ビジュアル情報の統一的モデルの研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05402060
• 研究機関: 会津大学
• 研究代表者: 國井 利泰 会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (50013743)
• 研究分担者: 品川 嘉久 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (00226135)
• キーワード: ビジュアリゼーション / モデリング / コンピュータ・グラフィクス / モ-ス理論 / 特異点 / レーブグラフ / 多様体 / シミュレーション

研究概要

コンピュータ・グラフィクスを用いて様々な自然現象をモデル化するために、本研究では、物体の特異点に基づいた統合的モデルを提案した。統合のための基本構造として臨界点間のグラフ的関係を与える臨界点グラフ、別称レーブグラフ(Reeb graph)を採用し、多様性を統合するモデルModel Visualをシステムとして構築する。その階層構造は位相レイヤ、幾何レイヤ、非視覚的(物理的・化学的)レイヤから成り、各レイヤ上での操作群として、形状処理オペレータ、認識オペレータ、視覚オペレータ、表示オペレータ、データベース・オペレータを持つ。
本年度は、形状処理オペレータを用いて二次元データや三次元データの符号化と復元を行なう部分が完成した。二次元データの例としては、画像情報を用い、その特異点や、射影幾何学的な特徴量を抽出し、写真・絵画の符号化に応用した。特に、植物の葉の形状を、写真から画像処理して、その形態の特徴および種による変化を自動抽出する方法を開発した。また地形図などの等高線データから、特異点を正しく取り出すアルゴリズムも作成した。三次元データとしては人間の顔面形状を応用例にとった。人間の顔の表情は非常に微妙な形状変化によって大きく変わり、位相不変情報と局所的幾何情報を自由に操作できる形状処理オペレータでないと扱うことができない。高速度画像入力装置により、その形状変化をとらえ、微分位相幾何学的な特徴量を抽出し、さらに、皮膚形状の変化情報を加え、人間の表情認識を行なう方法を開発した。

研究成果

• [文献書誌] Hitoshi Saji,Yoshihisa Shinagawa,Shigeo Takahashi and Tosiyasu L.Kunii: "Measuring three‐dimensional shapes of human faces by incorporating stereo vision with prhotometry using blending functions." In Jiannan Chen.Nadia Magnenat‐Thalmann,Zesheng Tang and Daniel Thalmann editors.Fundamentals of Computer Graphics(Proc.Pacific Graphics '94). 3-18 (1994)
• [文献書誌] Tosiyasu L.Kunii and Yoshihisa Shinagawa: "Science of Art-Sciences of paintings,sports.stage arts and beauty of nature-" Forma. 9(3). 193-198 (1994)
• [文献書誌] Galina Okuneva.Tosiyasu L.Kunii and Yoshihisa Shinagawa: "Topology of Noncompact Variants of Suslov's Problem" The International Journal of Shape Modeling. 1(1). 23-40 (1994)
• [文献書誌] Yoshihisa Shinagawa,Tosiyasu L.Kunii.Anatoly T.Fomenko et al.: "Coding of object surfaces using atoms" In:Larry Rosenblum,Rae A.Earnshaw,Jose Encarnacao et al.editors,Scientific Visualization:Advances and Challenges(Proc.Workshop on Visualization). 309-322 (1994)
• [文献書誌] Tosiyasu L.Kunii and Yoshihisa Shinagawa: "Research Issues in Modeling Complex Object Shapes for Visualization" IEEE Computer Graphics and Applications. 14(2). 80-83 (1994)
• [文献書誌] Hitoshi Saji,Yoshihisa Shinagawa.Tosiyasu L.Kunii et al.: "Characterization of Object Shapes by Singular Points:with an Application to Feature Extraction of Human Facial Expressions" In J.J.Connor et al.,editors,Visualization and Intelligent Design in Engineering and Arcihitecture.Computational Mechanics Publications. 29-43 (1993)