近藤 邦雄東京工科大学メディア学部kondo@media.teu.ac.jp

近藤 邦雄東京工科大学メディア学部kondo@media.teu.ac.jp

Non

Photorealistic

Rendering

Non

Photorealistic

Rendering

非写実的表現手法の発展と展開

画像変換フィルタ

絵画風画像への変換手法の分類

元画像 特徴理解 描画 キャンバス

水彩画のシミュレート

画材・技法の物理的なシミュレーション

画材の振る舞いを物理的に再現ペイントツールの１つとして提案

PhotoShop によるフィルタ処理

・処理が簡単、機械的な処理・人が描いたような雰囲気を出すための工夫が必要

ディジタルフィルタの一種

ストロークを用いた絵画風描画• Haeberli の手法 [Haeberli 90]

ストロークを用いた絵画風描画

Haeberli の手法 [Haeberli 90]

1. 元になる入力画像と出力用の無地の画像

（キャンバス）を用意する．

2. 入力画像の中から画素を1つ選択する．

3. キャンバス上の取り出した画素に対応する

位置に，ストロークの形でその画素の色を塗る．

4. 上記 2）, 3）の処理を多数の画素に対して行う．

ストロークの各種パラメータ

[Haeberli 90]

ストロークの各種パラメータ

(a) 配置乱数／ボロノイ図／ユーザの対話的操作

(b) 大きさ均一／ユーザの対話的操作／画像の特徴量

(c) 方向均一／エッジ方向／テクスチャ

(d) 色原画像の画素のまま，ばらつきを加える

(e) 形状絵筆の形，幾何形状

いろいろなブラシによる出力画像

テクスチャをブラシとした出力画像 勾配情報を基にした出力画像

Algorithmic Painting T.Yamamoto

The original photograph (Cayman Islands (c) 1991, T. Yamamoto)

Oil painting processing Crayon painting processing

Algorithmic painting is a program system that convertimpression of photograph to several kind of painting touch.

No User Intervention, 2D

“Painterly Rendering with Curved Brush Strokes of Multiple Sizes” Aaron Hertzmann

• 複数のブラシサイズのストロークを重ねていく

SIGGRAPH’98 No User Intervention, 2D SIGGRAPH’97

Processing Images and Video for An Impressionist EffectPeter Litwinowicz (Apple Computer, Inc.) pp.407-414, 1997 hand-painted look

No User Intervention, 2D

実写画像をもとにしたイラストレーションの生成手法

Yusuke HAMASAKI, Kunio KONDO Image Generation Method using Synthesis and Control of Rendering Region, ADADA2003 Proceedings of the 1st annual conference of Asia Digital Art and Design Association,pp.70-71, 2003.9

描画を単純化した手描きイラスト

描画の単純化による明確な強調

提案手法の概要

入力画像

領域分割

領域の統合

境界線描画

領域の合成

大きい領域 小さい領域

大きさの評価

出力画像

Step1

Step2

Step3

領域分割後 領域統合後

境界線描画 出力画像

元画像

Step1 領域分割

１.どの領域にも属していない画素を選択２.その画素と領域の平均色をL*a*b*色空間で比較し、

ある閾値以下ならその領域に加える

３.これを繰り返す

元画像 領域分割後

Step2 領域の統合

１.ある一定値よりも小さい領域を選択２.隣接する領域でもっとも平均色の差が小さい領域

に統合

３.これを繰り返す

領域分割後 領域統合後

Step3 境界線描画と領域合成

１.統合した領域の境界線の明度を操作し境界線を強調２.統合した際に消えた領域の中である一定値以上の

大きさを持つ領域を選択

３.２種類の領域の合成

境界線描画 出力画像

画像の自動変換

Image Analogies [Hertzmann 01]

A A'

B B'

Image analogies

• Goal: Process an image by example

??: :::

B B’A A’

画像の自動変換

Image Analogies [Hertzmann 01]

1) 原画像A, A’,目的画像Bを入力

2) 原画像Aと画像A' の関係を分析

→ 変換フィルタを得る

3) 変換フィルタを目的画像Bに適用

→ 同様の特徴を持った画像B'が生成される

: :::

B B’

Image Analogies

• Simple autoregression algorithm– Inspired by texture synthesis: DeBonet (1997), Efros and

Leung (1999), Wei and Levoy (2000), Ashikhmin (2001)

A A’

Artistic filtersWatercolorA A’

B B’

: ::

:

A A’ B B’

: :: :

Artistic filtersSketch(Native American)

Texture-By-NumbersOxbow

A A’

B B’

: ::

:

参考文献 NPR●Kondo K, Kimura F, Tajima T: An Interactive Rendering Technique for 3-D Shapes,EUROGRAPHICS’85, North-Holland, pp.341-352, 1985.9 ●近藤邦雄,木村文彦,田嶋太郎:インタラクティブレンダリングシステムによる3次元形状の表現,情報処理学会情報処理Vol.26 No.11 pp.1401-1408,1985.11(情報処理学会25周年記念論文賞)●近藤邦雄,木村文彦,田嶋太郎:手描き透視図の視点推定とその応用,情報処理学会論文誌第29巻7号pp.686-693, 1988.7●近藤邦雄,木村文彦,田嶋太郎:レンダリングのための対話型透視図作画法,情報処理学会論文誌第29巻8号 pp.721-728,1988.8 ●旭昌宏,近藤邦雄,島田静雄,佐藤尚:イラスト図作画支援システムの開発, 第 7 回 NICOGRAPH 論文集 pp. 22-31,1991.11 ●近藤邦雄,神原 章,佐藤 尚,島田静雄:3次元形状表現のための白黒画像の描画法,情報処理学会論文誌Vol.l34 No.8 pp.1762-1769,1993.8 ● A.KANBARA, K. KONDO, H.SATO, S.SHIMADA: Interactive Rendering System for Line Drawing by Dot and Line Shading, INSIGHT THROUGH COMPUTER GRAPHICS(CGI'93)World Scientific pp. 172-179,1994.6 ）● Yoshinori Mochizuki, Kunio Kondo, Hisashi Sato: Enhanced Edge Rendering for Comprehensible Image, Proceedings of the 8th ICECGDG Conference Vol.1, pp.194-199,1998.7●望月義典,近藤邦雄,宮澤貴之: 誇張表現制御のための投影変換, 第14回NICOGRAPH/ MULTIMEDIA論文コンテスト論文集pp.66-72,1998.11 ● Yusuke HAMASAKI, Kunio KONDO Image Generation Method using Synthesis and Control of Rendering Region, ADADA2003 Proceedings of the 1st annual conference of Asia Digital Art and Design Association,pp.70-71, 2003.9● KONDO Kunio, IWABUCHI Eitaro, Non Photorealistic Rendering using Photon Brushes, International Journal of Asia Digital Art and Design Association,Vol.4,200603● Yukiko UNAMI, Kunio KONDO, Area Segmentation and Color Exaggeration for Image Synthesis,Vo.5,pp.38-43,2006● Yukiko UNAMI, Kunio KONDO, Image Synthesis Method using Area Segmentation and Color Harmonization, Asia Digital Art and Design Association International Forum 2006

参考文献

●近藤邦雄,木村文彦,田嶋太郎:曲面の形状感の表現第1報中間調を用いた図の作成,精機学会精密機械Vol.49,No.12, pp.92-97,1983.12 ●近藤邦雄,木村文彦,田嶋太郎:曲面の形状感の表現 第2報ペイントシステムCARPの作成,精機学会精密機械Vol.51 No.6 pp.116-121,1985.6 ●近藤邦雄,木村文彦,田嶋太郎:レンダリングのための濃淡表示アルゴリズム,日本図学会図学研究,第39号 pp.15-20,1986.9 ●近藤邦雄,木村文彦,田嶋太郎:絵画における濃淡表現の分類と計算機による濃淡表現法,日本図学会図学研究第40号 pp.13-19,1987.3 ●宮澤貴之,望月義典,近藤邦雄,佐藤尚,島田静雄:３次元形状を誇張するための投影変換手法,テレビジョン学会 Vol50 No.10 pp.1543-1548,1996.10 ●望月義典,近藤邦雄,宮澤貴之: 誇張表現制御のための投影変換, 第14回NICOGRAPH/ MULTIMEDIA論文コンテスト論文集pp.66-72,1998.11 ●Kazuaki Suzuki, Kunio Kondo, Binary Contour Image Down Scaling For Pixel Art, Proceeding of IWAIT 2006, S10-3, 2006●米山孝史，近藤邦雄，藤幡正樹,視覚に基づく絵画の特徴分析とパラメータ変換の提案,画像電子学会2006 年度第34 回年次大会予稿集,pp.7-8●鈴木 和明，近藤 邦雄, ドット絵の調査とドット絵のための輪郭線描画・縮小・着色手法, Visual Computing / グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2006● Takashi Yoneyama，Kunio Kondo，Masaki Fujihata, Analysis of Paintings and Image Synthesis using 3D models, Proceedings of the 4th annual conference of Asia Digital Art and Design Associationpp.132-133,2006●米山孝史，近藤邦雄，藤幡正樹,視覚モジュールに基づく絵画の特徴分析と画像生成手法, 日本図学会2007年度大会学術講演論文集,2007

視覚