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ヒトの視覚特性を考慮した線画生成と効果付与

研究課題

研究課題/領域番号 20H04203
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関東京大学

研究代表者

山口 泰  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (80210376)

研究分担者 山田 修  奈良県立大学, 地域創造学部, 特任教授 (30571723)
SRIPIAN PEERAYA  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (70822542)
籔内 直樹 (籔内佐斗司)  東京藝術大学, 大学院美術研究科, 教授 (10376931)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード線画 / 視覚特性 / 3次元形状知覚 / 3次元形状 / ヒト視覚 / 3次元形状
研究開始時の研究の概要

線画は,機械や建造物の設計図,利用マニュアルの説明図などによく用いられる.機械部品などの単純な曲面で構成される形状であれば,CADデータから線画を生成することも可能だが,その場合でもCADデータの曲線はそのまま利用できず,工業イラストレータによる修正が必要である.一方で自然物や彫像のように複雑な凹凸を持つ曲面形状や,3Dスキャナによって取得されたポリゴンデータの場合,適切な線画を自動的に生成することは困難である.また形状理解を促すために設計図や説明図では線幅や色に変化をつけるが,その調整法も自明ではない.このような問題を扱うために,ヒトの視覚特性を考慮した線画生成と効果付与に関する研究を行う.

研究成果の概要

本研究では3次元形状の表現法として線画生成技術について研究を進めた.まず曲面近傍の積分量にもとづく特徴線抽出技術をベースにして,線画生成手法を検討した.さらに3次元形状データとヒトが描いた線画との組を機械学習することで線画を生成する方法を試みた.さらに効果付与については,線画における線幅や消失点などから得られる奥行き感を解析するとともに,それらを線画の効果として利用することも検討した.特に消失点など複数の線の関係から誘導される空間認知の傾向について調査を行い,3次元シーン理解におけるヒトの特性について知見を得ることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

線画表現は多くの場面で必要とされている.たとえば,機械や建造物の設計図,利用マニュアルの説明図などによく用いられる.機械部品などCADデータが存在すれば線画を生成することも可能だが,その場合でも人による修正が必要となっている.一方で自然物や彫像のように複雑な凹凸を持つ曲面形状の場合,適切な線画を自動的に生成することは困難である.また形状理解を促すために設計図や説明図では線幅や描き方に変化をつけるが,その調整法も自明ではない.本研究によって線画認知におけるヒトの特性を解明するとともに,その特性を利用した線画生成ならびに線画への効果付与技術への端緒が得られた.

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Beijing University of Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualization Comparison of Vision Transformers and Convolutional Neural Networks2024

    • 著者名/発表者名
      SHI Rui、LI Tianxing、ZHANG Liguo、YAMAGUCHI Yasushi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Multimedia

      巻: 26 ページ: 2327-2339

    • DOI

      10.1109/tmm.2023.3294805

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Understanding contributing neurons via attribution visualization2023

    • 著者名/発表者名
      SHI Rui、LI Tianxing、YAMAGUCHI Yasushi
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: 550 ページ: 126492-126492

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2023.126492

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnification Illusion - Change of Interpretation when Viewing Through a Telescope2023

    • 著者名/発表者名
      SRIPIAN Peeraya、IJIRI Takashi、YAMAGUCHI Yasushi
    • 雑誌名

      Journal for Geometry and Graphics

      巻: 27 ページ: 81-101

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] JPEG Line-drawing Restoration with Masks2023

    • 著者名/発表者名
      ZHU Yan、YAMAGUCHI Yasushi
    • 雑誌名

      Proc. of Smart Tools and Apps in Graphics

      巻: ー ページ: 103-111

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Output-targeted baseline for neuron attribution calculation2022

    • 著者名/発表者名
      Shi Rui, Li Tianxing, Yamaguchi Yasushi
    • 雑誌名

      Image and Vision Computing

      巻: 124 ページ: 104516-104516

    • DOI

      10.1016/j.imavis.2022.104516

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An Interactive Tuning Method for Generator Networks Trained by GAN2022

    • 著者名/発表者名
      ZHOU Mengyuan、YAMAGUCHI Yasushi
    • 雑誌名

      Proc. of Smart Tools and Apps in Graphics

      巻: ー ページ: 151-160

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 学習済画像生成ネットワークの対話的な調整法2021

    • 著者名/発表者名
      周 夢遠, 山口 泰
    • 雑誌名

      Visual Computing 2021 論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binoculars' Illusion - Linear Perspective Perception in Binoculars on Ground2021

    • 著者名/発表者名
      Sripian Peeraya, Ijiri Takashi, Yamaguchi Yasushi
    • 雑誌名

      Proc. of the 13th Asian Forum on Graphic Science

      巻: - ページ: 34-42

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid image of three contents2020

    • 著者名/発表者名
      Peeraya Sripian, Yasushi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Visual Computing for Industry, Biomedicine, and Art

      巻: 3 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1186/s42492-019-0036-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] LinSSS: linear decomposition of heterogeneous subsurface scattering for real-time screen-space rendering2020

    • 著者名/発表者名
      Yatagawa Tatsuya、Yamaguchi Yasushi、Morishima Shigeo
    • 雑誌名

      The Visual Computer

      巻: 36 号: 10-12 ページ: 1979-1992

    • DOI

      10.1007/s00371-020-01915-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Group visualization of class-discriminative features2020

    • 著者名/発表者名
      Shi Rui、Li Tianxing、Yamaguchi Yasushi
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 129 ページ: 75-90

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2020.05.026

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Class-Discriminative Feature Group and its Visualization2020

    • 著者名/発表者名
      Shi Rui, Li Tianxing, Yamaguchi Yasushi
    • 雑誌名

      Visual Computing 2020 論文集

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 双対タイリング折紙の剛体折り2021

    • 著者名/発表者名
      安達瑛翔, 舘 知宏, 山口 泰
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cylindrical Dual Tiling Origami2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Akito, Tachi Tomohiro, Yamaguchi Yasushi
    • 学会等名
      SIAM Conference on Geometric and Physical Modeling
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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