(57)【要約】【課題】デザイン行為の訓練、教育におけるデザイン課題作品について客観的、定量的な評価を行う。【課題を解決する手段】デザイン課題作品を撮像して得られた画像データからデザイン課題作品を構成する各部分についての造形要素を特徴づける量を示す数値を得て、各部分についての造形要素を特徴づける量を大きさの順に並べた時の前後の２つの量の間の距離をそれぞれ定義し、その距離のそれぞれについてある閾値の範囲内に入るものを同じクラスターに属するものとして、独立したクラスターの数を求め、クラスターの数及び分布形態からデザイン課題作品に関する評価項目に従って前記造形要素について評価する際の指標となる量的評価値を求める。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デザイン課題作品を撮像して得られた画像データを処理することによりデザイン課題作品を定量的に評価する方法であって、
デザイン課題作品を撮像して得られた画像データからデザイン課題作品を構成する各部分についての造形要素を特徴づける量を示す数値を得ることと、
前記各部分についての前記造形要素を特徴づける量を大きさの順に並べた時の前後の２つの量の間の距離をそれぞれ定義することと、
該前後の量の間の距離のそれぞれについてある閾値の範囲内に入るものを同じクラスターに属するものとして、独立したクラスターの数を求めることと、
該クラスターの数及び分布形態からデザイン課題作品に関する評価項目に従って前記造形要素について評価する際の指標となる量的評価値を求めることと、
の各ステップからなることを特徴とするデザイン課題作品を定量的に評価する方法。
【請求項２】
前記デザイン課題作品は複数の形状、大きさ、色を有する部分が２次元的に配置されて構成されてなるものであり、前記造形要素が該デザイン課題作品を構成する部分の面積、明度、色相のいずれか、またはその組み合わせからなり、前記評価項目が各造形要素のばらつきであることを特徴とする請求項１に記載のデザイン課題作品を定量的に評価する方法。
【請求項３】
前記造形要素についての量的評価値（Ｖ）が、Ｎ個の部分から構成されるデザイン課題作品を構成する各部分についての造形要素を特徴づける量を大きさの順に並べたものをＰｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）としてＰｉとＰｉ＋１との間の距離Ｄｉを定義し、Ｄｉが閾値Ｔの範囲内にあるものを同じクラスターに属するものとし、独立したクラスターの数がＭである時に、
Ｖ＝（Ｍ−１＋β）／（Ｎ−１）
ただし、
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で表されるものであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のデザイン課題作品を量的に評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デザイン課題作品を定量的に評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、産業界においてデザインの効果が非常に重要になっており、優れたデザイナーを育成することは企業の戦略において重要な課題ともなっている。このようなデザイナーとしての素養、能力は、学校での美術教育に負うところが多い。ところが、初等教育、中等教育での美術教育やデザイン教育機関、美術系大学での教育において、制作された課題作品の評価方法は、教育者の主観的な判断に依存することが多く、定性的で曖昧になることがあるため、そのような教育を受ける側（生徒、学生）としては、指導教官の判断結果によっては、合理的な判断により納得し得る評価がなされたと思えないことが多くあり、デザインへの興味、意欲の減退に繋がることにもなり、ひいては「ものづくり・デザイン離れ」ということにもなる。このような従来の主観的評価を中心とした美術教育では、産業界の要請に応じた優れたデザイナーを多く育成する上で問題、障害があったと言える。
【０００３】
このようにデザインについての評価に関して主観的で定性的な評価がなされ、客観的、定量的な評価手法が用いられないという状況の大きな要因として、デザインに対する考え方があると考えられる。デザインは、作品（製品）を見る人の美的感覚に訴えるものであるが、作品（製品）におけるデザインは利用形態として日常性の中で把握されるという意味で、一般の人に共通した普遍性を有するものとして製作され、客観的な評価がなされ得ると言える。これに対して、美術的作品の場合、見る人の美的感覚に訴えるという点では同様の面があるが、一般の人に対し日常的な感覚としての共通性、一般性をもって把握されるものとは一応別異な形での美的価値を指向するものであり、その評価を客観的に行うことは困難であるとも言える。
【０００４】
産業上のデザイン一般について言えば、美術的作品とは異なり、客観的、定量的な評価がなされ得ると考えられるが、このようなデザイン一般について合理的に定量的評価を行うには、複雑多岐にわたる要因を考慮すべきことになり、実際的には困難である。一方、デザインを製作する能力、素養を形成する訓練、教育の過程において、制作されたデザイン課題作品を教育者が評価を行う段階は、デザインのもつ要素を分析した上で、系統性をもつ観点にしたがって、定量的な評価をなし得ると考えられるが、現状においてデザイン課題作品の評価に関して主観的、定性的な評価がなされており、客観的、定量的な評価を行うことはなされていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来のデザインの訓練、教育において、デザイン課題作品について客観的、定量的な評価手法が用いられず、デザイン課題作品の評価が主観的、定性的になされ、評価の個人差があり、評価を受ける側として理解し難い面が残り、デザインの訓練、教育における支障ともなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになしたものであり、デザイン課題作品を撮像して得られた画像データを処理することによりデザイン課題作品を定量的に評価する方法であって、デザイン課題作品を撮像して得られた画像データからデザイン課題作品を構成する各部分についての造形要素を特徴づける量を示す数値を得ることと、前記各部分についての前記造形要素を特徴づける量を大きさの順に並べた時の前後の２つの量の間の距離をそれぞれ定義することと、該前後の量の間の距離のそれぞれについてある閾値の範囲内に入るものを同じクラスターに属するものとして、独立したクラスターの数を求めることと、該クラスターの数及び分布形態からデザイン課題作品に関する評価項目に従って前記造形要素について評価する際の指標となる量的評価値を求めることと、の各ステップからなるものである。
【０００７】
前記デザイン課題作品は複数の形態、色を有する部分が２次元的に配置されて構成されてなるものであり、前記造形要素が該デザイン課題作品を構成する部分の面積、明度、色相のいずれか、またはその組み合わせからなり、前記評価項目が各造形要素のばらつきであるようにしてもよい。
【０００８】
前記造形要素についての量的評価値（Ｖ）が、Ｎ個の部分から構成されるデザイン作品を構成する各部分についての造形要素を特徴づける量を大きさの順に並べたものをＰｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）としてＰｉとＰｉ＋１との間の距離Ｄｉを定義し、Ｄｉが閾値Ｔの範囲内にあるものを同じクラスターに属するものとし、独立したクラスターの数がＭである時に、
Ｖ＝（Ｍ−１＋β）／（Ｎ−１）
ただし、
【０００９】
2007148614.tif 000003
で表されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、デザイン課題作品を構成する各部分の造形要素を特徴づける量として、例えば面積、明度、色相についてばらつきを示す評価値を求めることにより、作品を定量的に評価することができ、デザイン課題作品の制作者が納得し易い合理的、客観的な評価がなされることにより、デザイナーを養成する訓練、教育において有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、特に平面（２次元）におけるデザイン課題作品を対象とし、平面デザイン課題作品を構成する要素を数量的に分析し、評価する手法を与えるものである。平面デザイン課題作品を構成する要素は多岐にわたるが、それらを数量化する例として、色のみかけ上の重さについて考える。
【００１２】
色は本来物理的な重さをもたないが、人は色から見かけ上の重さ（重量感）に関連する印象を受けることが知られている。例えば、日常生活において、部屋の天井が落ちてくるような圧迫感を感じるため、多くは軽い印象を与える明るい色が使用されている。服装の色について、バランス、安定感の面からは、上着の色を明るくし、スカートやズボンを暗い色にすることが選択されるというようなことがある。
【００１３】
デザイナーが色の軽重感による視覚的バランス感覚を働かせて配色を行うと言われるが、この表現手法は個別的な体験により会得されるもので、そのまま一般的な者が活用できるわけではない。そこで、一般的に人が色により受ける重量感を定量化することについて考える。
【００１４】
図１は、色の軽重感による視覚的バランスの例を示すものであり、左側の円より右側の円の方が明度が低いことにより、一般的に右側に傾くような右側に傾くような印象を受ける。表現手法の基本としては、どちらの色がより重いか、ということだけではなく、どの程度重く感じられるか、という色の軽重感の感覚量が表すことが求められる。
【００１５】
本発明者は、色の軽重感と明度との関連について、実験を行った。実験は、左右に配置した２つのボード上の一方に基準刺激用の色票を、他方に比較刺激用の色票を貼り付け、視角が２゜になるようにして、所定の照明条件の下で被験者が両色票を観察、対比して行った。色票は両方とも無彩色であり、色票の明度は、基準刺激用としてＮ６を、比較刺激用としてＮ１．５、Ｍ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ７、Ｎ８、Ｎ９、Ｎ９．５を用いた。
【００１６】
被験者は基準刺激の軽重感を１０００とした時に比較刺激がどの程度の重さに感じられるかを推定し、テンキーを用いて入力するようにした。入力後に比較刺激をランダムな呈示順序で入れ換え、４回繰り返した。被験者は８名、色彩トレーニングの経験のある者と、ない者とが含まれる。
【００１７】
この実験による、色別の軽重感の推定値の平均値を図２に示す。縦軸の軽重感は１０００分の１で、横軸のマンセル明度値は１０分の１で表されている。エラーバーは標準誤差を示す。ここで、明度１０（完全な白）で軽重感値が０、基準刺激（この場合０．６）で軽重感値が１であるとしている。この結果では、同じ明度差に対して、低明度ほど軽重感の感覚量の差が大きくなる傾向である。図２の結果を式で表すと、
【００１８】
【数１】
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という形が考えられる。ここで、Ｗは軽重感値、Ｖはマンセル明度値、Ａは基準刺激の明度値（この場合０．６）をそれぞれ表す。図２の結果から、最小二乗法により回帰曲線を求めると、α＝０．７１となった。
【００１９】
この結果は、被験者個人によりパラメータαにある程度差違が見られるが、図２のような軽重感値とマンセル明度値との関係として、ほぼ共通な傾向が示されるという意味で、色の明度による軽重感が定量化されることを裏付けるものである。また、色票として無彩色のものを用いたが、有彩色の者でも、明度として見た場合、同様な傾向があるものと考えられる。
【００２０】
平面デザイン課題作品は複数の形状、大きさ、色を有する構成部分が多様に配置されてなり、その評価に際して、構成部分の形状、大きさ、色（明度、色相、彩度）や分布、配置の形態等種々の評価項目について見ることになるが、そのうち、デザイン課題作品におけるばらつきに関して定量的に評価することを例として説明する。
〔評価のモデル化〕
定量化に際し、教育者が生徒の作成するデザイン課題作品を評価することをモデル化するという手法を用いる。ここでは、ばらつきとして、デザインの構成部分について、
面積のばらつき
明度のばらつき
色相のばらつき
を考える。指導教官は、制作されたデザイン課題作品の面積、明度、色相のばらつきについて評価するのであるが、これらの要素のそれぞれについて判断し、評点を付与するものとする。指導教官はこのような評価における基準をもっており、ばらつきについて言えば、ばらつきの見られない場合は評価が低く、ばらつきをもつものが評価は高くなる。
【００２１】
図３（ａ）、図３（ｂ）のようなデザイン課題作品の例について考える。図３（ａ）、図３（ｂ）は、円、三角形、長方形を部分的に重なるように配置し、それにより形成された図形に異なる色を塗って構成されている。図３（ａ）のデザイン課題作品では、色を塗った９個の部分があり、第３と第４の部分、第５と第６の部分はそれぞれ面積が同等であり、第４、第６、第７の部分は明度が同等になっており、面積のばらつきは少なくなっている。図３（ｂ）のデザイン課題作品では、色を塗った７個の部分があるが、前例よりも同等の部分が少なくなっており、より面積のばらつきが多くなっている。ばらつきの基準からすれば、面積、明度、色相に関して同等の部分を作らないことが求められ、図３（ａ）よりも図３（ｂ）の方が面積のばらつきについては評点が高くなる。デザイン課題作品の構成部分の色の明度、色相についても、そのばらつきについて、同等の部分が少ないか、多様になるか、ということを踏まえて評価がなされる。
【００２２】
このようにデザイン課題作品の構成部分が、面積、明度、色相について、どのようなばらつきを示しているかというのは、それらの要素を量的に表すことによって把握することができる。そこで、「量的ばらつき」は「同等のものがほとんどないことを示す量」を意味すると考え、同等のものをクラスターに分けることにより、面積のばらつきを次のように量的に評価する。
【００２３】
２次元構成の作品にＮ個の部分がある時に、最も面積の小さい部分から最も面積の大きい部分まで番号を付与する。ｉ番目のＡｉに対して、（ｉ＋１）番目のＡｉ＋１は、
Ｄｉ＝Ａｉ＋１／Ａｉ                （１）
（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１）
で表される距離Ｄｉの関係にあると考える。ＤｉはＡｉに対してＡｉ＋１がどの程度異なるか、あるいは同等であるかを表すものである。Ｄｉがある閾値Ｔより小さければｉ番目の部分とｉ＋１番目の部分とは同じクラスターであるとするというように、同等の面積であると見られるＤｉの限界を意味するものとして閾値Ｔを定義する。独立したクラスターの数を求め、「面積のばらつき」の量的な評価値Ｖが
Ｖ＝（Ｍ−１＋β）／（Ｎ−１）              （２）
で表される。ここで、
【００２４】
【数２】
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であり、ＤｉがＴより大きければＤｉ＝１とする。Ｖの最大値は１．０、最小値は０である。作品中に同等の部分があれば、独立したクラスターの数は部分の数の和より少なく、Ｖはそれより小さい値となる。βは同等であることの評価値である。２つの部分が同じクラスターであると判断された時に、これらの面積は全く一致するのではない。βは同じクラスターにおいてこれらの面積がどの程度異なるかを示す。
【００２５】
明度のばらつきに関して、最も暗い部分から最も明るい部分まで各部分に番号を付与する。ｉ番目の部分の明るさがＢｉである時に、距離Ｄｉは
Ｄｉ＝Ｂｉ＋１−Ｂｉ                （４）
（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１）
で表される。「明度のばらつき」の量的評価値は式（２）で同様に表される。
【００２６】
色相のばらつきに関して、各部分は色環表に沿ってある色から番号を付与される。ｉ番目の部分の色相がＣｉである時、距離Ｄｉは
Ｄｉ＝Ｃｉ＋１−Ｃｉ                （５）      
（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１）
ＤＮ＝Ｃｉ＋３６０−ＣＮ              （６）
Ｃｉは角度の単位で表される。「色相のばらつき」の量的評価値は式（２）で同様に表される。この場合βは
【００２７】
【数３】
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のように表される。
［デザインの光学的分析のための装置］
前述のようにデザイン課題作品の評価をモデル化し、それによるデザイン課題作品におけるばらつきを定量的に表すために、図４に示されるような光学的分析のための装置を用いて、デザイン課題作品における造形要素の諸量の測定を行う。図４において、撮影ボックスの後方壁部に配置されたデザイン課題作品を蛍光灯で照明した状態でカラーＣＣＤカメラで撮影し、得られた画像データについてパーソナルコンピュータにより画像処理を行い、デザイン課題作品の評価のための造形要素の諸量を測定する。パーソナルコンピュータによる画像処理においては、画像データとして表されたデザイン課題作品の造形要素の諸量をもとに、前述したばらつきの量的評価値を求める。
色のデータはシステムに依存するＲＧＢ色で表されるので、ＲＧＢ色をシステムに依存しない色に変換する必要がある。ここでは、Ｌ＊を明度、Ｃ＊を飽和度、ｈを色相として、色のデータをＬ＊Ｃ＊ｈ色システムに変換した上で、ばらつきの量的評価値を求める。
【００２８】
本発明は、デザイン課題作品の造形要素のばらつきについて、デザイン作品を撮影し、得られた画像データの画像処理により式（２）で表される量的評価値を求めるという形で、デザイン課題作品について、そのばらつきの面からの評価を行うものであり、このようなデザイン課題作品の評価は、評価を行うためのシステムのオペレーションによってなされるのであり、教育者等が評価するものではない。このようなデザイン課題作品の評価の客観的な妥当性について以下説明する。
〔評価についての検証〕
本発明の手法によるデザイン課題作品の評価の妥当性の検証のために、制作された２次元的構成のデザイン課題作品についての評価を実際に行って対比、検討した。
【００２９】
デザインの課題は、円、三角形、正方形を、１つずつ重なりを有するように面上に描き、それにより形成された各部分に多用な色度、明度の色を塗って（色の重複は避ける）デザインするもので、この課題によるデザイン課題作品は、例えば図５（ａ）、図５（ｂ）に示されるようなものである。この同じ課題で１１人の制作者がそれぞれデザイン課題作品を制作し、それぞれの作品について、教育者がデザイン課題作品の造形要素としての面積、明度、色相のばらつきについて評価を行って評点をそれぞれ付与するとともに、それぞれの作品について、本発明の手法により画像処理を行って面積、明度、色相のばらつきについてのそれぞれ定量評価値を求め、両者の評価について対比検討した。
【００３０】
図６（ａ）は、面積のばらつきについての評価の結果を示しており、横軸は教育者による評点で、この場合各評点は０〜２０の段階的な値であり、また、縦軸は画像データの解析による定量評価値である。各点はそれぞれのデザイン課題作品に対応するものである。相関係数は０．７０１となっている。
【００３１】
図６（ｂ）は、明度のばらつきについての評価の結果を示し、図６（ｃ）は、色相のばらつきについての評価の結果を示しており、これらの場合、教育者は０〜３０の段階的評点を与えている。
【００３２】
図６（ａ）、図６（ｂ）における直線は、データ分布における相関性を示すものとして通常の演算で求められるものである。これらの結果によれば、本発明の手法として画像データの解析によりデザイン課題作品の造形要素についての定量評価値は、教育者による個別的評価の結果とよい相関を示しており、本発明によるデザイン課題作品の定量的評価が客観的な妥当性をもつことを示すと言える。
【００３３】
以上では、平面デザイン課題作品について評価を行う際に、その構成部分の面積、明度、色相のばらつきを評価項目として、それぞれについて定量評価値を得ることを例として説明した。デザイン課題作品はそれ以外にも種々の評価項目があり、一般的に考慮される評価項目は、表１のようなものがある。
【００３４】
【表１】
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表１に示されるような平面デザイン課題作品の評価項目について、本発明のように、画像データの解析処理によりデザイン課題の各構成部分について造形要素の定量化を行い、デザイン課題作品をその造形要素について評価できるようにすることは、同様に可能であり、そのような多種の評価項目についての定量評価を組み合わせることにより、平面デザイン課題作品をさらに多様な面から評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】色の軽重感による視覚的バランスの例を示す図である。
【図２】明度と軽重感との関係について検査を行った結果を示す図である。
【図３】（ａ）面積のばらつきについて検討する際のデザイン課題作品の１つの例である。（ｂ）面積のばらつきについて検討する際のデザイン課題作品の他の例である。
【図４】デザイン課題作品を定量的に評価するためのシステムの構成を概略に示す図である。
【図５】（ａ）面積、明度、色相のばらつきについての評価を行う簡単なデザイン課題作品の１つの例である。（ｂ）面積、明度、色相のばらつきについての評価を行う簡単なデザイン課題作品の他の例である。
【図６】（ａ）面積のばらつきについての評価の結果を示す図である。（ｂ）明度のばらつきについての評価の結果を示す図である。（ｃ）色相のばらつきについての評価の結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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