値書込手段を有する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】さらに、請求項3に係る発明では、画素値
算出手段は演算を繰返し行なうことによって素材となる
原画像には存在しなかった模様を持つ画像を生成する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】請求項4に係る発明では、画素値算出手段
は演算を繰返し行なうことによって重みづけ係数を変化
させる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 督雄 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映 像通信研究所内 (72)発明者 大橋 力 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール人間情 報通信研究所内 (72)発明者 中津 良平 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映 像通信研究所内 (72)発明者 下原 勝憲 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール人間情 報通信研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素材となる原画像のすべての相隣り合う
    2つの画素について、その中間位置にそれら2つの画素
    値に演算を加えて得た値を画素値とする新しい画素を設
    定することによって画像を細密化する方法において、 前記演算として前記2つの画素値の平均値に乱数と重み
    づけ係数とを乗算した変動を加えることを特徴とする、
    画像細密化方法。
  2. 【請求項2】 前記演算を繰返し行なうことによって前
    記素材となる原画像には存在しなかった模様を持つ画像
    を生成することを特徴とする、請求項1に記載の画像細
    密化方法。
  3. 【請求項3】 さらに、前記演算を繰返し行なうにつれ
    て、前記重みづけ係数を変化させることを特徴とする、
    請求項2に記載の画像細密化方法。
  4. 【請求項4】 前記重みづけ係数の変化を実在景観の空
    間周波数変化に対応させることを特徴とする、請求項3
    に記載の画像細密化方法。
JP10065241A 1998-03-16 1998-03-16 画像細密化装置 Pending JPH11265435A (ja)

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JP (1) JPH11265435A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6911245B2 (en) * 2001-05-03 2005-06-28 Milliken & Company Carpet constructions and methods
US7070846B2 (en) * 2002-05-03 2006-07-04 Milliken & Company Carpet constructions, systems, and methods
JP2007197132A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Toshiba Elevator Co Ltd 乗客コンベア

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