輝度が近い異色相の像の継時加法混色によ る背景同化と瞬目による残像知覚による表現 手法の提案

○時崎 崇 須佐 育弥 椎名 美奈 加藤 史洋 * 青木 孝文 * 三武 裕玄 長谷川 晶一 電気通信大学 知能機械工学科

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東京工業大学 精密工学研究所

背景 関連研究： Saccade-based Display  1本の棒状のものに敷き詰められたLEDが別々の点滅    サッケード時に平面像が見える J. Watanabe, H. Ando, T. Maeda, S. Tachi: Gaze-contingent Visual Presentation based on Remote Saccade Detection ふとした瞬間にのみ知覚 されるようなディスプレイ の生成

継時加法混色による像の提示を提案   いくつかの色で像を描き時分割方式でその色を高速切替すること で継時加法混色を起こす 背景色と混色が等しくなるように設定し、像を背景上に隠す

期待される利用例

 単色光照明と見せかけて現実空間に投影 ⇒ふとした瞬間に現実空間に像が見える  映画などのシーンで黒く影になっている部分などに情報を 提示する  テレビゲーム中のヒントとして用いる  透明人間・幽霊などの見えないものの表現 今回は単色光照明と見せかけて現実空間に投影す ることを目的とする

検証

 境界が矩形的に変化する静止画できちんと消え、瞬きを した時にのみ知覚されるという原理の確認を行った。 （先ほどのデモ映像の実験）  提案手法で動画を再生することができるか。（ブラウン管）  DLPプロジェクタによる投影で同様のことができるか。

空間周波数

 度で表す <<計算の仕方>>   Tan 1 模様の幅　 ] 画面までの距離　 ] 視点と画面の距離に関係なく絶対的な大 きさで測ることができる。

ブラウン管を用いた動く像の提示

 正方形を混色させ左右に移動 – 正方形の大きさ：6度 – 速度 45度/秒、2/3秒で折り返し – 注視点の有無で実験  注視点なしの場合 – 正方形の左右にエッジが見える  正方形とともに動く注視点ありの場合 – 等速運動時はエッジが現れなかった – 折り返し時に色エッジが見える 30 度 6 度

ブラウン管を用いた静止したグラデーションの提示

 三角波状に色が変化する画像 – 空間周波数：3度と6度を比較 – 画面から30cmの距離で観察 – 75Hz 奇数フレームの提示画像 （偶数フレームは赤 → 青）  結果 – 空間周波数が小さい方がはっきりと 色（赤と青の縦縞）が見える – 空間周波数が大きい方が 形状の認識を行うことが難しい

グラデーションを動かす

 10度/秒 で左右に動かす – 3度の混色提示を見る • 0.75度くらいの濃淡の縦縞が うっすら見える • 注視点を出して注視すると消える  20度/秒で左右に動かす – 6度の混色提示にも1度程度の 濃淡の縦じまが見える。  – 注視点を中心にパターンが見にくい領域が出た – 3度には常に0.75度程度の縞が見える。 40度/秒で左右に動かす – 3度では、うっすらと赤・青の縦縞が見える – 6度では濃淡の縦縞が見える。 6 度 3 度

DLPプロジェクタでの実験

   背景の境界にグラデーションをかけた人体モ デルをアニメーションさせた 中間色を背景にしてプロジェクションを行った ⇒切替をしている物体にブラウン管では起 きないちらつきが生じ、通常でも像の存 在が知覚されることが多かった ⇒照明が明るすぎたために像の形状を知 覚することが困難だった ⇒動作が速すぎる場合には色エッジが見え てしまった 背景色に像と逆位相の色を用いて継時加 法混色を用いた ⇒背景もちらついているので物体が認識さ れにくくなった ⇒他の問題点は改善されなかった

考察

 DLPは時分割で諧調を出している – ２色を交互に出した場合、DLPが信号処理を行い、 中間色を提示することがある – この処理の副作用により、輝度を等しくしても輝度の フリッカーが起きることがある – 背景として単色を選んでしまうと、輝度フリッカーにより 像の存在が知覚されてしまう。 ⇒背景に継時加法混色を選ぶことで副作用が抑え られる ⇒継時加法混色を選んだ場合には像で選択した色 しか使用できない

まとめ

 継時加法混色と背景同化による、ふとした瞬間にのみ知 覚できる表現を提案した。  動く像の認識は、背景と像との境界について、矩形的に 変化する場合ではエッジが出てしまう領域に、グラデーショ ンをかけることで提案手法を用いて動画の再生ができる 可能性があるということがわかった。  しかし、速い動きではグラデーションをかけても色のエッジが 見えてしまうことがわかった  また、グラデーションの空間周波数を大きくしすぎてしまうと 形状の認識ができないということがわかった

今後の展望

    現状で意図した提示が可能なのはブラウン管のみ ⇒実験環境の整備する ⇒照明条件の影響を考慮する ⇒他のディスプレイやプロジェクタを用いた比較対照 ⇒ディスプレイと人との向き ⇒被験者の数 ⇒ DLPの信号処理内容を調査 サッケードや瞬きを計測して実験を行う – これらの動作と像の知覚の関係を探る 輝度をきちんとした装置で合わせて実験を行う 濃淡の縞がなぜ出てしまうのかを探る