陰関数曲面は，将来的に有望な形状表現の一つであり，より少ない数のプリミティブでオブジェクトの詳細かつ滑らかな幾何学的形状を表現することができる．本稿では，点群ベース陰関数曲面の一つであるSLIM（Sparse Low-degree IMplicit）曲面を対象とした，プログラマブル GPUによる高速な表示手法を提案している．本手法はレイキャスティング法にもとづく直接的な描画手法を採用しており，光線と陰関数曲面の交点算出やブレンディングのための点の選択にかかわる処理を，プログラマブルシェーダの一つであるフラグメントプログラムの中で行っている．大容量のオブジェクトに対しては，SLIM曲面の階層的なデータ構造を利用することで，LODや視錐カリングを効率的に行うことができる．GPUの特徴である処理の並列性を最大限に利用することで，CPUによる処理よりはるかに高速に表示できることを実証する．

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本稿では，関節角度に従った人体などの複雑な形状変形（スキニング）を，外観上の写実性を保ったまま少ないデータで表現する方法を提案する．この方法は実例ベースのスキニングと法線マップの補間を融合したものである．提案方法では，複数の詳細な形状モデルから簡略メッシュと，詳細形状をマッピング情報として表現する法線マップを生成する．次に，生成された複数の簡略メッシュに対して特徴点，特徴線を対話的に指定することで，法線マップの整合性を考慮したメッシュ間の対応付けを行う．最後に対応付けられた複数の簡略メッシュに対して，実例ベースのスキニングを行うとともに法線マップを補間して適用する．以上により，視覚的な写実性を保持したまま少ないデータで形状の補間・変形が表現できる．本手法をモーフィングやスキニングに適用し，その有効性を示す．

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点集合による形状表現は，従来の多角形メッシュと異なり，点同士の接続情報を用いずに大規模な三次元形状データを扱うことができるため，CGの分野において非常に有望とされている表現方法の一つである．点集合で表現された形状を描画するためには，通常サーフェルと呼ばれる円盤が広く用いられているが，サンプリング密度が不十分な領域では穴が生じてしまう．
これを解決するため，本稿ではサーフェルを用いて曲面を表現する際に穴が生じないよう，アップサンプリングを行う手法を提案する．穴を埋めるために，提案法は各サーフェルの周囲の隙間を検出し，サーフェルを追加して隙間を埋める．提案法はサーフェルの重なりとユーザが指定したサーフェルの半径を考慮することによって，追加するサーフェルの数を少なく抑える．実験により，提案法が多重解像度（level-of-detail）の制御や対話的なモデリングなどに広く応用できることを示す．

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コンピュータグラフィクス（CG）において，物体表面の反射特性は生成した画像の質感を与えるために重要な役割を果たしている．実物体をCGで表現する場合，反射モデルのパラメータの設定によって物体の質感は大きく変化するため，そのパラメータを適切に設定する必要があり，実物体を撮影した画像からのモデルパラメータの推定が行われている．一方，実物体をCGで表現する際に考慮すべき点として，物体表面における微細な凹凸が挙げられる．この凹凸も視覚的に大きな影響を与えているが，これを計測機器などを用いて観測することは困難である．本稿では，物体表面の細かな凹凸をバンプモデルとしてモデル化し，実写画像からそのモデルパラメータを推定する手法を提案する．物体表面における微細な凹凸は鏡面反射成分付近で顕著に観測できることに着目し，反射モデルからの差の平均，分散として計測する．実画像を用いた実験では，数枚の画像列と物体の三次元形状から，バンプモデルのパラメータを推定し，実画像と同等の画像生成が行えることを示す．

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We propose a novel visualization of moving or shape-changing 3-D objects. Events in 3-D space are represented as 4-D spatio-temporal information in 4-D space composed of three space dimensions and one time dimension. We have developed an interactive 4-D space-time visualization system that enables users to intuitively understand such events using an interactive interface that consists of a glasses-free 3-D display and a flight controller pad. While conventional systems visualize events in 3-D space by degenerating one dimension of space or time, the proposed system visualizes events including both 3-D space and time by projecting 4-D spatio-temporal information onto a 3-D viewing field. Using the proposed system, we can flexibly observe various dynamic events of a 3-D object from an arbitrary eye point and visual axis while changing the form of the viewing field in 4-D space-time. Consequently, we can visually perceive dynamic characteristics of a 3-D object that cannot generally be overviewed in 3-D space, such as 3-D velocity and acceleration, in 4-D space-time.

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江戸時代の古地図や江戸時代に関する文献などの資料を基にして三次元コンピュータグラフィックス（3DCG）で江戸の町並みの復元を目指している．町並み復元における家屋のモデリング作業を効率化するために，家屋構造記述言語を開発した．家屋の主要な部品の規格が幅3尺，高さ6尺と定まっていたことに着目し，3尺を基本単位とした部品を書き連ねて家屋構造を言語で記述する．家屋構造記述言語に記述された個々の部品を乱数などで置き換えることにより，外観の異なる家屋を大量かつ効率的に自動生成できる．しかしながら，家屋構造記述言語を用いて屋根を葺く場合，家屋の周囲情報の構造を考慮して屋根の位置を詳細に設定しなければならない．そこで，家屋構造記述言語の周囲情報のみから屋根を自動的に葺く，kD-roofing法を提案した．これらの手法を用いて家屋を効率良く生成することができたので報告する．

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本稿では，イメージベースレンダリングに使われるテクスチャを簡便に修正する手法を提案する．イメージベース手法で建築物の三次元形状を作成する場合，建築物周囲の木や車などの写り込みが作成される建築物に影響を及ぼす．そこで，校舎やビルなど繰り返し構造を持った建築物の特徴を利用し，テクスチャを格子状に分割し，情報が失われている格子に対して同じ構造の格子のテクスチャで置き換える．格子の生成は輪郭線抽出により自動的に行い，微調整，格子内のテクスチャの更新は手動で行う．これにより簡単かつ効果的な画像修正が可能となった．

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モーションキャプチャシステムで取得したデータを用いるコンピュータグラフィックスでの人物動作表現，顔表情表現は，データドリブン手法の一つとして非常に有効であり，そのデータを用いた応用研究発表が毎年SIGGRAPHなどの学会で盛んに行われている．また，その技術は実際の映画制作の分野でも広く使用されており，それに対応したソフトウェアの開発も行われている．本稿は，モーションキャプチャシステムを用いて頭髪運動をシミュレーションする手法を提案する．実際の人間の頭髪は，個人差が存在するもののおよそ10万本からなる．それゆえ，その頭髪すべてにモーションキャプチャのマーカを貼り付け，その動きをキャプチャすることは現実的に不可能である．そこで本手法では，頭髪デザインのプロフェッショナルである美容師が実際に頭髪をデザインする際に用いるレイヤモデルを基に，計測対象となる頭髪房を各レイヤの端点に配置する．それらを主たる頭髪運動の軸としてキャプチャを行い，配置された頭髪房から頭髪全体を補間することで頭髪運動アニメーションが作成可能であることを実証する．

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本稿では二次元の入力画像から貼り絵風画像を自動生成するノンフォトリアリスティックレンダリング手法を提案する．提案手法は階層的Poisson Disk Sampling法を用いて色紙を貼る位置や大きさを決定し，千切った色紙のテクスチャを決定した位置に貼ることで貼り絵風画像を生成する．階層的Poisson Disk Sampling法を用いることにより，色紙の間隔や大きさを容易に制御できる利点がある．更に，色紙の厚みや重なりによって生じる影を表現することも可能である．また，和紙のように均質ではないむらのある紙や，模様のある紙など，貼り絵特有の表現を実現する手法を提案し，その有効性を検証した．

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方向符号差分ヒストグラム（OCDH）に基づき回転不変かつ計算コストの低いロバストな画像照合法を提案する．画素近傍の明度変化の勾配から得られる方向符号は，ハイライトや陰影などの明度変動対して強いロバスト性を有する．画像上の2点から得られる方向符号の差分は，回転不変特徴を持ち，本手法では，そのヒストグラム（OCDH）を照合に利用する．高速な回転不変照合実現のため，照合の候補位置をOCDHにより推定し，推定された候補位置に対して画像間の回転角度推定，ならびに方向符号を用いた確認処理を行う．

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カメラ付き携帯電話機を用いてアナログ画像とディジタル情報を連携させるモバイル電子透かし技術があるが，従来は一枚の写真から電子透かし検出を行う静止画方式であった．本稿では，ディスプレイ上の再生映像を携帯電話機のカメラでビデオキャプチャしながらリアルタイム検出可能な動画向けモバイル電子透かし技術を提案する．技術の位置付けを明らかにして要件定義を行い，具体的な方式として高速く形認識手法と高速・ロバストな動画電子透かし手法を組み合わせた方式を提案する．また，検出信頼性についての理論的考察についても述べる．最後に実機上に実装して行った評価実験により提案方式の有効性を確認する．

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監視カメラ画像において，管理者が人物の映りこむ画像を検索し閲覧することは非常に手間がかかる．本稿では，長時間撮影によって大量取得された監視カメラ画像を，1時間単位，または数分単位で集約し1枚の画像に表示する手法を提案する．従来手法のように，多岐の撮影条件の考慮，様々なしきい値の設定をもとに，全自動で動物体を検知するのではなく，取得された全画像の情報を，何段階かの時間単位で集約し階層表示をする．これにより，管理者に動物体の有無，動作を直感的に把握させ，効率的な閲覧を可能にする．

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本稿ではズーム付きインターネットカメラによる不審者の異常動作の検出の一手法を提案する．これまでに著者らは，フレームレートや解像度の悪いネットワークカメラを用いた不審者の検出手法を提案している．この手法は人の動作を3個の不審さを示す特徴量で評価することで，不審人物を検知する手法であったが，動きが少ない座っている人物の不審さの評価に問題があった．そこで，ズーム付きインターネットカメラを用いることで，座っている不審人物候補領域を拡大して観察し，より詳細な情報により異常動作を検知する手法を提案する．本手法では，異常さを表す特徴量だけではなく，通常さを表す特徴量を導入し，その両者を評価することで，対象人物の行動が異常動作か，通常の動作かを認識する．本稿では，特に異常な動作として隠されている物を探す動作を対象として，座っている人に対してズーム処理をすることで，不審者の異常動作を検出する．

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交通の利便性を高めるシステムとして，様々な機能を持ったカーナビゲーションシステムが開発されている．カーナビの地図データ作成においては，道案内のために設置されている道路案内標識の情報収集が必要であるが，人手によるデータ収集および編集作業は多くの人的・時間的コストを要しているのが現状である．本稿では，車載カメラの前景動画像中から高速・高精度に道路案内標識を自動検出する手法を提案する．まず，輝度変化にロバストな色オブジェクト追跡により標識候補を抽出し，その後，抽出領域の形状を評価することにより，青色かつく形の道路案内標識のみを検出する．また，検出後の人手によるデータ編集作業を支援する目的で，検出した動画中の標識画像群から状態の良い画像をベストショット標識画像として判定し，各標識の代表画像を記録する．実際に撮影した前景動画像に対する検出性能評価実験により，提案手法の有効性を示す．

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コントラストの低いカラー画像を撮影した場合，ソフトウェアによる画像のコントラスト改善が有効である．しかし，空間的情報を利用しない従来の手法では，常に良好なコントラスト感を持つ画像が生成されるとは限らない．本稿では，低コントラストな画像から，高いコントラストを持つカラー画像を生成する手法を提案する．提案手法では，空間的情報を含む特徴量として色差に着目し，色差分布ヒストグラムから，輝度変換曲線（LUT）を作成し，輝度と彩度を変換する．実験結果から，提案手法が従来手法と比較して，視覚的に自然で高いコントラストを持つカラー画像の生成が可能であることを示す．

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本稿は，武久氏らが提案したJPEG-LSへの秘匿情報の組み込み方式を基に，JPEG-LS可逆符号化への情報埋め込み方式について考察する．武久氏らの従来方式は情報の埋め込みにJPEG-LSで規定されている制限長Golomb符号の中の32ビットの固定長Golomb符号を利用し，埋め込み対象となるGolomb符号の符号長をあらかじめ制限することにより圧縮率の悪化を防ぐ．しかし，符号長の最適なしきい値をあらかじめ指定することは実際には困難なため，これを改善し，しきい値なしに任意の埋め込みバイト数を埋め込める方式Aを提案する．また，modulo(256)の縮退を利用した数値の別表現による新たな方式Bも提案する．実験結果により，従来方式に比べ，提案方式Aは圧縮率がわずかに悪化するが，実用には効果的であること，提案方式Bは小サイズの試験画像では約0.5bit/pelという大きな圧縮率の改善をもたらすことを示す．

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本稿では，山岳写真を撮影する場合に，視覚的に適切な構図を画像処理によって決定する手法について提案する．本研究の目的は，山岳写真の視覚的な構図に影響を与える画像特徴量の把握と，縦方向に構図の異なる複数枚の山岳写真画像の中から，視覚的に最適な構図を持つ画像を自動決定することである．画像特徴量として，空の面積率，および，最も高い山頂の位置を用いる．局所領域内の濃度分散に着目して画像を空領域と山領域に分割した後，ノイズ除去処理をとおし，山の輪郭線を抽出する．26種類のシーンと280枚の山岳写真について，視覚による構図の評価実験を行った．その結果，提案した画像特徴量は，視覚による構図の良好さを示す評価結果と相関を持つことがわかった．提案手法によって選択された構図画像は，バランスや安定感の点で自然な印象を受けることから，構図決定に有効性を持つといえる．

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映像の高品質化の手段として立体方式が各種検討されており，将来は立体映像が普及すると思われる．より良い立体映像を求めて，主観的・客観的評価が続けられているが，理想的な映像の必要条件が物理パラメータで記述できれば工業的に有意義と思われる．本稿では，立体映像の持つ物理パラメータである視野角・画素密度・信号対雑音比・奥行量等が，主観に及ぼす影響を計測して定式化を試み，物理パラメータで表現しにくいコンテンツの違いによる影響を加味した主観値と客観値の関係を導くことにより，立体映像の品質を容易に計測する手法を検討する．

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Text information in natural images is formally different from that in the images captured by traditional scanners. A text locating algorithm for natural color images is presented. The apparent non-text regions are removed by two-step processing of the gray-scale version of the original image, leaving the possible text regions. The first deletion is based on connected-component (CC) analysis of strokes. The second step uses a rules-oriented verification process for improving the performance.

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本稿では，イネの根の成長過程を観察するために二つのテクニックを提案する．まず，イネの根が成長する様子が撮影された時系列成長画像から，成長特性を半自動的に解析するテクニックを確立する．ここでは解析する成長特性として，時間経過に伴って成長するイネの根の長さ，太さ，分岐角度などを挙げる．更に，解析したこれらの成長特性を効果的に可視化するテクニックを提供する．可視化では直感的かつ効果的な認識を促すことを実現する．可視化結果は，半透明化して重ね合わせることで，大量なサンプル全体の大局的な特徴を比較できる．これらのテクニックを組み合わせて使用することで，イネの根の成長過程を観察するのに要していた手間を大幅に削減することができる．

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