物理?情報科学科　末竹規哲先生｜山口大学理学部サイト

2013-08-19

物理?情報科学科　末竹規哲先生

より鲜明に自然に、様々なデジタル画像の加工のアルゴリズムが模索されています。
色覚バリアフリーとはどのようなものなのでしょう。画像の加工技术でどのようなことが可能になるのかを伺いました。他研究室とのソフトボールの定期対戦を行っているとか???胜负への意気込みもインタビュー

末竹　規哲　Noriaki SUETAKE
山口大学大学院创成科学研究科　准教授
学域：理学系学域（情报科学分野）
学科：物理?情报科学科

インタービューアー（以下、イ）：今回のインタビューは物理?情報科学科准教授の末竹規哲先生です。よろしくお願いします。

末竹規哲先生（以下、末）：よろしくお願いします。

画像処理？

イ：さっそくですが先生のご研究についてうかがいます。先生のご専门である「画像処理」とは一体何をするのでしょうか。

末：何をするかというと、いろいろやっています。僕の研究室では特别なソフトウェアや机器は使用していません。全てプログラミング言语を使って実験、研究を行っています。
僕が取り扱っているのはデジタル画像なんです。コンピューターで见ることができる画像を対象にしています。

イ：その画像をどうするのですか？

末：例えばデジタルカメラで写真を撮るでしょ。でも色合いが悪かったり、ぼけてしまったりしますよね。こういった写真を后でどうにか加工して綺丽な写真にする。そういうふうな研究をしています。

イ：失败写真をいい感じに仕上げることができるってことですか。

末：ん～そうですね、失败写真といえば失败写真になるのかもしれないですね(笑)
他にもこんな研究もしています。

画像のサイズを変える処理

末：ディスプレイに画像を表示する场合、使用するディスプレイごとで縦横比がそれぞれ违いますよね。
パソコン用でもいろいろありますし、携帯もそうですね。画像をディスプレイに表示した时、いびつになることってないですか。

イ：はい。横にグーンっと伸びたりします。

末：そうですよね。被写体の形は変えないようにして画像のサイズだけを変えるんです。
例えば、入力画像の縦横比が4：3だとします。その画像を16：9の画像に変更します。通常のサイズ変换は画像を画面いっぱいに引き延ばすので、主役が縦长になってしまいます。
そこで提案手法では违和感が出ないように主役を大きくする一方で、影响のない背景部分を足しています。そういうふうな工夫をしています。

イ：それは自动的に？何の画像でも具体的な主役は「これだ！」ってプログラムで処理しているんですか？

末：そうです。この鸟の画像もそうです。

イ：ポッチャリというか、少し肉づきの良い鸟ですね。

末：そうでしょ(笑)。背景のあまり影响のないところにいっぱい列を入れていって横幅を広くしているんです。これでいう主役は鸟です。この鸟の縦横比をできるだけ変えないようにして画像のサイズを変更しているんです。

イ：なるほど。でも、これは人间が见ればこれが主役！てわかりますが、机械的になるとどうなんでしょうか。判断できるのですか？

末：パッと见てどこが一番目立つところかという顕着度を计算していて主役となるものは顕着度が高くなります。その高いところは、縦横比が変わらないようにするという工夫を入れています。でも、いつも上手くいくとは限らないですね。

イ：画像によっては主役ではない别の箇所を「主役だ！」と思ってしまうことがあるってことですか。

末：そうですね。

画像から色をとる処理

末：これはカラー画像のモノクロ化です。カラー画像の入った书类をモノクロ印刷するって思ってください。通常のモノクロ化はどういった処理をしているかというと、色は取らずに明度だけを取っています。このモネの絵を见てください。絵のタイトルは「印象?日の出」です。

イ：日の出？真ん中の画像は太阳がどこにもないですね。

末：そう。主役がなくなっています。この地図の通常モノクロ化では、ある岛が消えています。何故かというと海と一体化してしまっているからです。これは海と岛が同じ明度になっているからなんです。提案手法では太阳も岛も见えているでしょ。これはある点に着目した时に、その周囲と违った色なら明度を変えるというようなことをおこなっています。しかも暖色系を明るい色にして、寒色系を暗い色にする。日の出は暖色なので白色になります。黒い太阳はイメージに合わないですよね。

イ：白黒雑誌にカラー写真を投稿してこんなかんじになるとイヤですね。

末：例えば、先生方が研究されて赤や緑などの色を付けたグラフを描いたとします。それが论文册子等にモノクロで载ったとしたら同じ线になってしまい、せっかくの実験结果が何を意味するのかわからなくなりますね。そういったことも避けることができます。

コントラストを改善する処理

末：これは瑠璃光寺の画像ですが、轩下の部分は暗くて何が写っているかわからないですよね。これを鲜明にして、且つあまり违和感のないような画像にするという様なこともやっています。闯辞产蝉辞苍らの方法というのがあって、これはアメリカの狈础厂础の人なんですが、卫星写真で黒くつぶれていたりすると何が写っているかわかりませんよね。でもそこに何が写っているかを见せるという技术があるんです。でもそれだとやりすぎてしまって、暗いところは确かに明るくなるんですけど、明るい所は逆に昼间の写真なのに夜の写真みたいになってしまいます。そういうのを避けようってことで提案方法としてやっているのが私の研究室で提案している方法です。カラー写真にするとこんなかんじです。まあ、これでもやや违和感のある画像にはなっていますが、でも见えなかったところは鲜明に见えるようになって色も出てきているでしょ。

イ：そうですね。闯辞产蝉辞苍らの方法の画像は见えるけれども、とても不自然にクッキリとし过ぎていますね。

末：闯辞产蝉辞苍らの方法は用途にもよるんですよね。见えないところに何が写っているのかって解析したりする场合には非常にいい方法なのかもしれないですが、写真画质って面ではあまりよくないですね。

イ：航空写真には向くのですね。

末：はい。で、実は人间の目ってこういうことをしているんですよ。明るい所と暗い所が混ざっている画像でもちゃんと见えるんです。ダイナミックレンジがすごく広いんですよ。でも、デジタルカメラなどはダイナミックレンジが狭いんです。だからすぐ黒溃れしたり白く撮れたりします。

イ：ああそうですね。だから写真を撮っても思うように撮れなくて?なんでだろう？?ってなるんですね。

末：この画像処理は人间の目と头の中でやっている処理を模拟したような形でやっています。レチネックス理论っていうのがあってそこからきている画像処理なんです。だからこれは人间の视覚に学んだ画像処理ということになりますね。

色覚バリアフリー変换

末：最近では色覚バリアフリーという研究を行っています。

イ：それは、どんな研究ですか？

末：今いろいろ画像を见てもらいましたよね。でも全ての人が同じように见えているとはかぎらないんです。中には色弱、色覚异常と称される方がいらっしゃいます。色と色の组み合わせに反応ができなくて色の违いがわからなくなるんです。赤と緑の区别がつかないという方が多くみられます。緑の中に赤で「危険！」て书かれていても区别がつかないんです。最近はユニバーサルデザインと言って配色に気を使って谁もが区别ができるようにするというのがあるんです。

色覚のタイプによる色の见え

色覚バリアフリーガイドブック,
埼玉県総合制作部文化振兴课発行,2006から転载

末：私の研究室では色を选ぶのではなくて、出来上がったものがあることを前提にそれの色を変えて谁にでも见えるようにするということをやっています。

イ：谁もが见えるように色を调整するってことですか。

末：そうです。そういったことを今やっています。これ见て下さい。（数字５）见えますか？

イ：はい。见えます。数字の５ですね。

末：そうです。でも、この中の５って数字が见えない人がいるんですよ。ではこのメガネで见て下さい。

色弱模拟メガネ
「バリアントール」

イ：え？？５が全然见えないです。

末：これは特殊なメガネで色弱の人の视覚を模拟したメガネなんですよ。これは笔型という色覚メガネです。人间の目には、色を感じる3种类の视细胞、厂、惭、尝锥体というのがあって、产まれつきいずれか一つの锥体が欠けている人がいます。尝锥体（赤锥体）を欠く场合を笔型２色覚。惭锥体（緑锥体）を欠く场合を顿型２色覚と言います。緑と赤がほとんど同じ色、黄土色に见えてしまいます。

イ：赤と緑の区别がつかないと中の「５」が全く见えないんですね。

色味を调整することで数字が见えるようになる

末：画像処理でも色弱者の方にも见えるようにならないかな？てことで、ゴーギャンの絵なのですがこれをこの笔型のメガネで见てください。

イ：あれ？犬が背景と同じ色になってとても见づらいです。

末：そうでしょ。こういったことを画像処理でちょっと変えて綺丽に见える様にできないかなってことを今研究しています。で、やった结果がこれです。笔型のメガネで见てください。

イ：あっ、さっきより犬が见えます。

一般色覚者に违和感を感じさせないレベルの色调整で、
犬を鲜明に见せることが出来る

末：赤を青に変えたり緑を别の色に変えたりと、剧的に変化させればもちろん见えるんですよ。だけど、一般色覚者が见ると违和感が出てくるでしょ。例えば、緑の叶っぱの中に生っているイチゴの画像があるとします。２色覚の人が见るとイチゴがどこにあるか见えないでしょ。だから、イチゴを青色にする。そうするともちろんイチゴは见えますよ。でも、青いイチゴってどうですか？

イ：それはちょっと気持ち悪いイチゴだな！てギョッとしますね(笑)。

末：そうでしょ(笑)。だから色をガラッと変えるのは止めて、少しだけ変えることでくっきり见えれば良いなっていう思考のもとでやっているんです。

イ：なるほど！区别がつけば良いってものではないということですね。

末：その通りです。実はこれ、色相と彩度は変えないようにして、明度だけをちょっと変えています。区别がつきにくそうな箇所だけをね。ほんの少し変えただけなので见た目、印象は変わってないでしょ。
でも、视认性は高くなっているんです。

イ：そうですね。违和感はないですね。

末：こういったことがディスプレイ等で自动にできたら良いなと思っています。

イ：特别に加工しなくても、専用ディスプレイで见れば谁でも普通に见えるってことですか。

末：はい。色弱者の方からすると、见づらいホームページなどもたくさんありますからね。

イ：そうですね。困っている方はたくさんいらっしゃると思うので、それはとても助かると思います。きっとすぐにでも欲しいですよね。

末：そうですね。ただいろいろと难しいところがあるので、もう少し研究して最终的には実用的なものになると良いなと思っています。

イ：それは楽しみですね。全く知らなかった世界の话だったので惊きの连続です。

末：僕の研究はこんな感じです。

イ：あぁ～、なるほど。本当に「画像処理」とは「いろいろ」ですね。では、お话をうかがったうえで质问ですが、画像処理で谁でも美男美女になれますか？

末：美男美女ですか???それも面白いなって思っています。画像処理の分野の中ではデジタルメイクなんてものもあるんです。女性の颜写真で目元の小じわとかをノイズだとみなして取っちゃうんですよ。

イ：プリクラなんかと同じですか。今、「美白」とか「デカ目」だとかできますよね。

末：あれは、ちょっとやりすぎなとこがありますよね(笑)。だって人が変わっちゃってしまいますもんね。僕が言ったデジタルメイクという考え方はもっと自然な感じです。

イ：ああそうなんですか。では、その研究をやるときはぜひモデルをやらせてくださいね。

标準画像（Ｌｅｎｎａ）

イ：学生さんの论文発表を何度か拝见させていただいたのですが、同じ綺丽な女性の画像をみなさん使用されていましたが、なぜですか？

末：それはレナ（尝别苍苍补）の画像ですね。画像処理の研究ではアルゴリズムを开発するのがメインです。
ぼけている画像をどう綺丽にするか。コントラストが悪いのをどう綺丽にするか。全てアルゴリズムを考えているわけです。でも対象物が违うと、あるところで研究されたアルゴリズムと僕のところで研究したアルゴリズムの良し悪しを计る时に同じ画像じゃないと?良い??悪い?をなかなか议论しにくいんです。そういった意味でスタンダードイメージ、つまり标準画像データベースが大体决まっているんですよ。我々がよく使っているレナって女の人の画像もその标準画像のひとつなんです。

イ：みんなでこれを使ってアルゴリズムをつくろう！そういったことですか。

末：そうですね。対象物を统一していたら比较しやすいじゃないですか。だから画像処理関係はだいたい标準画像を使います。レナの他にもオウムの画像もそうです。何种类かあるんですよ。モノクロとカラー。人物だったり构造物だったりといろんなパターンがあるんです。

イ：なるほど。このレナの画像は末竹先生のお気に入りのモデルさん！というわけではないんですね。

末：あははは。そうですね。このレナの画像は世界中の研究者が使っています。実はこのレナはもともと「笔尝础驰叠翱驰」という雑誌のモデルさんで、1972年にヌード写真が掲载されたんですよ。全身像なんですが、颜の部分だけが使われています。谁が使い始めたかは知らないですけどね。

イ：1972年となると今では60歳前后ぐらいですね！最初に使用した人は、世界中の研究者がこんなにもずっと使い続けるなんて思っていなかったでしょうね。

末：そうですね。レナさんもまさか世界中の研究者が自分の画像を使用するなんて思ってもいなかったでしょうね。

ＶＳ野崎研

イ：先生はソフトボールがとても上手で、大会ではピッチャーをされるそうですね。しかも刚速球だとか。ソフトボールはされていたんですか？

末：はい。小学校の时にやっていましたね。

イ：へぇ～。では球児だったのですか？

末：いえ。中学ではバレーボールをやっていました。

イ：なるほど。ではスポーツがお好きなんですね。

末：はい。体を动かすことが好きですね。
そのピッチャーの话ですが、実はこの対戦が始まってから猛练习したんですよ！

イ：え？练习をされたんですか？ウィンドミル投法ですか？

末：はい、ウィンドミルです！维新公园の壁で学生と一绪に练习しましたね～。

イ：学生さんとですか？何か大会に出场しているのですか？末：いや。物理の野崎先生の研究室と対抗试合を月１回やっているんですよ。

イ：月１ですか？！それは、野崎先生も参加されるんですか？

末：もちろん！野崎先生はむちゃくちゃ上手いんです！

イ：おぉ～！そうなんですか！

末：その野崎先生に负けたくなくて练习をしたんです！胜负ですからね。无论、胜ちに行きます！

イ：それは本格的な胜负ですね。今のところ胜ち星の多い研究室はどちらですか？

末：いや～、どうかな？その年によります。学生のメンツによって违いますね！胜ったり负けたり。先月は胜ちましたよ！

イ：おお～！おめでとうございます！

末：お互い他の研究室からも助っ人をかき集めるんですよ。

イ：ではその助っ人がキーマンになるということですね。

末：そうですね。お互い、いろいろと探して连れてくるんです。

イ：毎月、本気の胜负ですね！

末：もちろんです。毎月といっても５月～１０月ぐらいの気候が良い时ですね！卒论?修论の忙しい时期はやってないです。それどころじゃないですからね。
今回は、たまには违うことをやろうということでバレーボールをやることになったんです。

イ：バレー経験のある末竹先生の方が有利じゃないですか！

末：あははは。ぜひ胜ちたいですね！

イ：顽张ってください。

対する野崎先生のコメント

イ：野崎先生、意気込みをお愿いします。

野崎先生（以下、野）：常に胜ちをめざしています！

イ：おぉ～！アスリートですね！

野：今年に入って、负けが続いていますからね～。胜ちたいですよ！今まで参加していなかった学生で実は出来ます！って学生が结构いたんです！だから巻き返しですよ(笑)

イ：野崎研、大逆転ですか。

野：はい。しかし、限られた人材の中で胜つっていうのは非常に大変なことなんですよ。みんなが楽しんで尚且つ胜たなきゃ意味がないんです。胜ちを目指さなければみんな楽しくないんです。

イ：素晴らしいお言叶です。
この対决を始めたきっかけって何ですか？

野：僕自身、体を动かすことが好きっていうのももちろんあるんですけど、それ以前にここ最近、集団でいろんな事を一绪にやりましょう！っていうのが苦手な学生さんが増えてきてるんですよ！集団で何かをやるとなると、リーダーシップを発挥して、企画する、连络を取る、干事役、そういったことをやらないと事が进まないでしょ。実际、职に就いたらある程度のリーダーシップを求められますよね。そういったことを学生さんに少しでも分かってもらおうと思って始めたんです。定期対戦という形でね。

イ：なんだか职业训练のようですね。それはどのくらい続いていますか？

野：かれこれ５年は経ちますね！

イ：そんなに前からですか！惊きです。

野：春になるとお互い连络取り合って、今年の干事は〇〇君ね。というところからスタートですね。
だから、「みんなで何かをする」っていう机会を学生に与えてあげたんです。まぁ、そう言いながら自分达が楽しんでいますけどね(笑)やっぱり胜负ごとになると热くなります！

イ：ソフトボールの件を末竹先生にお闻きしたら、野崎先生はめちゃくちゃ上手いです！とおっしゃっていました。

野：何をおっしゃる。末竹先生の球は、もの凄く速いんですよ。なかなか打てない。
今でも覚えていますけど、叁振をとられたことがあってね、未だに悔しいですよ！

イ：それは、末竹先生すごいですね！野崎先生は経験者ですか？

野：はい。中学の时に野球部で、昔は会社の野球チームにも所属していましたね。

イ：本格的ですね。じゃ、试合前に学生さんにノックをしたりとか？

野：ノックやりますよ！

イ：すごいですね！ぜひ、见てみたいですね。

野：今月はソフトボールではなくてバレーボールなんですよ！末竹先生も内野先生もバレー経験者ですからね。

イ：２人も経験者が相手にいらっしゃるとなると、野崎研は大丈夫ですか？

野：任せてくださいよ！胜ちますよ！バレーボールは秘策あり！

イ：秘策って何ですか！？

野：それは秘密です。

イ：では、最后に末竹先生に一言お愿いします。

野：まだまだ负けんよ！???いや、个人では末竹先生には负けるけどね(笑)。

バレーボール対决


野崎先生＆末竹先生パス练习	円阵！顽张りましょう！

サーブ！（末竹先生）	まかせろっ！

アタック!!（末竹先生）	ブロック！（野崎先生）