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画像処理によりミニチュア風景を作成する手法の研究

はじめに

研究背景

ミニチュア撮影とは、本物の風景を丸で小型であるようにみせる撮影. つまり、ニチュア撮影の他の言い方は diorama ジオラマ撮影であり、博物館展示の一つ方法はジオラマと呼ぶ.ジオラマの言葉の意味は 、見せ物、 あるいは、模型で表せる.2006年のごろ、日本の写真家、本所直季は ミニチュア風景の撮影の技法を駆使した.本城直季の村伊兵衛写真賞を受賞した[Small Planet]の作品はネットで話題になった.本当の物を思わなかったので、直季本所の写真集は子供から大人まで注目した.実際にミニチュア風景の撮影を発明した人はイタリアの写真家、Olivo Barbier「 オリボ・バルビエリ2009年である.

smallplanet3.jpg
図1:本城直季の作品

ミニチュア撮影の特長

ミニチュア撮影の特長は2つに分かれる. Bは、画像の中央の部分、この部分はピントが合う部分.つまり、はっきり見える部分. AとCは、画像の上下の部分、この部分はピントが合わずに、ぼやけている.

mini_ABC.png
図2:ミニチュア特長

ミニチュア撮影の手法

高い場所から撮影

被写体面より高い場所から撮る.もしくは、ヘリコプターを利用し、見下ろしながら、撮影する. ミニチュア撮影するため、Olivo Bariberはヘリコプターから撮影した.

Tilt-Shift付きレンズカメラ

ミニチュア風景を撮影するために、Tilt-Shiftレンズカメラが必要になる. このカメラの利点は、 Tilt Shift

ミニチュア撮影の欠点

1.高い場所から撮らないと行けないない 2.高い場所のピントの設定は難しい 3.Tilt-shift付きレンズが高い

研究目的

通常の写真に画像処理を利用して同様の効果を得る手法を述べる

研究手法

ピントが合わない部分

平滑化処理の手法

グラデーションの作成

ピントが合う部分

鮮明化処理

高い建物のミニチュア撮影の問題の解決

画像処理の手法平滑化処理

平滑化処理

移動平均方法

移動平均方法とは、注目画素の濃度を調べ、その濃度の平均値を、注目画素の中央に適用 する方法である.局所領域のすべての画素に対して同じ重み係数が使用される.

Median Filter

メディアンフィルタとは、注目画素の所領域の濃度をに濃度を調べ、濃度値を小さい順に 並べ時の真ん中にくる濃度値を領域中央の画素の濃度とする処理である.

Gaussian Filter

ガウシアン関数を利用したフィルタ.

鮮明化処理

Sharpening 鮮鋭化フィルター

アンシャープ処理は,文字通り解釈すると「鮮鋭しない」と言う意味がある. ところが,実 際には鮮鋭にする処理である.アンシャープ処理はピンぼけした画像を補正する時よく利用 される. 画像をシャープにする処理というのは,画像の輪郭を強調する処理であり、隣接す るピクセルの連続した階調の差分を大きくすると言う事でもある.

Mask処理

マスク処理は、特定の部分のみを表示し、それ以外の部分を表示しない画像処理のことを 言う.表示する部分と表示しな部分は黒色画像と白色画像で区別する.スク処理を行うため には、表示したい部分は、どこなのかを表す基準画像をあらかじめ用意する必要である.マ スク画像 = 対象画像 × 基準画像マスク処理画像の具体例として、水域をマスク処理 によって抽出した画像を以下に示する.

実験

ピントが合わない部分

平滑化処理を比較

移動平均方法[1x1]から[25x25]

Template Matchingを利用

Tilt-shift付きレンズのカメラを利用した画像はテンプレートになり、移動平均方法[1x1]から[25x25]まではデータ画像になる.

*マチングした結果は移動平均[3x3]から[17x17]

この部分はグラデーションとして作成する.

grad.png
図3:グラデーション

ピントが合う部分

この部分はUnsharp Maskingを利用し、このような結果になる

jiken.jpg
図4 画像処理で作成した結果
after.jpg
図4 Tilt-shiftレンズを利用した撮影

まとめ

ミニチュア風景でピントが合わない部分の撮影は 移動平均を使用すること出来るが、グラデーション度の範囲は手動で決める. ミニチュア風景のピントが合う部分はUnsharp Maskingを使う 高い建物のミニチュア風景はmask処理でピントが合う 効果ができる

今後の課題

カメラのレンズの倍率によって、 ピントが合わないと合う範囲を自動計算で求め、 Unsharp Maskingを適用する

参考文献

[1] Bigler. Emmanuel, “Depth of field and Scheimpflug’s rule : a minimalist geomet- rical approach ,” http://www.galerie-photo.com/profondeur-de-champ-scheimpflug- english.html
[2] C. Harris and M. Stephens, “A combined corner and edge detector, ” Proc. 4th Alvey Vision Conf., pp.147-151, Manchester, U.K., Aug. 1988
[3] G. Ramponi, “A cubic unsharp masking technique for contrast enhancement,” Signal Processs. ,pp.211-222, May 1998
[4] Summerhayes. David, “Focusing the Tilt-Shift Lens,” http://www.luminous- landscape.com/tutorials/focusing-ts.shtml.
[5] 土屋裕/深田陽司, “画像処理” コロナ社.
[6] 澤田慧/ 柴田勇輝, “ディジタル画像の強調処理”,岡山理科大学総合情報学部情報科学 科卒業論文 ,2006
[7] 画 像 処 理 ソ リュー ション ,“http://imagingsolution.blog107.fc2.com/blog-entry-186.html
[8] 本城直季 ミニチュア風写真から現実と虚構を写すフォトグラファー, “http://www.albatro.jp/birdyard/photo/honjyou-naoki/index.htm
[9] カメラの種類,“http://www.jcii-cameramuseum.jp/kids/shurui/shurui01.html
[10] 大判カメラの特長,“http://www.linhof-club.com/good-point.html


添付ファイル: filegrad.png 782件 [詳細] filejiken.jpg 863件 [詳細] fileafter.jpg 724件 [詳細] filemini_ABC.png 792件 [詳細] filesmallplanet3.jpg 826件 [詳細]

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Last-modified: 2014-03-04 (火) 17:17:59