情報処理学会 インタラクション 2024
IPSJ Interaction 2024

3P-882024/2/28

端切れを活用したモザイクアート作成支援システムの提案
新庄武蔵†1吉田博則†2

概要：本研究は, 衣料品製造現場で発生する端切れの再利用を通じてモザイクアート制作をサポートするシステムの提案を行う. 具体的には, まずユーザは作成したいターゲット画像を決め, 次にターゲット画像のセル分割と似た色やテクスチャを持つセルの結合を経て, パーツを作成する. その後, パーツごとに最も類似度が高い端切れ及びその部位を特定し置き換えた画像を生成する. 本システムにより, 初心者でも手軽に端切れを有効活用したモザイクアートを作ることができ, 環境負荷について考えるきっかけにもなる. さらに, 将来的には端切れ以外の様々な素材への応用を見据えている.

1. 背景と目的

五十嵐らは, オリジナルのパッチワークパターンのデザインを支援するインタラクティブなシステムを開発した[3].

大量生産とその消費が繰り返される現代社会において,ユーザは, ペイントインターフェイスを使用してパッチワ

国内の衣料廃棄物の量は依然として多い.繊維材料の生成,ークパターンのシルエットを描き始め, スケッチストローリサイクル, 堆肥化, エネルギー回収による燃焼, および埋クを設計し, ステッチストロークを引いて, 最後にパッチワめ立てを測定した EPA のデータによれば, 1960 年は繊維ークを縫うことができる. このインタフェースには, ステッ生成量 1,760 トンに対して 1,710 トンの衣類が埋め立てられ, 2018 年は繊維生成量約 17,030 トンに対して 11,300 トンが埋め立て量であった[1]. このことから, 依然として衣料廃棄物の量が多いことが言える. この問題の解決策の 1つとして, 端切れや端材などの廃棄物や不要品に新しい価値を付加する「アップサイクル」が注目されている. 端切

チラインの形状を変形させる機能や遠景での全体的なカラーバランスを確認する機能などがあり, デザインの自由度が高い. 本研究では, 実物の端切れを取り込み, 端切れの柄に合わせて各パーツの大きさや形状を調整し, 手元にある成形されていない端切れを最大限に活用する.

れをなるべく無駄にせず再利用することで, 環境負荷を低減するものづくり方法そのものや, 問題への意識を喚起す

2.2 モザイク：スケッチベースのデジタル装飾モザイクるアート作品の制作が可能となる. しかし, 端切れの形状作成インターフェースやサイズが異なるため, デザインや配置が複雑化し, 手作

モ ザ イ ク を 対 象 と し た 先 行 研 究 は い く つ か 存 在 す る.

業での取り扱いが難しい場面も存在する. さらに, 制作にAbdrashitov らは, デジタル装飾モザイクをゼロから簡単には多くの時間と労力が必要とされ, 初心者には挑戦が難し作成および自動化するためのスケッチベースのアプリケーいのが現状である. 本研究は, 初心者でも手軽に楽しめるション, Mosaic を開発した[4]. タイル生成アルゴリズムとようによるモザイクアート作品制作を支援するシステムをストローク及びブラシベースのタイル複製操作を使用する提案する. システムによる画像生成では, 端切れの柄に合ことで, ユーザーは数回の簡単なストロークと形状だけでわせて各パーツの大きさや形状を調整し, 手元にある未加モザイク画像を作成できる. このアプリケーションは多く工の端切れを最大限に活用する. さらに, 環境負荷を低減のユーザーがアクセス可能であり, 初心者でも自分のスタするだけでなく, アート作品として再構築することでクリイルを反映した芸術的なモザイクを作成できる. 本研究でエイティブリユースを実現する.

2. 関連研究2.1 パッチワークデザイン作成支援システム

は, 実物の端切れを活用し画像生成を行い, 生成した画像を参考に実物の作品制作を行うことで,システム上のみで完結しない作品制作を実現する.

パッチワークを対象とした先行研究はいくつか存在する.
野嵜らは, 初心者でも気軽にキルト制作を行うことができる手芸支援システムを開発した[2]. このシステムは, キルトのデザインを画像ファイルとして出力し, 布地に印刷して柄の境界線を縫うことで, 初心者でも簡単に手芸を楽し

2.3 2 次元の木目込みデザインのための制作支援システム
木目込み細工を対象とした先行研究がいくつか存在する.
伊藤らは, 初心者でも容易にオリジナリティ溢れる 2 次元の木目込み細工を制作できるサポートシステムを提案した

むことができるものである. キルトデザインは基準となる[5]. このシステムは, ユーザがデザインを行うためのペイ図形（三角形）を用意し, それに対して色や柄を指定し, 周ントツールと, 作成したデザインに基づいて型の 3 次元モ期的タイリングを利用して幾何学的形状を自動生成した.

デルを自動で生成するスクリプトを持っている. ユーザー
は, このシステムで生成された 3 次元モデルを 3 次元プリ

†1 公立はこだて未来大学 システム情報科学部 情報アーキテクチャ学科
情報システムコース 学生†2 公立はこだて未来大学 准教授© 2024 Information Processing Society of Japan1440

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ンタで出力し, それを用いて実際の木目込み細工を制作することができる. 本研究では, 実物の端切れを活用し画像生成を行い, 生成した画像を参考に実物の作品制作を行う.

3. 開発環境システムでは, 端切れをコンピュータ上でデータとして取り扱うため, EPSON の GT-X980 を使用して端切れのスキャンを実施した. これらの端切れは, 服飾工場などから提供を受けたものである. 開発には, 開発言語と Python3.11.5 を使用している. 本研究では, 端切れを用いたモザイクアートの実物制作を目的とした画像解析および生成プログラムを

図 2 スキャン済み端切れ一覧開発する.

4. 手法

4.2 ターゲット画像およびサイズとグリットの大きさの設システムの構築, 及びその実証をおこなう. システムは図定

1 のステップからなる.

ここでは, 作成したいターゲットの画像を 1 つ選択する. また, 作成したい作品のサイズ（A4 や A3 など）を選択することができる. さらに, グリッド数（例：10x10 や 20x20）も設定可能で, この数値によってモザイクの細かさが変化する.

4.3 ターゲット画像の分割及びセル結合
図 1 中の b ではターゲット画像の分割を示している. 図
1 中の d ではターゲット画像のセル結合を示している.
画像分割の段階で, 4.2 で選択されたターゲット画像を多数の小さなセルに分割する. その後のセル結合の段階で,K-Means クラスタリングを利用した減色処理により似た色やテクスチャを持つセルをまとめ, 大きなパーツを生成す
図 1 システムの流れる. このように大きなパーツを生成することにより, 手元にある成形されていない端切れを効果的に利用することが4.1 端切れ(ソース) 画像一覧の表示できる.

図 2 では, スキャン済みの端切れ素材の一覧を示している. ユーザーは, このシステムを利用して, それぞれの素材の詳細な属性情報, 例えば色, テクスチャ, 大きさなどを確認することができる.

4.4 結合したセル(パーツ)と端切れ(ソース) 画像のマッチング
図 1 中の e に結合したセル(パーツ)と端切れ(ソース) 画像のマッチングを示す. 結合したセルと端切れ（ソース）
画像のマッチングにおいては, 結合したセルの色やテクス
チャと 図 2 のソース画像データベース中の端切れ布の類似度を評価する. そして, 最も類似度が高い端切れ布を選択する. 選択した端切れの中で最も類似度が高い領域を特定し, その位置で置き換える.

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4.5 システムの評価実験実装したシステムでの作品制作を通じて, その実現可能性を検証する. 最終段階でのシステム評価実験により, 端切れを活用したモザイクアート作成がより効果的かつ簡易に行えるかを調査する. この評価においては, モザイクアー
トの品質, 制作にかかる時間, そして選択された端切れの適切性を主要な評価指標とする.
図 3 柄の最適領域の決定(制作過程)

5. 制作で見つけた課題
図 4 には, 実際の端切れを使用したモザイクアート作品のサンプルが示されている. 「真珠の耳飾りの少女」をターゲット画像として選定し, その画像を基にシステムが生成した画像を参考に実物の制作を実施した. 具体的な方法としては, 生成されたベクター画像を利用し, レーザーカッターでのりパネルに絵の輪郭（切れ込み線）を施した.
その後, システムが生成した画像を参考にして, 端切れを適切に切り取り, 貼り付け, 余白は溝に埋め込む木目込み細工の技法を用いて作品を完成させた [5]. 制作過程において, いくつかの課題を確認することができた. 第一の課
題として, 図 3 に示すように使用する端切れは決定されているものの, 具体的な柄（領域）の選択が難しかった.
色の割合が採用する領域によって大きく変動するため, より高い類似度を持つ領域を特定する機能の検討が必要である. 第二の課題として, 特に細かい部分において, どの端切れを使用しているのかが目視での判別が困難であった.
この点に関しても, 拡大表示などの支援機能が求められる.

6. まとめ(今後の計画)
モザイクアートを画像ファイルとして出力し, その印刷品

図 4 実際の端切れを用いて制作したモザイクアを参考にして実物の端切れを利用した作品制作を実現することを目的としたシステムを開発した. このシステムによート作品サンプル

参考文献

り, 初心者でもモザイクアートの制作を手軽に楽しむことができる. 現段階の成果として, 「真珠の耳飾りの少女」[1]”Textiles:Material-SpecificData”.

EPA.

をターゲット画像としてシステムを利用し, 生成された画2022.

像を基に実物の端切れを使用しての作品制作が可能である

and-recycling/textiles-material-specific-data, (参照 2023-10-13).

ことが確認された. 今後は, 5 の制作で見つけた課題を中[2] 野嵜 悠花,五十嵐 悠紀,心に, システムの改良と開発を進めていく予定である.

作成支援システム. 日本ソフトウェア科学会研究会資料シリーズ

https://www.epa.gov/facts-and-figures-about-materials-waste-

阿原 一志. パッチワーク風キルト(Web). 2017, 81 号, p.1-22.
[3] Yuki Igarashi, Jun Mitani. Patchy: An In-teractive PatchworkDesign System. ACM SIGGRAPH 2015 Posters, SIGGRAPH 2015.
2015,[4] Rinat Abdrashitov, Emilie Guy, JiaX-ian Yao, Karan Singh.
Mosaic:sketch-based interface for creating digital decora-tive mosaics.
Proceedings of the 4th Joint Symposium on Computational Aesthetics,© 2024 Information Processing Society of Japan1442

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Non-Photorealistic Animation and Ren-dering, and Sketch-BasedInterfaces and Modeling . 2014 , p.5-10.
[5] 伊藤 謙祐, 五十嵐 悠紀 . 2 次元の木目込みデザインのための制作支援システム . 画像電子学会誌 . 2020, 49 巻 , 4 号 ,p.315-325.

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