エッジに起因する明暗と色の錯視と画像処理  
 錯視を起こすさまざまなタイプのエッジとそれを生成するアルゴリズムの発見と画像処理への応用  
                 
                 
          東京大学大学院数理科学研究科・教授 新井 仁之
          新井しのぶ
                 
                 
                 
   エッジがその周囲の明暗や色に広範囲に渡って多大な影響を及ぼす錯視があります。古典的なものではクレイク・オブライエン・コーンスィート錯視と呼ばれるものが有名です。最近では高島翠氏による墨絵効果、また色についてはB. Pinna氏らによる水彩錯視などがあります。        
     
  §1. 同じ輝度が複数の異なる輝度に見える錯視  
     
   これらの錯視のエッジの形状とは違った新しいタイプのエッジによる明暗の錯視を作りました。なおそれを作るにあたっては、複雑な画像からでも自動的にほぼ瞬時に錯視を起こすエッジを生成する数学的なアルゴリズムを考案し、それに基づくコンピュータ・ソフトも作成しました。この新しいタイプのエッジを使うと、複雑なデザインでも非常に良い錯視効果を出すことが可能です。その実施例の一つが次のものです。        
                 
エッジに起因する錯視
    図1. 同じ輝度が4つの異なる輝度に見える花の錯視(H. Arai and S. Arai, 2016) 
エッジ 以外の部分はみな同じ色と輝度なのに、違って見える!   
   
                 
  これのどこが錯視なのかわかりますでしょうか?       
  じつは花と葉、そして背景がエッジの部分を除いて同じ色・輝度なのです。 つまり、  
                 
エッジに起因する錯視の説明図
    図2. 説明図        
                 
   『うそでしょ!』  
  と思う方のために、エッジの部分を黒く隠してみましょう。 どういうことかというと、 図1のエッジの部分の上に黒い輪郭線を載せてみます。次の図は動画なので少しの間、そのままご覧ください。   
                 
エッジ起因錯視アニメ
    図3. 図1の錯視画像のエッジの部分を黒で隠すと、一様な色と輝度であることが確認できる。        
                 
  ・・・このように、じつは図1は図3で示されるようにどこも一様な色と輝度なのです。   
                 
                 
  §2. 本技術で複雑なデザインの水彩錯視もすぐに作れる     
                 
  輝度ではなく色については B. Pinnaらの水彩効果が知られています。本技術は錯視が起るさまざまなタイプのエッジを生成することができるのですが、この水彩効果を生むようなエッジも作れ、複雑なデザインなどの画像からほぼ瞬時に水彩錯視を作れます。その実施例を示しましょう。次の画像、図柄の輪郭の部分以外は一様に白一色です。そうは見えませんね。まるで色が塗られているように錯覚します。  
                 
水彩錯視
    図4. 花と蝶の水彩錯視(新井・新井)。本技術を使えば複雑な水彩錯視も自由自在に作れます。    
                 
  目を疑っている方のために、輪郭の部分のみを一様に黒にしてみましょう。動画なのでしばらくそのままご覧ください。        
                 
水彩錯視動画
    図5.  図4の輪郭線の部分だけを黒く塗りました。水彩効果はなくなります。       
                 
  じつは色など塗られていなかったのです。このように複雑な水彩錯視も、本技術を用いればすぐに作成可能です!        
                 
  §3. 画像処理への応用        
  さて新しいタイプのエッジに起因する錯視に関する技術ですが、これはじつは画像処理に応用できます。§1の錯視技術の応用例を一つ挙げます。        
  下の左図が原画像で、右図がそれを本技術で鮮鋭化したものです。左右の画像を比較すると、画像処理後の右図の方が、くっきりとしてやや奥行き感も出ていることがわかると思います。        
                 
画像処理例  
                 
                                                                
  §4. 備考       
  これらの錯視を、複雑な画像や写真から生成する技術、および新しいタイプのエッジによる輝度、色の錯視生成、及び画像処理への応用については現在、特許出願中です。        
                 

錯視の科学館の外部からアクセスしている方は,次をクリックしてください.錯視の科学館入口です.
      錯視の科学館入口        
このページの著作権は新井仁之にあります.本ページに記載の内容・画像の一部あるいは全部の無断転載を禁じます.