物理モデルに基づいた速度パターン群と偏微分方程式による1枚のテクスチャ・流体状画像からの時系列画像生成方法

境野　英朋  柳沢　豊  佐藤　哲司  

誌名
電子情報通信学会論文誌 A   Vol.J89-A   No.11   pp.873-888
発行日: 2006/11/01
Online ISSN: 1881-0195
DOI: 
Print ISSN: 0913-5707
論文種別: 特集論文 (イメージメディアクオリティ論文小特集)
専門分野: 画像生成・合成
キーワード: 
速度場編集,  速度パターン群,  偏微分方程式,  動画,  GUI,  

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あらまし: 
1枚の写真や静止画に対して，ダイナミックな動きやテクスチャの変化を生成する動画生成方法は，応用範囲が広く重要な画像編集方法の一つである．しかし，煙，雲のようなテクスチャや流体状パターン画像に滑らかな動きを与えるには，経験者が多くの操作とコマンドを駆使して逐次的に生成する必要があった．特に，画素単位の操作は経験者でも大きな負担となっていた．そこで本論文では，渦，発散，収束，振動などの典型的な物理現象に基づいて動きを速度パターン群としてモデル化し，GUI上マウス操作で選択・制御するPhotoDynamic Tool（PDT）を提案している．PDTでは指定した領域内の画素を単位に細かく速度ベクトルを設定・変更・消去などの画像編集が自在にでき，複数の異なる速度パターン群を重ねることで複雑なテクスチャや流体状パターンの動きを作り出せる．速度パターン群を用いた動画シーケンス生成には高次の精度で離散近似された移流・拡散方程式を適用し，誤差の累積を軽減し画質劣化を改善している．また，準線形な速度場をナビエ・ストークス方程式を用いずに高速かつ簡易に速度場を変化させる方法についても提案している．実画像を用いた動画生成実験から，滑らかで現実感の高い動画シーケンスを生成できることを確認し，提案するPDTの操作性，有効性，表現性，効率性について論じている．