GA22 色分解と色焦点からプリズム変換へ(マニュアル)
From Color Decompose and Color Focus to Prism Exchange(Manual)

黒月解析研究所 & 西尾美術研究所

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 はじめに

 ゴブリンアートの機能が大きく変化しました。
 一般にガラスのレンズを利用した光学顕微鏡や屈折望遠鏡では、ガラスのレンズを通るとき、光の分散現象が生じます。周波数が異なる赤と緑と青の光では、ガラスの中を通るときの速度が異なってしまうため、入射角に対して、少しずつ異なる屈折率となって進むことになるわけです。
 このため、もともとは白い光で照らされていても、このような分散現象によって、緑の光による像に対して、赤い光による像や、青い光による像が、少しずつ位置を変えてしまうことになります。
 ゴブリンアートでは、この問題を回避する機能を組み込むことができました。
 次の図1は、この問題を調べてゆくために生み出した、色分解色焦点プリズム変換へとつながるスイッチを示したものです。

図1 ゴブリンアートのトップページ(2017-11-09)
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 色分解

 撮影されたカラー画像は、画素ごとに、赤緑青の色値として保存されます。
 これらの色値について、赤色成分だけを有効として、他の緑色成分と青色成分の色値を0としたときの画像を赤版と呼ぶことにします。同様の手続きで、緑版青版を作ることができます。
 次の図2は、原画像と、青版・緑版・赤版の各画像です。

図2 原画像と、青版・緑版・赤版の各画像
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 これらの画像を見比べると、原画像と緑版は、粒子などの位置が比較的よく対応していますが、青版と赤版では、位置がずれていることが分かります。
 このときの撮影では、ホールスライドガラスではなく、普通の平たいスライドガラスを使っています。それでも、このように、赤色の像や、青色の像が、緑色の像に対して、ずれてしまうわけです。

 色焦点

 上記のような、像の位置がずれてしまう現象を、どのようにすれば回避できるかと考え、色焦点と名づけた解析ページを作りました。
 もとの画像の大きさのままだと、アルゴリズムがむつかしいので、もとの画像の半分の画像を中央に置き、緑版をここに固定して、青版と赤版の位置を変えられるようにしたものです。

図3 色焦点による解析
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 このような解析システムがうまくいったら、全画像のサイズで、このような処理が行えるようにするつもりでしたが、どうやら、うまくいきそうにありません。
 このような考え方では、そこにあるものの真の姿に近づくことができないようです。

 プリズム変換

 上記の色焦点とは異なるアイディアを考えることにしました。
 次の図4はプリズム変換というシステムで解析したガイドページです。

図4 プリズム変換のガイドページ
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 残念ながら、このプリズム変換のアイディアは企業秘密となってしまいますので、詳しいことは説明できません。
 ある種の実験的な技法でした。このような変換によって、細部の様子がどのように変わるかを見やすくするため、ストライプ変換を加えて調べることができるようにしました。
 このような研究により、この解析の中でプリズムモード4(Prism4)が、もっとも分解能がよい画像になるということが分かりました。
 次の図5を原画像Aとしたときの、プリズムモード4が図6です。
 そして、その下の図7は、図5の原画像Aについて、色の強弱で白黒画像へと変換したものです。
 図6と図7を見比べれば、色がなくなって白黒画像となれば分解能がよくなるわけではないということが分かります。

図5 原画像A(光学顕微鏡で撮影したもの)
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図6 原画像Aのプリズム変換4 Prism4
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図7 原画像Aの色の強弱による白黒画像 Power(1)
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 プリズム変換の2つの流れ

 プリズム変換では、原画像をprism0としたとき、次の2つの流れによって構成されています。
 (1) prism0 → prism8 → prism9 → prism10 → prism4
 (2) prism1 → prism2 → prism3 → prism4 → prism5 → prism6 → prism7

図8 プリズム変換の2つの流れ
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 (Written by KLOTSUKI Kinohito, November 9, 2017)

 

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