(57)【要約】【課題】原画像に与える印象の気体らしさや液体らしさを制御する。【解決手段】原画像を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ映像を得る。この映像は原画像に気体または液体の揺らぎの印象を与えた映像である。ここで、原画像に気体の揺らぎの印象を与えた映像を第１映像とし、原画像に液体の揺らぎの印象を与えた映像を第２映像としたとき、第１映像における空間的な揺らぎの揺れ幅は、第２映像における空間的な揺らぎの揺れ幅よりも小さい。【選択図】図１
2018028710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像に気体または液体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する映像生成装置であって、
前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ前記映像を得る処理部を有し、
前記処理部は、
前記原画像に気体の揺らぎの印象を与えた前記映像を第１映像とし、
前記原画像に液体の揺らぎの印象を与えた前記映像を第２映像としたとき、
前記第１映像における前記空間的な揺らぎの揺れ幅が、前記第２映像における前記空間的な揺らぎの揺れ幅よりも小さくなる前記映像を得る、映像生成装置。
【請求項２】
請求項１の映像生成装置であって、
前記処理部は、低空間周波数成分を含む複数の異なる変形地図をそれぞれ用いて前記原画像を変調して前記複数の変調画像を得る、映像生成装置。
【請求項３】
請求項２の映像生成装置であって、
前記変形地図のそれぞれは、前記原画像の各画素と対応する各要素を持ち、前記各要素が前記各要素に対応する前記各画素の移動方向及び移動量を示し、
前記処理部は、前記変形地図ごとに、前記原画像の各画素を当該画素に対応する前記各要素により特定される移動方向および移動量だけ移動させて、前記複数の変調画像を得、
前記第１映像を得るための前記変形地図が示す移動量は、前記第２映像を得るための前記変形地図が示す移動量よりも小さい、映像生成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの映像生成装置であって、
前記処理部は、前記映像の鮮鋭度を調整可能であり、
前記第１映像の鮮鋭度は、前記第２映像の鮮鋭度よりも低い、映像生成装置。
【請求項５】
原画像に気体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する映像生成装置であって、
前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ前記映像を得る処理部を有し、
前記第１映像は、前記原画像の下方側から上方側に向かって移動する流体の揺らぎの印象を前記原画像に与えたものである、映像生成装置。
【請求項６】
原画像に気体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する映像生成装置であって、
低空間周波数成分を含む複数の異なる変形地図をそれぞれ用いて前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ前記映像を得る処理部を有し、
前記変形地図は、前記原画像の下方側から上方側に向かう方向に対応する向きにノイズ画像の要素を移動させて得られる複数の異なる第２ノイズ画像に対応し、
前記変形地図のそれぞれは、前記原画像の各画素と対応する各要素を持ち、前記各要素が前記各要素に対応する前記各画素の移動方向及び移動量を示し、
前記処理部は、前記変形地図ごとに、前記原画像の各画素を当該画素に対応する前記各要素により特定される移動方向および移動量だけ移動させて、前記複数の変調画像を得る、映像生成装置。
【請求項７】
原画像に気体または液体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する際の１以上のパラメータを決定するためのユーザインタフェースを含む映像生成装置であって、
前記パラメータの１つである揺れ幅に対応する第１情報を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、前記揺れ幅の大小を前記利用者が視認可能なように前記第１情報を提示するとともに、前記揺れ幅の大小についての前記利用者の入力を受けつけることにより前記第１情報を設定する第１設定部と、
前記パラメータに基づく映像を前記利用者に視認可能とするためのユーザインタフェースであって、前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて得た、前記第１情報に対応する揺れ幅の空間的な揺らぎを持つ前記映像を、前記第１情報と共に提示する映像提示部と、
を有する映像生成装置。
【請求項８】
請求項７の映像生成装置であって、
前記パラメータの１つである前記映像の鮮鋭度に対応する第２情報を前記利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、前記鮮鋭度の高低を前記利用者が視認可能なように前記第２情報を提示するとともに、前記鮮鋭度の高低についての前記利用者の入力を受けつけることにより前記第２情報を設定する第２設定部をさらに有し、
前記映像提示部は、前記第２情報に対応する鮮鋭度に調整した前記映像を、前記第２情報と共に提示する、映像生成装置。
【請求項９】
請求項７または８の映像生成装置であって、
前記パラメータの１つであるノイズ画像の要素の移動パタンに対応する第３情報を前記利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、前記移動パタンを前記利用者が視認可能なように前記第３情報を提示するとともに、前記移動パタンについての前記利用者の入力を受けつけることにより前記第３情報を設定する第３設定部をさらに有し、
前記映像提示部は、前記第３情報に対応する移動パタンでノイズ画像の要素を移動させて複数の異なる第２ノイズ画像を得、前記複数の異なる第２ノイズ画像に対応する変形地図をそれぞれ用いて前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて得た、空間的な揺らぎを持つ前記映像を、前記第３情報とともに提示する映像生成装置。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれかの映像生成装置であって、
前記パラメータの１つであるフィルタの振幅に対応する第４情報を前記利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、前記フィルタの振幅を前記利用者が視認可能なように前記第４情報を提示するとともに、前記フィルタの振幅についての前記利用者の入力を受けつけることにより前記第４情報を設定する第４設定部と、
前記パラメータの１つである前記フィルタの分布の幅に対応する第５情報を前記利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、前記フィルタの分布の幅を前記利用者が視認可能なように前記第５情報を提示するとともに、前記フィルタの分布についての前記利用者の入力を受けつけることにより前記第５情報を設定する第５設定部と、
をさらに有し、
前記映像提示部は、特定の移動パタンでノイズ画像の要素を移動させて得られる複数の異なる第２ノイズ画像を、前記第４情報に対応する振幅および前記第５情報に対応する分布の幅を持つ前記フィルタでフィルタ処理して得た複数の変形地図をそれぞれ用いて前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて得た、空間的な揺らぎを持つ前記映像を、前記第４情報および前記第５情報とともに提示する、映像生成装置。
【請求項１１】
請求項１０の映像生成装置であって、
前記映像提示部は、前記第４情報に対応する振幅および前記第５情報に対応する分布の幅を持つ前記フィルタを表現した図形を提示する、映像生成装置。
【請求項１２】
原画像に気体または液体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する映像生成方法であって、
前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ前記映像を得る処理ステップを有し、
前記処理ステップは、
前記原画像に気体の揺らぎの印象を与えた前記映像を第１映像とし、
前記原画像に液体の揺らぎの印象を与えた前記映像を第２映像としたとき、
前記第１映像における前記空間的な揺らぎの揺れ幅が、前記第２映像における前記空間的な揺らぎの揺れ幅よりも小さい前記映像を得る、映像生成方法。
【請求項１３】
原画像に気体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する映像生成方法であって、
前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ前記映像を得る処理ステップを有し、
前記第１映像は、前記原画像の下方側から上方側に向かって移動する流体の揺らぎの印象を前記原画像に与えたものである、映像生成方法。
【請求項１４】
原画像に気体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する映像生成方法であって、
低空間周波数成分を含む複数の異なる変形地図をそれぞれ用いて前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ前記映像を得る処理ステップを有し、
前記変形地図は、前記原画像の下方側から上方側に向かう方向に対応する向きにノイズ画像の要素を移動させて得られる複数の異なる第２ノイズ画像に対応し、
前記変形地図のそれぞれは、前記原画像の各画素と対応する各要素を持ち、前記各要素が前記各要素に対応する前記各画素の移動方向及び移動量を示し、
前記処理部は、前記変形地図ごとに、前記原画像の各画素を当該画素に対応する前記各要素により特定される移動方向および移動量だけ移動させて、前記複数の変調画像を得る、映像生成方法。
【請求項１５】
原画像に気体または液体の揺らぎの印象を与えた映像を生成する際の１以上のパラメータを決定するためのユーザインタフェースを用いた映像生成方法であって、
前記パラメータの１つである揺れ幅に対応する第１情報を利用者が設定するためのユーザインタフェースが、前記揺れ幅の大小を前記利用者が視認可能なように前記第１情報を提示するとともに、前記揺れ幅の大小についての前記利用者の入力を受けつけることにより前記第１情報を設定する第１設定ステップと、
前記パラメータに基づく映像を前記利用者に視認可能とするためのユーザインタフェースが、前記原画像を変調して複数の変調画像を得、前記複数の変調画像を時系列に並べて得た、前記第１情報に対応する揺れ幅の空間的な揺らぎを持つ前記映像を、前記第１情報と共に提示する映像提示ステップと、
を有する映像生成方法。
【請求項１６】
請求項１から１１の何れかの映像生成装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚的な錯覚をもたらす技術に関し、画像に流体の印象を付与する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータグラフィックスの分野では、液体や気体などの流体の挙動を容易にシミュレーション可能であり、光学的なシミュレーションと組み合わせることでリアリスティックな流体映像を生成できる。一方で、そのようなシミュレーションには、計算量が多いという問題点がある。これに対し、特許文献１では、コンピュータグラフィックスや物理シミュレーションを行わずに、画像処理を行うことで流体の印象を原画像に与える技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−００７８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された技術では、原画像に流体の印象を与えることはできるものの、原画像に与える印象の気体らしさや液体らしさを制御することはできない。
【０００５】
本発明の課題は、原画像に与える印象の気体らしさや液体らしさを制御することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
原画像を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ映像を得る。この映像は原画像に気体または液体の揺らぎの印象を与えた映像である。ここで、原画像に気体の揺らぎの印象を与えた映像を第１映像とし、原画像に液体の揺らぎの印象を与えた映像を第２映像としたとき、第１映像における空間的な揺らぎの揺れ幅は、第２映像における空間的な揺らぎの揺れ幅よりも小さい。
【発明の効果】
【０００７】
揺れ幅の大きさによって、原画像に与える印象の気体らしさや液体らしさを制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施形態の映像生成装置の機能構成を例示したブロック図である。
【図２】図２は実施形態のユーザインタフェース画面を例示したブロック図である。
【図３】図３は実施形態のガウシアンノイズ列の生成過程を説明するためのブロック図である。
【図４】図４Ａは垂直方向に画素を移動させる移動パタンを例示した図であり、図４Ｂは徐々に移動速度を変化させながら画素を垂直方向に移動させる移動パタンを例示した図であり、図４Ｃは水平方向に画素を移動させる移動パタンを例示した図であり、図４Ｄは徐々に移動速度を変化させながら画素を水平方向に移動させる移動パタンを例示した図であり、図４Ｅは画像の中央を中心として画素を回転移動させる移動パタンを例示した図であり、図４Ｆは画像の中央に向けて画素を移動させる移動パタンを例示した図である。
【図５】図５は変形地図を画像と矢印で例示した図である。
【図６】図６は順方向空間変換による画像ワープ処理を例示するための図である。
【図７】図７は逆方向空間変換を利用した画像ワープ処理を例示するための図である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、熱気に見える映像の空間周波数を分析して得られた熱気による変形地図のフーリエ変換スペクトルの例示である。図８Ａは水平方向の変形地図のフーリエ変換スペクトルの例示であり、図８Ｂは垂直方向の変形地図のフーリエ変換スペクトルの例示である。いずれも、横軸は垂直軸の空間周波数を表し、縦軸は水平軸の空間周波数を表し、中央の空間周波数が０［Ｈｚ］である。
【図９】図９は水の揺らぎをコンピュータグラフィックでシミュレートし、その映像の変形量（揺れ幅）とそれを見た人間の印象との関係を例示したグラフである。横軸は映像の変形量を表し、縦軸は人間の観察者が評価した印象評価値を表す。白丸および黒丸で示される印象評価値は、それぞれ水の揺らぎの印象（水印象）および熱気の揺らぎの印象（熱気印象）を表す。白丸で示される印象評価値が大きいほど水印象が強く、黒丸で示される印象評価値が大きいほど熱気印象が強い。
【図１０】図１０は第２実施形態の構成を例示するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を説明する。
［概要］
透明な液体と同じように、かげろうや熱気などの気体も、屈折によってその背後にあるシーンの原画像を変形させる。すなわち、液体や気体はそれを透過する原画像の画像情報を変形させ、結果的にマップ（変形地図）を生成する関数として機能する。例えば、熱気の含まれたシーンの空間周波数を分析すると、透明な液体と同様に、熱気も低空間周波数帯域が強調された変形地図を生成する関数として機能することが分かる（図８Ａおよび図８Ｂ）。図８Ａおよび図８Ｂに例示するように、液体と同様に、熱気によって生成される変形地図のフーリエ振幅スペクトルも中央付近（すなわち、低空間周波数帯域）で高い値を示している。つまり、液体も気体も低空間周波数帯域が強調された変形地図を生成する。そのため、低空間周波数帯域を強調するだけでは、気体と液体の印象の違いを区別して、気体または液体の印象を原画像に与えることは困難である。
【００１０】
一方、発明者は、人間の観察者を用いた視覚実験により、人間は映像の変形量が小さいときに当該映像が気体の揺らぎを伴うとの印象を強く受け、変形量が大きいときに当該映像が液体の揺らぎを伴うとの印象を強く受けることを見出した（図９）。すなわち、人間は映像の揺れ幅が大きい場合には液体の揺らぎを知覚し、映像の揺れ幅が小さい場合には気体の揺らぎを知覚する。そのため、変形地図による原画像の変形量を操作し、原画像を変形地図で変調して得られる変調画像からなる映像の揺れ幅を増減させることにより、気体と液体の印象の違いを区別して、気体または液体の揺らぎの印象を原画像に与えることができる。なお、液体や気体の印象を与えるためには、少なくとも水平、垂直の何れかに揺れを持たせることが必要であり、垂直の揺れよりも水平方向の揺れの方が重要である。移動量、移動方向の最適値は、背景（画像）により大きく異なる。
【００１１】
本形態では、上述の原理に基づいて「原画像」に「気体」または「液体」の揺らぎの印象を与えた「映像」を生成する。「処理部」は、「原画像」を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ「映像」を得る。例えば、「処理部」は、低空間周波数成分を含む複数の異なる「変形地図」をそれぞれ用いて「原画像」を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ「映像」を得る。ここで「原画像」に「気体」の揺らぎの印象を与えた「映像」を「第１映像」とし、「原画像」に「液体」の揺らぎの印象を与えた「映像」を「第２映像」としたとき、「第１映像」における空間的な揺らぎの「揺れ幅」は、「第２映像」における空間的な揺らぎの「揺れ幅」よりも小さい。例えば、「第１映像」における空間的な揺らぎの「揺れ幅」の平均は、「第２映像」における空間的な揺らぎの「揺れ幅」の平均よりも小さい。あるいは、「第１映像」における空間的な揺らぎの「揺れ幅」の合計は、「第２映像」における空間的な揺らぎの「揺れ幅」の合計よりも小さい。上述のように、「揺れ幅」を小さくした場合には「気体」の揺らぎの印象を与えることができ、「揺れ幅」を大きくした場合には「液体」の揺らぎの印象を与えることができ、これにより、「原画像」に与える「印象」の気体らしさや液体らしさを制御できる。
【００１２】
「原画像」の例は、写真や図形やコンピュータグラフィックや文字などの静止画像、撮影映像やアニメーションなどの動画である。「気体」の揺らぎの例は、かげろうの揺らぎや熱気の揺らぎ等である。「液体」の揺らぎの例は、透明液体や半透明液体の揺らぎ等であり、例えば、水面の揺らぎ、水の流れに伴う揺らぎなどである。
【００１３】
「変形地図」のそれぞれは「原画像」の各画素と対応する各要素を持ち、「変形地図」の各要素が当該各要素に対応する「原画像」の各画素の移動方向及び移動量を示す。「変形地図」のそれぞれは、「原画像」のすべての画素に対応する要素を持っていてもよいし、「原画像」の一部の領域の画素のみに対応する要素を持っていてもよい。「変形地図」は、例えば複数個の画素の二次元配列であり、「原画像」の水平方向の変調に対応する「変形地図」と、「原画像」の垂直方向の変調に対応する「変形地図」とがある。「変形地図」の「各要素」は画素であってもよいし、複数の画素からなる集合であってもよい。「変形地図」の各画素は画素値を持つ。「変形地図」の各要素の絶対値は、当該各要素に対応する「原画像」の各画素の移動量を表し、「変形地図」の各要素の正負または方向は、当該各要素に対応する「原画像」の各画素の移動方向を表す。「処理部」は、「変形地図」ごとに、「原画像」の各画素を当該画素に対応する「変形地図」の各要素により特定される移動方向および移動量だけ移動させて複数の「変調画像」を得、これら複数の「変調画像」を時系列に並べ、空間的な揺らぎを持つ「映像」を得る。このように「変形地図」と「原画像」とから「変調画像」を得る処理は、例えば、画像ワープ（「イメージワープ」や「ピクセルワープ」ともいう）法によって実現される。
【００１４】
「変形地図」が示す「原画像」の各画素の移動量の大きさを制御できれば「映像」の「揺れ幅」を調整でき、「原画像」に気体の揺らぎの印象を与えるか、液体の揺らぎの印象を与えるかを制御できる。例えば、「第１映像」を得るための「変形地図」が示す移動量は、「第２映像」を得るための「変形地図」が示す移動量よりも小さい。例えば、「第１映像」を得るための「変形地図」が示す移動量の平均は、「第２映像」を得るための「変形地図」が示す移動量の平均よりも小さい。あるいは、「第１映像」を得るための「変形地図」が示す移動量の合計は、「第２映像」を得るための「変形地図」が示す移動量の合計よりも小さい。
【００１５】
「変形地図」は、特定の「移動パタン」で「ノイズ画像」の要素を移動させて得られる複数の異なる「第２ノイズ画像」に対応する。このような「変形地図」を用いて「原画像」を変調することで、「移動パタン」に対応する、気体または液体の動きや流れの印象を「原画像」に与えることができる。「画像の要素を移動させる」とは、この画像の移動元の要素の画素値を移動先の要素の画素値として設定することを意味する。同様に、「画像の画素を移動させる」とは、この画像の移動元の画素の画素値を移動先の画素の画素値として設定することを意味する。「ノイズ画像」および「第２ノイズ画像」は複数個の画素の二次元配列であり、例えば「原画像」の水平方向の変調（変形）に対応するものと、「原画像」の垂直方向の変調（変形）に対応するものとがある。「ノイズ画像」の要素は画素であってもよいし、複数の画素からなる集合であってもよい。「ノイズ画像」の各要素は「原画像」の各画素に対応する。「ノイズ画像」の各画素値は、例えば、ガウシアン分布などの所定の分布に従ってランダムにサンプリングされた値である。「移動パタン」は、「ノイズ画像」の各要素の移動方向及び移動速度を表す。「移動パタン」の例は、「ノイズ画像」の各要素を同一方向（例えば、垂直方向または水平方向）に同一の移動速度で動かすパタン、移動速度を変化させながら「ノイズ画像」の各要素を同一方向に動かすパタン、「ノイズ画像」の各要素を「ノイズ画像」の中央を中心として回転移動させるパタン、「ノイズ画像」の各要素を「ノイズ画像」の中央に向けて移動させるパタンなどである。「ノイズ画像」の要素を移動させることで要素が不在となった領域については、新たな画素値の画素が割り当てられる。例えば、ガウシアン分布などの所定の分布に従ってランダムにサンプリングすることで、新たな画素値が割り当てられる。
【００１６】
「変形地図」は、例えば、低空間周波数成分が高空間周波数成分よりも優位となるように「第２ノイズ画像」を「フィルタ処理」して得られる。「低空間周波数成分が高空間周波数成分よりも優位となる」とは、空間周波数の絶対値の小さな成分が空間周波数の絶対値の大きな成分よりも優位になることを意味する。すなわち、「低空間周波数成分」とは、空間周波数の絶対値が小さな成分を意味し、「高空間周波数成分」とは、空間周波数の絶対値が大きな成分を意味する。「フィルタ処理」によって低空間周波数成分が高空間周波数成分よりも優位な「変形地図」が得られ、このような「変形地図」を用いることで、「原画像」に気体または液体の揺らぎの印象が適切に与えられる。「フィルタ処理」は、低空間周波数成分を抑圧する処理であってもよいし、高空間周波数成分を強調する処理であってもよいし、それら両方の処理であってもよい。「フィルタ処理」の例は、空間周波数領域でのフィルタ（ローパスフィルタ）によるフィルタ処理である。
【００１７】
より好ましくは、「変形地図」は、「第２ノイズ画像」に対して「フィルタ処理」および「係数の乗算」を行ったものである。「係数」の大きさが小さいほど、「原画像」に「変形地図」を適用して得られる「映像」の「揺れ幅」を小さくでき、「気体」の揺らぎの印象を「原画像」に与えることができる。一方、「係数」の大きさが大きいほど、「原画像」に「変形地図」を適用して得られる「映像」の「揺れ幅」を大きくでき、「液体」の揺らぎの印象を「原画像」に与えることができる。すなわち「係数」の大きさを制御することで、「映像」の「揺れ幅」を調整でき、「原画像」に気体の揺らぎの印象を与えるか、液体の揺らぎの印象を与えるかを制御できる。例えば、「第１映像」における「変形地図」は、「第２ノイズ画像」に対して「フィルタ処理」および「第１係数の乗算」を行ったものであり、「第２映像」における「変形地図」は、「第２ノイズ画像」に対して「フィルタ処理」および「第２係数の乗算」を行ったものであるとき、「第１係数」の大きさは、「第２係数」の大きさよりも小さい。なお、「係数」が０より大きく１未満である場合、「係数の乗算」は減衰処理であり、「係数」が１よりも大きい場合、「係数の乗算」は増幅処理である。
【００１８】
「フィルタ処理」の前に「係数」の乗算が行われてもよい。ただし、上述のように「第２ノイズ画像」に対して「フィルタ処理」を行った後に「係数」の乗算を行って「変形地図」を得る場合には「フィルタ処理」をやり直すことなく、「変形地図」の要素が示す画素の移動量を調整できる。
【００１９】
「係数」の大きさによって「映像」の「揺れ幅」を制御するのではなく、「ノイズ画像」の各画素値の大きさを制御することで「映像」の「揺れ幅」を制御してもよい。しかし、この場合には、「揺れ幅」を変更するたびに「第２ノイズ画像」の生成や「フィルタ処理」をやり直さなければならない。そのため、「係数」の大きさによって「映像」の「揺れ幅」する方が効率的である。
【００２０】
「映像」の鮮鋭度が調整可能であってもよい。言い換えると、「映像」のぼかし具合が調整可能であってもよい。熱気は、背後の情景の画像情報を変形させるのみならず、画像ぼけも生じさせる。そのため、「映像」の鮮鋭度を下げる（すなわち、「映像」をぼかす）ことで、熱気などの「気体」の揺らぎを適切に表現できる。例えば、「第１映像」の鮮鋭度が「第２映像」の鮮鋭度よりも低くなるように制御することで、「気体」または「液体」の印象をより区別して「原画像」に与えることができる。「映像」の鮮鋭度の調整は、「変形地図」によって「原画像」を変調して得られた変調画像の鮮鋭度を調整する処理であってもよいし、「変形地図」による変調前の「原画像」の鮮鋭度を調整する処理であってもよい。鮮鋭度の調整には、例えば、ガウシアンぼかし(Gaussian Blur）などの周知の方法が用いられる。
【００２１】
前述のように、本形態では「移動パタン」に対応する、気体または液体の動きや流れの印象を「原画像」に与えることができる。「原画像」の下方側から上方側に向かって移動する流体の揺らぎの印象を「原画像」に与えた場合、より気体らしい印象を表現できる。例えば、「原画像」の下方側から上方側に向かう方向に対応する向きに「ノイズ画像」の要素を移動させて得られる複数の異なる「第２ノイズ画像」に対応する「変形地図」を用いた場合、より気体らしい印象を表現できる。「原画像」の下方側とは、「原画像」で表現された「対象（例えば、被写体）」の下方（重力の向かう方向）側を意味し、「原画像」の上方側とは、当該「対象」の上方（重力の向かう方向の逆方向）側を意味する。前述のように「原画像」の各要素は「ノイズ画像」の各画素に対応するため、「原画像の下方側から上方側に向かう方向」は「ノイズ画像」のいずれか特定の向きに対応する。例えば、「原画像の下方側から上方側に向かう方向」が「原画像」の画像座標系の垂直軸の座標値が大きくなる方向（上方向）であり、同じ座標の「原画像」の画素と「ノイズ画像」の要素とが対応する場合、「原画像の下方側から上方側に向かう方向に対応する向き」は「ノイズ画像」の画像座標系の垂直軸の座標値が大きくなる方向（上方向）である。
【００２２】
ユーザインタフェース（ＵＩ）から「揺れ幅」「鮮鋭度」「移動パタン」「フィルタ処理」などを制御する情報の設定が可能であってもよい。すなわち、「原画像」に気体または液体の揺らぎの印象を与えた「映像」を生成する際の１以上のパラメータを決定するためのユーザインタフェースを用いてもよい。これにより、「揺れ幅」「鮮鋭度」「移動パタン」「フィルタ処理」などを制御し、所望の流体の印象を「原画像」に与えることができる。例えば、パラメータの１つである揺れ幅に対応する「第１情報」を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、揺れ幅の大小を利用者が視認可能なように「第１情報」を提示するとともに、揺れ幅の大小についての利用者の入力を受けつけることにより「第１情報」を設定する「第１設定部」と、パラメータに基づく映像を利用者に視認可能とするためのユーザインタフェースであって、低空間周波数成分を含む複数の異なる変形地図をそれぞれ用いて原画像を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて得た、「第１情報」に対応する揺れ幅の空間的な揺らぎを持つ映像を、「第１情報」と共に提示する「映像提示部」とを備えてもよい。例えば、パラメータの１つである映像の鮮鋭度に対応する「第２情報」を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、鮮鋭度の高低を利用者が視認可能なように「第２情報」を提示するとともに、鮮鋭度の高低についての利用者の入力を受けつけることにより「第２情報」を設定する「第２設定部」をさらに備えてもよい。この場合、「映像提示部」は、「第２情報」に対応する鮮鋭度に調整した映像を、「第２情報」と共に提示する。例えば、パラメータの１つであるノイズ画像の要素の移動パタンに対応する「第３情報」を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、移動パタンを利用者が視認可能なように「第３情報」を提示するとともに、移動パタンについての利用者の入力を受けつけることにより「第３情報」を設定する第３設定部をさらに備えてもよい。この場合、「映像提示部」は、「第３情報」に対応する移動パタンで「ノイズ画像」の要素を移動させて複数の異なる「第２ノイズ画像」を得、「第２ノイズ画像」に対応する変形地図をそれぞれ用いて「原画像」を変調して複数の「変調画像」を得、複数の「変調画像」を時系列に並べて得た、空間的な揺らぎを持つ映像を、「第３情報」とともに提示する。例えば、パラメータの１つであるフィルタの振幅に対応する「第４情報」を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、フィルタの振幅を利用者が視認可能なように「第４情報」を提示するとともに、フィルタの振幅についての利用者の入力を受けつけることにより「第４情報」を設定する「第４設定部」と、パラメータの１つであるフィルタの分布の幅に対応する「第５情報」を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、フィルタの分布の幅を利用者が視認可能なように「第５情報」を提示するとともに、フィルタの分布についての利用者の入力を受けつけることにより「第５情報」を設定する「第５設定部」と、をさらに備えてもよい。この場合、「映像提示部」は、特定の移動パタンで「ノイズ画像」の要素を移動させて得られる複数の異なる「第２ノイズ画像」を、「第４情報」に対応する振幅および「第５情報」に対応する分布の幅を持つフィルタでフィルタ処理して変形地図を得、「変形地図」をそれぞれ用いて「原画像」を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて得た、空間的な揺らぎを持つ「映像」を、「第４情報」および「第５情報」とともに提示する。さらに、「映像提示部」が、「第４情報」に対応する振幅および「第５情報」に対応する分布の幅を持つフィルタを表現した図形を提示してもよい。
【００２３】
上述のように得られた「映像」は、例えば、ディスプレイ等の表示装置から表示される。これにより、「原画像」に「気体」または「液体」の揺らぎが付与された様子を知覚させることができる。あるいは、「映像」から「輝度運動成分」を抽出し、抽出した「輝度運動成分」を「原画像」または「原画像」に対応する「対象物」に重畳して投影または表示させてもよい。好ましくは、「輝度運動成分」のエッジが「原画像」または「対象物」のエッジと重なるように、これらを重ねて投影または表示させてもよい。これによっても、「原画像」に「気体」または「液体」の揺らぎが付与された様子を知覚させることができる。
【００２４】
［第１実施形態］
次に、図面を用いて第１実施形態を説明する。
＜構成＞
図１に例示するように、本形態の映像生成装置１は、ノイズ画像生成部１１１、移動パタン設定部１１２、ノイズ画像列生成部１１３、振幅設定部１２２，１３２、分布幅設定部１２３，１２４，１３３，１３４、ユーザインタフェース部１４１、鮮鋭度設定部１４２、水平振幅設定部１４３、垂直振幅設定部１４４、フレーム数設定部１４５、水平移動設定部１４６、垂直移動設定部１４７、空間周波数領域変換部１５１，１６１、フィルタ処理部１５２，１６２、空間領域変換部１５３，１６３、増幅部１５４，１６４、記憶部１７１、画像ワープ部１７２、および鮮鋭度調整部１７３を有する。これらの各部が「処理部」である。ユーザインタフェース部１４１はディスプレイ等の表示装置（図示せず）に接続され、入力部１７４はマウスなどの入力装置（図示せず）に接続される。
【００２５】
映像生成装置１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）およびＲＡＭ（random-access memory）・ＲＯＭ（read-only memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。このコンピュータは１個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めＲＯＭ等に記録されていてもよい。また、ＣＰＵのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路（circuitry）ではなく、プログラムを用いることなく処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。また、１個の装置を構成する電子回路が複数のＣＰＵを含んでいてもよい。
【００２６】
＜ユーザインタフェース画面構成＞
ユーザインタフェース部１４１から出力された情報に基づいて表示装置（図示せず）に表示されるユーザインタフェース画面１０００を例示する。図２に例示するように、本形態のユーザインタフェース画面１０００は、移動パタン入力部１１２ａ、振幅入力部１２２ａ，１３２ａ、分布幅入力部１２３ａ，１２４ａ，１３３ａ，１３４ａ、表示部１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ、鮮鋭度入力部１４２ａ、水平振幅入力部１４３ａ、垂直振幅入力部１４４ａ、フレーム数入力部１４５ａ、水平移動入力部１４６ａ、および垂直移動入力部１４７ａを有する。また、ユーザインタフェース部１４１は、移動パタン入力部１１２ａ、振幅入力部１２２ａ，１３２ａ、分布幅入力部１２３ａ，１２４ａ，１３３ａ，１３４ａ、鮮鋭度入力部１４２ａ、水平振幅入力部１４３ａ、垂直振幅入力部１４４ａ、フレーム数入力部１４５ａ、水平移動入力部１４６ａ、および垂直移動入力部１４７ａでの入力操作に基づく入力情報を受け付け、入力情報を各処理部へ送る。
【００２７】
＜処理＞
本形態では、「原画像」を時空間的に変形させることで、液体（例えば、透明液体や半透明液体）や気体（例えば、かげろうや熱気）の揺らぎの印象を任意の「原画像」に与える。具体的には、液体や気体の移動による画像変形を視覚的に模倣する。液体や気体は、屈折率の違いによってそれらの背後にある情景の画像情報を変形させてしまう。更には、気体や液体は常に止まっているわけではなく、様々な物理原因に基づいて移動する。移動する液体や気体が光の屈折によって背後の画像情報を変形させるシーンを映像上で模擬するためには、各フレームに画像変形をかけつつ、画像変形のパタンを移動させる必要がある。この技術の「肝」は、任意の画像をどのように変形させるかを決定する「変形地図」の生成にある。「変形地図」は、画像変形を実行する際に、任意の画像中の画素をどの方向にどの程度移動させたらよいかを示した２次元配列である。複数の異なる「変形地図」が生成され、「変形地図」のそれぞれは、原画像の各画素と対応する各要素を持ち、各要素は各要素に対応する各画素の移動方向及び移動量を表す２次元配列である。「変形地図」は、「原画像」に対する水平方向の画素移動および垂直方向の画素移動のそれぞれについて別々に生成される。以下、水平方向の画素移動を示す「変形地図」を「水平変形地図」と呼び、垂直方向の画素移動を示す「変形地図」を「垂直変形地図」と呼ぶ。「変形地図」に基づいて原画像の画素値を移動させることで、画像変形を実現する。以下、本形態の処理を詳細に説明する。
【００２８】
≪原画像の格納≫
まず、記憶部１７１に液体または気体の揺らぎの印象を与えようとする「原画像」を格納する。「原画像」は撮影された静止画や動画であってもよいし、コンピュータグラフィックなどの図形であってもよい。
【００２９】
≪ガウシアンノイズ画像の生成≫
次に、ノイズ画像生成部１１１が、「変形地図」の元となるガウシアンノイズ画像（ノイズ画像）１１１ａ，１１１ｂを生成する（図３）。ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂは複数の画素からなる２次元配列であり、「水平変形地図」を生成するためのガウシアンノイズ画像１１１ａを「水平ガウシアンノイズ画像」と呼び、「垂直変形地図」を生成するためのガウシアンノイズ画像１１１ｂを「垂直ガウシアンノイズ画像」と呼ぶ。ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂそれぞれの配列のサイズは、液体または気体の揺らぎの印象を与えたい「原画像」の大きさ、またはそのような印象を与えたい「原画像」の領域の大きさと同じである。つまり、そのような印象を与えたい画像または領域の大きさが100×100ピクセルであった場合、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂそれぞれの大きさも100×100に設定する必要がある。また、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの各画素は、原画像」の各画素または「原画像」の領域の各画素に対応する。本形態では、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの座標（ｘ，ｙ）における画素が、「原画像」の座標（ｘ，ｙ）における画素に対応する。ノイズ画像生成部１１１は、ガウシアン分布に従ってランダムにガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの各画素の画素値をサンプリングする。ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの画素値は、正値、零、負値の何れかである。本形態のガウシアン分布の平均は０であり、標準偏差は１である。ただし、これは本発明を限定しない。ガウシアンノイズ画像１１１ａの画素値とガウシアンノイズ画像１１１ｂの画素値は、互いに独立にサンプリングされる。そのため、通常はガウシアンノイズ画像１１１ａとガウシアンノイズ画像１１１ｂとは、互いに相違する。しかし、ガウシアンノイズ画像１１１ａとガウシアンノイズ画像１１１ｂが同一になってもよい。ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂはアプリケーション起動時に自動的に生成される。本形態では、ユーザインタフェース画面１０００から「ガウシアンノイズ画像」に関するパラメータを調整することはできない。しかし、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂに関するパラメータ（ガウシアン分布の平均や標準偏差など）を調整可能としてもよい。生成されたガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂはノイズ画像列生成部１１３に送られる。
【００３０】
≪移動パタンの設定≫
ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂを「変形地図」として用いれば、単一フレームの画像変形を実現できる。一方で、液体や気体は変形や移動を行う。それに従い、光の屈折の状態も変化し、それによって変形後の画像も変形や移動を行う。この様子を模倣するためには、「変形地図」の各画素（要素）を移動させなければならない。そのためにはまず、「変形地図」の元となるガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの各画素（要素）を移動させなければならない。ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの各画素を移動させるためには、まずどのようにガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの各画素を動かすかを決定しなくてはならない。本形態では、「移動パタン」を選択することで、どのようにガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの各画素を動かすかを決定する。「移動パタン」の選択入力は、ユーザインタフェース画面１０００の移動パタン入力部１１２ａ（「第３設定部」「映像表示部」）から行うことができる。利用者は、移動パタン入力部１１２ａにタブ表示されるリストから所望の「移動パタン」をクリックすることで「移動パタン」を選択できる。「移動パタン」は、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの各画素の移動方向および移動速度を示すパタンである。例えば、「移動パタン」は、移動元の画素の位置、その画素の移動方向および移動速度を特定する。「移動パタン」は、液体や気体のどのような動きを模倣したいかに応じて選択される。「移動パタン」の空間的な大きさは、液体や気体の印象を与えたい「原画像」または液体や気体の印象を与えたい「原画像」の一部の領域の空間的な大きさと同じである。図４Ａ〜図４Ｆにタブ表示される「移動パタン」を例示する。ただし、図４Ａ〜図４Ｆでは、移動元の画素の位置を矢印の根（始点）で表現し、画素の移動方向を矢印の向きで表現し、移動速度を矢印の長さで表現している。矢印の長さが長いほど移動速度が大きい。
垂直：垂直方向に同一速度で画素を移動させる移動パタン（図４Ａ）
垂直グラデーション：徐々に移動速度を変化させながら画素を垂直方向に移動させる移動パタン（図４Ｂ）
水平：水平方向に同一速度で画素を移動させる移動パタン（図４Ｃ）
水平グラデーション：徐々に移動速度を変化させながら画素を水平方向に移動させる移動パタン（図４Ｄ）
回転：ガウシアンノイズ画像の中央を中心として画素を回転移動させる移動パタン（図４Ｅ）
集中：ガウシアンノイズ画像の中央に向けて画素を移動させる移動パタン（図４Ｆ）
気体の揺らぎの印象を「原画像」に与える場合、「原画像」の下方側から上方側に向かう方向に対応する向きにガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの要素を移動させることが望ましい。この場合には「移動パタン」として「垂直」が選択されることが望ましい。選択された「移動パタン」を示す情報は移動パタン設定部１１２に送られる。移動パタン設定部１１２（第３設定部）は、選択された「移動パタン」に対応する情報（第３情報）を設定し、ノイズ画像列生成部１１３に送る。すなわち、第３設定部は、パラメータの１つであるノイズ画像の要素の移動パタンに対応する第３情報を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、移動パタンを利用者が視認可能なように第３情報を提示するとともに、移動パタンについての利用者の入力を受けつけることにより第３情報を設定する。
【００３１】
≪ガウシアンノイズ画像列の生成≫
ノイズ画像列生成部１１３は、送られたガウシアンノイズ画像１１１ａおよび「移動パタン」に対応する情報を用い、この「移動パタン」でガウシアンノイズ画像１１１ａの画素を移動させ、複数の異なる第２ガウシアンノイズ画像１１３ａ’−１，・・・，１１３ａ’−Ｎ（第２ノイズ画像）を得、これらの第２ガウシアンノイズ画像１１３ａ’−１，・・・，１１３ａ’−Ｎからなるガウシアンノイズ画像列１１３ａを得る（図３）。すなわち、ノイズ画像列生成部１１３は、「移動パタン」に従ってガウシアンノイズ画像１１１ａの画素を移動させたときの各離散時刻ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）での画像を第２ガウシアンノイズ画像１１３ａ’−ｎとし、これらの集合をガウシアンノイズ画像列１１３ａとする。ただし、Ｎは１以上の整数であり、「原画像」に気体または液体の揺らぎの印象を与えた「映像」を表現するフレーム数（コマ数）を表す。すなわち、当該「映像」の動きはＮ個の画像を時系列に並べて表現され、そのような動きが周期的に繰り返される。同様に、ノイズ画像列生成部１１３は、送られたガウシアンノイズ画像１１１ｂおよび「移動パタン」に対応する情報を用い、この「移動パタン」でガウシアンノイズ画像１１１ｂの画素を移動させ、複数の異なる第２ガウシアンノイズ画像１１３ｂ’−１，・・・，１１３ｂ’−Ｎ（第２ノイズ画像）を得、これらの第２ガウシアンノイズ画像１１３ｂ’−１，・・・，１１３ｂ’−Ｎからなるガウシアンノイズ画像列１１３ｂを得る（図３）。
【００３２】
利用者は、ユーザインタフェース画面１０００のフレーム数入力部１４５ａでの入力操作によってＮを調整できる。利用者は、フレーム数入力部１４５ａをスライド操作することによってＮの値を入力できる。例えば、フレーム数入力部１４５ａは、所定の直線区間内で左右にスライド可能な画像であり、その直線区間の左端に配置された場合にはＮ＝１とし、右側に移動するほどＮの値を大きくする。フレーム数入力部１４５ａで入力されたＮを表す情報はフレーム数設定部１１４５に送られ、フレーム数設定部１１４５はそれに基づいてＮの値を設定し、そのＮの値をノイズ画像列生成部１１３に送る。ノイズ画像列生成部１１３は、Ｎの値が更新されるたびに、上述したガウシアンノイズ画像列１１３ａ，１１３ｂの生成をやり直す。
【００３３】
利用者は、ユーザインタフェース画面１０００の水平移動入力部１４６ａを操作することで、ガウシアンノイズ画像１１１ａの画素の移動方向および移動速度を調整でき、垂直移動入力部１４７ａを操作することで、ガウシアンノイズ画像１１１ｂの画素の移動方向および移動速度を調整できる。利用者は、水平移動入力部１４６ａのスライド操作によってガウシアンノイズ画像１１１ａの画素の移動方向および移動速度に対応するスカラー値Ａｈを入力し、垂直移動入力部１４７ａのスライド操作によってガウシアンノイズ画像１１１ｂの画素の移動速度および移動方向に対応するスカラー値Ａｖを入力する。本形態の水平移動入力部１４６ａは、所定の直線区間内で左右にスライド可能な画像であり、その直線区間内の中央に配置された場合にはＡｈ＝０とし、それよりも左側にスライドされた場合にはＡｈ＜０とし、右側にスライドされた場合にはＡｈ＞０とする。水平移動入力部１４６ａが当該直線区間内の中央から離れるほど、Ａｈの絶対値が大きくなる。本形態の垂直移動入力部１４７ａは、所定の直線区間内で左右にスライド可能な画像であり、その直線区間内の中央に配置された場合にはＡｖ＝０とし、それよりも左側にスライドされた場合にはＡｖ＜０とし、右側にスライドされた場合にはＡｖ＞０とする。垂直移動入力部１４７ａが当該直線区間内の中央から離れるほど、Ａｖの絶対値が大きくなる。Ａｈは水平移動設定部１４６に送られ、Ａｖは垂直移動設定部１４７に送られ、さらにそれぞれノイズ画像列生成部１１３に送られる。
【００３４】
Ａｈが変更されると、ノイズ画像列生成部１１３は、ガウシアンノイズ画像１１１ａ、「移動パタン」に対応する情報、およびＡｈを用い、ガウシアンノイズ画像列１１３ａの生成をやり直す。すなわち、このノイズ画像列生成部１１３は、「移動パタン」が表す移動速度および移動方向をＡｈによって調整し、調整後の移動速度および移動方向でガウシアンノイズ画像１１１ａの画素を移動させたときの各離散時刻ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）での画像を第２ガウシアンノイズ画像１１３ａ’−ｎとし、これらの集合をガウシアンノイズ画像列１１３ａとする。ただし、ノイズ画像列生成部１１３は、Ａｈの絶対値に応じて「移動パタン」が表す移動速度を調整し、Ａｈの正負に応じて「移動パタン」が表す移動方向を調整し、調整後の移動速度および移動方向に従ってガウシアンノイズ画像１１１ａの画素を移動させ、ガウシアンノイズ画像列１１３ａを得る。例えば、ノイズ画像列生成部１１３は、Ａｈの正の場合には「移動パタン」が表す移動方向に画素を移動させ、Ａｈの負の場合には「移動パタン」が表す移動方向の逆方向に画素を移動させて、ガウシアンノイズ画像列１１３ａを得る。例えば、ノイズ画像列生成部１１３は、「移動パタン」が表す移動速度をＡｈの絶対値で重み付けして得られる移動速度で画素を移動させて、ガウシアンノイズ画像列１１３ａを得る。Ａｈの絶対値が大きいほど、移動速度は大きい。
【００３５】
Ａｖが変更されると、ノイズ画像列生成部１１３は、ガウシアンノイズ画像１１１ｂ、「移動パタン」に対応する情報、およびＡｖを用い、ガウシアンノイズ画像列１１３ｂの生成をやり直す。すなわち、このノイズ画像列生成部１１３は、「移動パタン」が表す移動速度および移動方向をＡｖによって調整し、調整後の移動速度および移動方向でガウシアンノイズ画像１１１ｂの画素を移動させたときの各離散時刻ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）での画像を第２ガウシアンノイズ画像１１３ｂ’−ｎとし、これらの集合をガウシアンノイズ画像列１１３ｂとする。ただし、ノイズ画像列生成部１１３は、Ａｖの絶対値に応じて「移動パタン」が表す移動速度を調整し、Ａｖの正負に応じて「移動パタン」が表す移動方向を調整し、調整後の移動速度および移動方向に従ってガウシアンノイズ画像１１１ｂの画素を移動させ、ガウシアンノイズ画像列１１３ｂを得る。例えば、ノイズ画像列生成部１１３は、Ａｖの正の場合には「移動パタン」が表す移動方向に画素を移動させ、Ａｖの負の場合には「移動パタン」が表す移動方向の逆方向に画素を移動させて、ガウシアンノイズ画像列１１３ｂを得る。例えば、ノイズ画像列生成部１１３は、「移動パタン」が表す移動速度をＡｖの絶対値で重み付けして得られる移動速度で画素を移動させて、ガウシアンノイズ画像列１１３ｂを得る。Ａｖの絶対値が大きいほど、移動速度は大きい。気体の揺らぎの印象を「原画像」に与える場合、ノイズ画像列生成部１１３は、前述のように「移動パタン」として「垂直」が選択され、「移動パタン」が表す移動方向が上方向になるようにＡｖが調整されることが望ましい。
【００３６】
ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの画素を移動させた場合、その移動元の画素に他の画素が移動してくる場合もあれば、その画素に他の画素が移動してこない場合もある（すなわち、その画素の画素値が空となる）。このように空となった画素が存在する場合、ノイズ画像列生成部１１３は、空になった画素に対して新たに画素値をサンプリングして割り当てる。新たな画素値のサンプリングもガウシアン分布に従ってランダムに行われる。
【００３７】
≪空間周波数領域でのフィルタ処理≫
ガウシアンノイズ画像列１１３ａ，１１３ｂをそのまま「変形地図」として用いて「原画像」を変調し、それによって得られた複数の変調画像を時系列に並べた場合、画素が連続的に移動しているように見えるだけで、液体や気体の揺らぎの印象が生じない場合もある。そのため、低空間周波数成分が高空間周波数成分よりも優位となるように、ガウシアンノイズ画像列１１３ａ，１１３ｂの第２ガウシアンノイズ画像１１３ａ’−ｎ，１１３ｂ’−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）をフィルタ処理することが望ましい。すなわち、第２ガウシアンノイズ画像１１３ａ’−ｎ，１１３ｂ’−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を２次元フーリエ変換等によって空間周波数領域の画像に変換し、低空間周波数成分を抽出するフィルタ処理を行い、さらに２次元逆フーリエ変換等によって空間領域の画像を得て「変形地図」を生成することが望ましい。このように得られた「変形地図」を用いることで、日常場面において液体や気体の屈折率の違いに基づいて物理的に生じるような、滑らかな画像変形を実現できる。以下に、このような空間周波数領域でのフィルタ処理を具体的に説明する。
【００３８】
まずノイズ画像列生成部１１３で生成されたガウシアンノイズ画像列１１３ａは空間周波数領域変換部１５１に送られ、ガウシアンノイズ画像列１１３ｂは空間周波数領域変換部１６１に送られる。空間周波数領域変換部１５１は、ガウシアンノイズ画像列１１３ａの第２ガウシアンノイズ画像１１３ａ’−ｎを空間周波数領域の空間周波数領域画像１１３ａ’−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）に変換し、得られた空間周波数領域画像１１３ａ’−ｎをフィルタ処理部１５２に送る。空間周波数領域変換部１６１は、ガウシアンノイズ画像列１１３ｂの第２ガウシアンノイズ画像１１３ｂ’−ｎを空間周波数領域の空間周波数領域画像１１３ｂ’−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）に変換し、得られた空間周波数領域画像１１３ｂ’−ｎをフィルタ処理部１６２に送る。
【００３９】
フィルタ処理部１５２は、低空間周波数成分が高空間周波数成分よりも優位となるように空間周波数領域画像１１３ａ’−ｎをフィルタリングし、空間周波数領域画像１５２ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を得、空間領域変換部１５３に送る。フィルタ処理部１６２は、低空間周波数成分が高空間周波数成分よりも優位となるように空間周波数領域画像１１３ｂ’−ｎをフィルタリングし、空間周波数領域画像１６２ｂ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を得、空間領域変換部１６３に送る。フィルタＦｈ，Ｆｖの例は、高空間周波数成分（空間周波数の絶対値が大きい成分）を抑圧するローパスフィルタである。フィルタ処理部１５２が使用するフィルタＦｈとフィルタ処理部１６２が使用するフィルタＦｖとは、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。本形態では、フィルタＦｈとフィルタＦｖとを独立に制御できる例を示す。
【００４０】
発明者は、実際の液体や気体が生成する画像変形のフーリエ成分を分析し、そのパタンが空間的に直交する２つの１次元コーシー分布の積でよく近似できることを見出した。この知見に基づき、本形態ではコーシー分布の形状のフィルタまたはコーシー分布に近似した形状のフィルタを用いて上述のフィルタ処理を行う。ユーザインタフェース画面１０００の表示部１２１ａ（映像表示部）にはフィルタＦｈの強度濃淡マップが表示され、表示部１３１ａ（映像表示部）にはフィルタＦｖの強度濃淡マップが表示される。表示部１２１ａ，１３１ａのいずれにおいても、水平軸は空間周波数領域（例えば、２次元フーリエ空間）における垂直周波数成分を表し、垂直軸は空間周波数領域における水平空間周波数成分を表す。水平軸および垂直軸のいずれも中心が０［Ｈｚ］であり、中央に近いほど空間周波数の絶対値が低い。また、表示部１２１ａ，１３１ａに表示される画像の色によってフィルタＦｈ，Ｆｖの振幅（強度）を表している。表示部１２１ａ，１３１ａに表示されたフィルタＦｈ，Ｆｖは、いずれも低空間周波数（絶対値が小さな空間周波数）での振幅が大きく（強度が強く）、低空間周波数成分が高空間周波数成分よりも優位となるようにフィルタ処理するためのものである。このように、表示部１２１ａ，１３１ａに強度濃淡マップを表示することで、フィルタＦｈ，Ｆｖの空間周波数を可視化でき、直感的な設定入力が可能になる。
【００４１】
利用者は、ユーザインタフェース画面１０００の振幅入力部１２２ａ（「第４設定部」「映像表示部」）を操作することでフィルタＦｈの振幅（コーシー分布の振幅）を調整でき、分布幅入力部１２３ａ，１２４ａを操作することでフィルタＦｖの分布の幅（コーシー分布の幅）を調整できる。分布幅入力部１２３ａではフィルタＦｖの水平周波数成分の幅を調整でき、分布幅入力部１２４ａではフィルタＦｖの垂直周波数成分の幅を調整できる。同様に、利用者は、振幅入力部１３２ａ（「第５設定部」「映像表示部」）を操作することで、フィルタＦｖの振幅を調整でき、分布幅入力部１３３ａ，１３４ａを操作することで、フィルタＦｖの分布の幅を調整できる。分布幅入力部１３３ａではフィルタＦｖの水平周波数成分の幅を調整でき、分布幅入力部１３４ａではフィルタＦｖの垂直周波数成分の幅を調整できる。ここで、フィルタＦｈ，Ｆｖの振幅が大きくなるほど、フィルタＦｈ，Ｆｖの分布の尖度が大きくなり、より低い空間周波数が強調される。フィルタＦｈ，Ｆｖの分布の幅が大きいほど、多くの高空間周波数を含みつつ、低空間周波数が低減される。
【００４２】
振幅入力部１２２ａ，１３２ａ，分布幅入力部１２３ａ，１２４ａ，１３３ａ，１３４ａは、ぞれぞれ、所定の直線区間内で左右にスライド可能な操作部であり、その直線区間内の位置に応じた値が入力値とされる。操作部が左端に配置された場合にはその操作部での入力値は最小値となり、操作部が右側に移動するほどその操作部での入力値は大きくなり、操作部が右端に配置された場合にはその操作部での入力値は最大値となる。
【００４３】
振幅入力部１２２ａでの入力値は振幅設定部１２２に送られ、振幅設定部１２２（第４設定部）は、送られた入力値をフィルタＦｈの振幅に対応する情報（第４情報）として設定し、フィルタ処理部１５２に送り、フィルタ処理部１５２は、この情報に対応する振幅のフィルタＦｈを設定する。
【００４４】
分布幅入力部１２３ａでの入力値は、分布幅設定部１２３に送られる。分布幅設定部１２３（第５設定部）は、送られた入力値をフィルタＦｈの水平周波数成分の分布の幅に対応する情報（第５情報）として設定し、これをフィルタ処理部１５２に送る。フィルタ処理部１５２は、この情報に対応する水平周波数成分の分布の幅を持つフィルタＦｈを設定する。
【００４５】
分布幅入力部１２４ａでの入力値は、分布幅設定部１２４に送られる。分布幅設定部１２４３（第５設定部）は、送られた入力値をフィルタＦｈの垂直周波数成分の分布の幅に対応する情報（第５情報）として設定し、これをフィルタ処理部１５２に送る。フィルタ処理部１５２は、この情報に対応する水平周波数成分の分布の幅を持つフィルタＦｈを設定する。
【００４６】
振幅入力部１３２ａでの入力値は振幅設定部１３２に送られ、振幅設定部１３２３（第４設定部）は送られた入力値をフィルタＦｖの振幅に対応する情報（第４情報）として設定し、フィルタ処理部１６２に送る。フィルタ処理部１６２は、この情報に対応する振幅のフィルタＦｖを設定する。
【００４７】
分布幅入力部１３３ａでの入力値は、分布幅設定部１３３に送られる。分布幅設定部１３３３（第５設定部）は、送られた入力値をフィルタＦｖの水平周波数成分の分布の幅に対応する情報（第５情報）として設定し、これをフィルタ処理部１６２に送る。フィルタ処理部１６２は、この情報に対応する水平周波数成分の分布の幅を持つフィルタＦｖを設定する。
【００４８】
分布幅入力部１３４ａでの入力値は、分布幅設定部１３４に送られる。分布幅設定部１３４３（第５設定部）は、送られた入力値をフィルタＦｖの垂直周波数成分の分布の幅に対応する情報（第５情報）として設定し、これをフィルタ処理部１６２に送る。フィルタ処理部１６２は、この情報に対応する水平周波数成分の分布の幅を持つフィルタＦｖを設定する。
【００４９】
すなわち、第４設定部は、フィルタの振幅を利用者が視認可能なように第４情報を提示するとともに、フィルタの振幅についての利用者の入力を受けつけることにより第４情報を設定する。第５設定部は、フィルタの分布の幅を利用者が視認可能なように第５情報を提示するとともに、フィルタの分布についての利用者の入力を受けつけることにより第５情報を設定する。
【００５０】
フィルタＦｈが新たに設定（更新）されるたびにフィルタ処理部１５２の処理がやり直され、フィルタＦｖが新たに設定（更新）されるたびにフィルタ処理部１６２の処理がやり直される。また、フィルタＦｈが更新されるたび、ユーザインタフェース部１４１（出力部）は、更新されたフィルタＦｈの強度濃淡マップをユーザインタフェース画面１０００の表示部１２１ａに出力し、表示部１２１ａはこれを表示する。同様に、フィルタＦｖが更新されるたび、ユーザインタフェース部１４１は、更新されたフィルタＦｖの強度濃淡マップを表示部１３１ａに出力し、表示部１３１ａはこれを表示する。なお、強度濃淡マップは「第４情報に対応する振幅および第５情報に対応する分布の幅を持つフィルタを表現した図形」に相当する。
【００５１】
空間領域変換部１５３は、フィルタ処理部１５２で得られた空間周波数領域画像１５２ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を空間領域の空間領域画像１５３ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）に変換し、得られた空間領域画像１５３ａ−ｎを増幅部１５４に送る。空間領域変換部１６３は、フィルタ処理部１６２で得られた空間周波数領域画像１６２ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を空間領域の空間領域画像１６３ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）に変換し、得られた空間領域画像１６３ａ−ｎを増幅部１６４に送る。
【００５２】
≪増幅処理≫
空間領域画像１５３ａ−ｎ，１６３ａ−ｎをそのまま「変形地図」として用い、画像ワープによって「原画像」を変形する場合、空間領域画像１５３ａ−ｎ，１６３ａ−ｎの各画素値の絶対値が「原画像」の画素の移動量となる。しかし、空間領域画像１５３ａ−ｎ，１６３ａ−ｎは、前述したガウシアン分布に基づくため、それらの画素値の絶対値の多くは１よりも小さい。よって、この方法では「原画像」の多くの画素の移動量が１ピクセル未満となり、観察者は「原画像」の変形をほとんど知覚できない。そのため、本形態では空間領域画像１５３ａ−ｎ，１６３ａ−ｎの各画素を増幅したものを変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）とする。具体的には、空間領域画像１５３ａ−ｎの各画素に係数ｃｈを乗じたものを変形地図１５４ａ−ｎとし、空間領域画像１６３ａ−ｎの各画素に係数ｃｖを乗じたものを変形地図１６４ａ−ｎとする。ただし、係数ｃｈ，ｃｖは正値であり、例えば、１よりも大きな値である。このような変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎを用いることで、知覚可能な画像変形を行うことができる。さらに、発明者は、増幅量が小さい場合には熱気などの気体の揺らぎの印象を与えることができ、増幅量が大きい場合には液体の揺らぎの印象を与えることができることを見出した。本形態では、この増幅量を操作することで「原画像」に与える印象の気体らしさや液体らしさを制御する。
【００５３】
利用者は、ユーザインタフェース画面１０００の水平振幅入力部１４３ａ（「第１設定部」「映像表示部」）を操作することで、空間領域画像１５３ａ−ｎに対する変形地図１５４ａ−ｎの増幅量（第１情報）、すなわち、係数ｃｈの値を調整できる。また利用者は、垂直振幅入力部１４４ａ（「第１設定部」「映像表示部」）を操作することで、空間領域画像１６３ａ−ｎに対する変形地図１６４ａ−ｎの増幅量、すなわち、係数ｃｖの値を調整できる。水平振幅入力部１４３ａおよび垂直振幅入力部１４４ａは、ぞれぞれ、所定の直線区間内で左右にスライド可能な操作部であり、その直線区間内の位置に応じた値が入力値とされる。操作部が左端に配置された場合にはその操作部での入力値は最小値となり、操作部が右側に移動するほどその操作部での入力値は大きくなり、操作部が右端に配置された場合にはその操作部での入力値は最大値となる。
【００５４】
水平振幅入力部１４３ａでの入力値は、水平振幅設定部１４３（「第１設定部」）に送られる。水平振幅設定部１４３は送られた入力値を係数ｃｈとし、係数ｃｈに対応する情報（揺れ幅に対応する第１情報）を増幅部１５４に送る。増幅部１５４は、空間領域画像１５３ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）のすべての画素に係数ｃｈを乗じて得られる画像を変形地図１５４ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）（低空間周波数成分を含む複数の異なる変形地図）として出力する。変形地図１５４ａ−ｎは画像ワープ部１７２に送られる。
【００５５】
垂直振幅入力部１４４ａでの入力値は、垂直振幅設定部１４４（「第１設定部」）に送られる。垂直振幅設定部１４４は送られた入力値を係数ｃｖとし、係数ｃｖに対応する情報（揺れ幅に対応する第１情報）を増幅部１６４に送る。増幅部１６４は、空間領域画像１６３ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）のすべての画素に係数ｃｖを乗じて得られる画像を変形地図１６４ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）（低空間周波数成分を含む複数の異なる変形地図）として出力する。変形地図１６４ａ−ｎは画像ワープ部１７２に送られる。すなわち、第１設定部は、パラメータの１つである揺れ幅に対応する第１情報を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、揺れ幅の大小を利用者が視認可能なように第１情報を提示するとともに、揺れ幅の大小についての利用者の入力を受けつけることにより第１情報を設定する。
【００５６】
水平方向の変形地図１５４ａ−ｎの画像表現と、それを画素の移動方向および移動量を示す矢印で表現したものとの関係、および、垂直方向の変形地図１６４ａ−ｎとそれを画素の移動方向および移動量を示す矢印で表現したものとの関係を図５に示す。水平方向の変形地図１５４ａ−ｎのそれぞれは、「原画像」の各画素と対応する各要素を持ち、当該各要素が各要素に対応する「原画像」の各画素の水平方向の移動方向（左右方向）及び移動量を示す。垂直方向の変形地図１６４ａ−ｎのそれぞれは、「原画像」の各画素と対応する各要素を持ち、当該各要素が各要素に対応する「原画像」の各画素の垂直方向の移動方向（上下方向）及び移動量を示す。
【００５７】
≪画像ワープ処理≫
画像ワープ部１７２は、記憶部１７１から読みだした「原画像」、増幅部１５４，１６４から送られた変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を用い、「原画像」に画像ワープ処理（「ピクセルワープ処理」や「画像ワープ処理」ともいう）を行って「原画像」を変調して（変形させて）複数の変調画像１７２ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を得、複数の変調画像１７２ａ−ｎを時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ映像Ｍを得る。すなわち、画像ワープ部１７２は、変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）ごとに、「原画像」の各画素を、当該画素に対応する変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎの各画素により特定される移動方向および移動量だけ移動させて、複数の変調画像１７２ａ−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，Ｎ）を得、これらを時系列に並べて空間的な揺らぎを持つ映像Ｍを得る。映像Ｍは変調画像１７２ａ−１，・・・，１７２ａ−Ｎが順番に表示されることで構成される動画が繰り返されるものである。つまり、変調画像１７２ａ−１の表示後、変調画像１７２ａ−２の表示に切り替わり、変調画像１７２ａ−２の表示後、変調画像１７２ａ−３の表示に切り替わり、・・・、変調画像１７２ａ−Ｎが表示され、変調画像１７２ａ−Ｎの表示後、変調画像１７２ａ−１が表示され・・・と繰り返される。つまり、映像Ｍは、変調画像１７２ａ−ｎのそれぞれを各フレームの画像とした動画である。これにより、液体や気体の揺らぎの印象を任意の「原画像」に与えることができる。ここで、前述の係数ｃｖ，ｃｈが大きいほど、映像Ｍの揺れ幅が大きくなり、液体の揺らぎの印象が強くなる。一方、係数ｃｖ，ｃｈが小さいほど、映像Ｍの揺れ幅が小さくなり、気体の揺らぎの印象が強くなる。気体の揺らぎの印象が与えられた映像ＭをＭ１とし、気体の揺らぎの印象が与えられた映像ＭをＭ２とする。この場合、（１）映像Ｍ１を得るための変形地図１５４ａ−ｎの生成に用いられた係数ｃｖは、映像Ｍ２を得るための変形地図１５４ａ−ｎの生成に用いられた係数ｃｖよりも小さい、および／または、（２）映像Ｍ１を得るための変形地図１６４ａ−ｎの生成に用いられた係数ｃｈは、映像Ｍ２を得るための変形地図１６４ａ−ｎの生成に用いられた係数ｃｈよりも小さい。言い換えると、映像Ｍ１における空間的な揺らぎの揺れ幅は、映像Ｍ２における空間的な揺らぎの揺れ幅よりも小さい。すなわち、映像Ｍ１における空間的な揺らぎの揺れ幅の平均は、映像Ｍ２における空間的な揺らぎの揺れ幅の平均よりも小さい。得られた映像Ｍは先鋭度調整部１７３に送られる。
【００５８】
図６に順方向空間変換による画像ワープ処理を例示する。ここでは中央の画素が黒である３×３の「原画像」を想定する。この「原画像」の中央の黒の画素値を、水平方向へ−１（左方向）移動させる画素値−１を持つ変形地図１５４ａ−ｎと、垂直方向へ１（下方向）移動させる画素値１を持つ変形地図１６４ａ−ｎによって移動させる。すると、黒の画素値が左下へ移動した変調画像１７２ａ−ｎが得られる。各変形地図の各画素についてこの処理を行うことで、空間的な揺らぎを持つ映像Ｍが得られる。
【００５９】
一方、この方法では、変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎの画素値によっては、「原画像」の画素の移動先が重複したり、画像外へはみ出したりし、空の画素を持つ変調画像１７２ａ−ｎが生成される場合がある。これを避けるため、図７に例示する逆方向空間変換による画像ワープ処理が望ましい。この方法では、画像ワープ部１７２が変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎを用い、変調画像１７２ａ−ｎにおける各画素値が「元画像」のいずれの画素値に起因するかを計算し、得られた「元画像」の画素値を変調画像１７２ａ−ｎにおける各画素値とする。この場合も「原画像」の各画素を、当該画素に対応する変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎの各要素により特定される移動方向および移動量だけ移動させることには変わりないが、変調画像１７２ａ−ｎが値を持たない空の画素を持つことはない。
【００６０】
≪先鋭度の調整≫
映像Ｍの先鋭度を低下させ、いわゆる「画像ぼけ」を加えることで、熱気などの気体の揺らぎの印象を適切に表現できる。利用者は、ユーザインタフェース画面１０００の鮮鋭度入力部１４２ａ（「第２設定部」「映像表示部」）を操作することで、映像Ｍの鮮鋭度を調整可能である。鮮鋭度入力部１４２ａは、所定の直線区間内で左右にスライド可能な操作部であり、その直線区間内の位置に応じた値が入力値とされる。操作部が左端に配置された場合にはその操作部での入力値は最小値となり、操作部が右側に移動するほどその操作部での入力値は大きくなり、操作部が右端に配置された場合にはその操作部での入力値は最大値となる。鮮鋭度入力部１４２ａでの入力値は鮮鋭度設定部１４２に送られ、鮮鋭度設定部１４２（第２設定部）はこの入力値に対応する鮮鋭度に対応する情報（第２情報）を設定し、この情報を先鋭度調整部１７３に送る。すなわち、第２設定部は、パラメータの１つである映像の鮮鋭度に対応する第２情報を利用者が設定するためのユーザインタフェースであって、鮮鋭度の高低を利用者が視認可能なように第２情報を提示するとともに、鮮鋭度の高低についての利用者の入力を受けつけることにより第２情報を設定する。先鋭度調整部１７３は、送られた映像Ｍを構成する各変調画像１７２ａ−ｎの先鋭度を鮮鋭度設定部１４２で設定された情報に基づいて調整し、先鋭度が調整された変調画像を時系列に並べた映像Ｍ’を出力する。鮮鋭度の調整には、例えば、ガウシアンぼかしなどの周知の方法を用いる。なお、気体の揺らぎの印象が与えられた映像Ｍ’をＭ１’とし、気体の揺らぎの印象が与えられた映像Ｍ’をＭ２’とした場合、Ｍ１’の鮮鋭度は、Ｍ２’の鮮鋭度よりも低いことが望ましい。出力された映像Ｍ’は外部のディスプレイなどの表示装置の表示部１４１ａ（映像提示部）から表示される。映像Ｍ’は、利用者が上述のユーザインタフェース画面１０００を用いて各パラメータを設定または再設定するたびに、あるいは、例えば、図２中の「ＲＥＳＴＡＲＴ」ボタンを押下する等、利用者が更新要求をした場合に、更新されて表示部１４１ａから表示される。すなわち、映像提示部は、パラメータに基づく映像を利用者に視認可能とするためのユーザインタフェースであって、低空間周波数成分を含む複数の異なる変形地図をそれぞれ用いて原画像を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて得た、第１情報に対応する揺れ幅の空間的な揺らぎを持つ映像を、第１情報と共に提示する。また、映像提示部は、第２情報に対応する鮮鋭度に調整した映像を、第２情報と共に提示する。さらに、映像提示部は、第３情報に対応する移動パタンでノイズ画像の要素を移動させて複数の異なる第２ノイズ画像を得、第２ノイズ画像に対応する変形地図をそれぞれ用いて原画像を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて得た、空間的な揺らぎを持つ映像を、第３情報とともに提示する。さらにまた、映像提示部は、変形地図をそれぞれ用いて原画像を変調して複数の変調画像を得、複数の変調画像を時系列に並べて得た、空間的な揺らぎを持つ映像を、第４情報および第５情報とともに提示する。これにより、利用者は各パラメータを設定または再設定した結果である映像Ｍ’を確認しながら、各パラメータを調整できる。  
【００６１】
＜本形態の特徴＞
本形態では、映像の空間的な揺らぎの揺れ幅を制御することで、原画像に与える印象の気体らしさや液体らしさを制御できる。そのため、利用者が所望する流体の印象を簡単なパラメータの操作のみで迅速に作成することができる。これにより、例えば、アニメーションや映画などにおいて有効な、透明または半透明な流体の視覚効果を安価で提供できる。
【００６２】
［第２実施形態］
映像Ｍ’から「輝度運動成分」を抽出し、抽出した「輝度運動成分」を「原画像」または「原画像」に対応する「対象物」に重畳して投影または表示させてもよい。この際、「輝度運動成分」のエッジが「原画像」または「対象物」のエッジと重なるように、これらを重ねて投影または表示する（参考文献１：国際公開第ＷＯ／２０１５／１６３３１７号）。以下では第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する事項については、同じ参照番号を用いて説明を省略する。
【００６３】
＜構成＞
図１に例示するように、本形態の映像生成装置２は、第１実施形態の映像生成装置１に原画像取得部２１および輝度運動成分抽出部２２を追加したものである。映像生成装置２は、前述のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。原画像取得部２１は、図１０に例示する撮影処理部２３４に接続され、輝度運動成分抽出部２２は投影処理部２３３に接続される。撮影処理部２１にはカメラ２３１が接続されており、投影処理部２２にはプロジェクター２３２が接続されている。
【００６４】
＜処理＞
本形態の「原画像」は撮影処理部２３４の制御のもとでカメラ２３１が撮影した画像である。本形態では対象物２２１の対象面２２１ａをカメラ２３１で撮影して得られた画像を「原画像」とする。対象物２２１は、立体的形状を備える物（例えば、花瓶、ボール、模型）であってもよいし、所定の平面（例えば、紙、ボード、壁、スクリーン）であってもよい。得られた「原画像」は原画像取得部２１に送られ、原画像取得部２１はこれを記憶部１７１に格納される。
【００６５】
その後、第１実施形態と同じ処理が行われ、鮮鋭度調整部１７３で映像Ｍ’が得られる。得られた映像Ｍ’は輝度運動成分抽出部２２に送られる。輝度運動成分抽出部２２は、映像Ｍ’から輝度成分Ｙ’を抽出し、各フレームの輝度成分Ｙ’から輝度静止成分Ｙｓｔａｔｉｃを減じることで各フレームの輝度運動成分を得て出力する。なお、輝度静止成分Ｙｓｔａｔｉｃは輝度成分Ｙ’を時間平均したものである（参考文献１）。
【００６６】
輝度運動成分は投影処理部２２に送られ、さらにプロジェクター２３２に送られる。プロジェクター２３２は、輝度運動成分を対象物２２１の対象面２２１ａに位置合わせして投影することで重畳する。この際、輝度運動成分のエッジが対象物２２１のエッジと重なるように位置合わせされる。これによって、対象物２２１に「気体」または「液体」の揺らぎが付与された様子を知覚させることができる。
【００６７】
［その他の変形例］
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、係数ｃｈ，ｃｖの大きさによって「揺れ幅」を調整するのではなく、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの画素値をサンプリングする際のガウシアン分布の標準偏差の大きさによって「揺れ幅」を調整してもよい。すなわち、ガウシアン分布の標準偏差が大きいほど、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの画素値の平均値も大きくなり、変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎの各画素値の絶対値も大きくなり、その結果、得られる映像の「揺れ幅」も大きくなる。逆に、ガウシアン分布の標準偏差が小さいほど、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの画素値の平均値も小さくなり、変形地図１５４ａ−ｎ，１６４ａ−ｎの各画素値の絶対値も小さくなり、その結果、得られる映像の「揺れ幅」も小さくなる。そのため、「原画像」に気体の揺らぎの印象を与える際のガウシアン分布の標準偏差を、「原画像」に液体の揺らぎの印象を与える際のガウシアン分布の標準偏差よりも小さくすることで、原画像に与える印象の気体らしさや液体らしさを制御してもよい。また、ガウシアンノイズ画像１１１ａ，１１１ｂの画素値をサンプリングする際のガウシアン分布の標準偏差の大きさに加え、前述した係数ｃｈ，ｃｖの大きさによって「揺れ幅」を調整してもよい。この場合の係数ｃｈ，ｃｖは０よりも大きく１未満であってもよいし、１よりも大きくてもよい。その他、空間周波数領域変換部１５１で得られた空間周波数領域の空間周波数領域画像１１３ａ’−ｎ、および空間周波数領域変換部１６１で得られた空間周波数領域の空間周波数領域画像１１３ｂ’−ｎの振幅を増減することで「揺れ幅」を調整してもよい。フィルタ処理部１５２で得られた空間周波数領域画像１５２ａ−ｎ、およびフィルタ処理部１６２で得られた空間周波数領域画像１６２ｂ−ｎの振幅を増減することで「揺れ幅」を調整してもよい。また、これらを組み合わせて「揺れ幅」を調整してもよい。
【００６８】
上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００６９】
上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は、非一時的な（non-transitory）記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。
【００７０】
このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【００７１】
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。
【００７２】
上記実施形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させて本装置の処理機能が実現されたが、これらの処理機能の少なくとも一部がハードウェアで実現されてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１，２  映像生成装置
【図１】
2018028710.tif 000003
【図２】
2018028710.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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