司加工技術Vol.51,No.3(2016)162
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山梨大学大学院総合研究部助教豊浦正広
山梨大学大1教授茅暁陽
山梨県富士工業技術 センター主任職員五十嵐哲也L一ロ凸■一ＧＥｇ０ｐｑａ︒●０ｐいもβ西■ｚ８８■〃■ｑＨ９０ｄＦｐ．■ｐ−ｄＦＬｆｑや今Ｉ巳︒■■ｑ●ｄひ■︒ｃ９７Ｇ■◆ＱＫ０ｄ争●９凸■一Ｊ．〃︒︒●■■■︒︒●甲色８０■■■■ＤＦｂｂ

ジャカー ド織物ノ篭Iて知られている．
1．はじめに山梨大学と山梨県富士工業技術センターは，富士山のふもとに当たる山梨県郡内地方では，伝統的なジャカード織物パターン生成の問題に古くより織物産業が発達した．同地方の織物は対して，コンピュータ画像処理による革新的な｢郡内織物」と呼ばれ，甲斐絹をルーツとする技術の開発を目指してきた．第1図は，開発中先染め長繊維の裏地や傘地などを得意としてきのジャカード織物パターン生成システムた．明治後期からはジャカード織機が普及し，｢Photo2Fabric」の概観であり，われわれがこ現在でもさまざまな用途に向けた繊細で複雑なれまでに開発した要素技術を実装している．領

先染めジャカード織物は，産地の得意技術とし域分割済みのカラー画像を入力すると，①経〔第1図〕ジヤカード織物パターン生成システム「Photo2Fabric」概観

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適用パターン指定(平織,綾織,繕子織，ディザ,誤差拡散）

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加工技術Vol.51,No.3(2016)163

糸・緯糸を指定し，②任意の領域に織物組織を０１２３４５６７

対話的に配置し，③局所的な糸の交差回数を可〔第2図〕織物ディザ法で用いるディザマスク
0 1 2 3 4 5 6 7童 ， 守 咳

235 130 55

視化できる．これらの技術によって，入力画像の陰影や色調を保ちつつ，デザイン性を持つよ開発技術と上述のシステムによって，郡内織物を中心とする織物産業の再興を願うものである

ム詮IP園.

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200 255 205 155 65

甲システムの試用を希望される方は，プロジェク

165 255

少255 230 140

稿では，これらの各要素技術について解説する．

軍国85 185 255 215 150 麹70

うな新しい織物パターンの作成が実現する．本】bb

ﾛ lilトホームページiから筆者までご連絡いただきf､￨』 ﾛb〃'−たい．

2．織物組織の対話的配置

数3の締子織組織を基本に設計されている最も明るくなる儒子組織で黒となる画素に255を織物の基本組織である綾織平織，締子織に配置し，半周期ずれた位置に0を配置している．

加えて，デイザ法2)と誤差拡散法3)を望む領域

0と255の間は，徐々に値が変化するように値に配置できるようにした各組織は，基本組織を設定する．このマスクで闘値処理して得られのサイズと飛び数，明るさをパラメータとしてる織物パターンは，一定間隔ごとに0（経糸が指定し，任意の組織を適用することができる．

上）と1(緯糸が上）のいずれもが出現し，かディザ法と誤差拡散法は，印刷の二値化処理｛￨霧T

つ，交差回数が少ないものとなる．

で一般に利用される方法である．織物パターン

カラー画卿像の二値化処理には，経糸と緯糸のは，経糸および緯糸が一定間隔以内で一度以上色に対する表現対象色の色空間上での位置を調交差しなければいけないという制約を受けるが，べることで求めることができる4)．色空間上で通常のデイザ法および誤差拡散法ではこれに対経糸がc剛，緯糸がc〃のベクトル値を取る時，する考慮がなかった．われわれが提案する織物両者を結ぶ線分は，経糸と緯糸の露出の割合をディザ法および織物誤差拡散法では，この制約変えて表現できる色の範囲を示すことができる．

を考慮して二値化処理を行っている．

第3図に示すように，表現したい画素値cから第2図に，織物デイザ法で用いるデイザマス

線分に下ろした垂線の足が表現できる色の範囲

クの例を示す．デイザマスクは画像二値化の闘で最もcに近い色であることから，経糸と緯糸値を表わし，デイザマスクを入力画像と同じサの割合rは，イズに敷き詰めた闘値画像を準備すると，入力画像と闘値画像の各画素を比較して，0（経糸^(c‑c")‑(r"‑c").………………･…･･(1)lieルーc‑¥が上）と1（緯糸が上）に変換した画･像は織物と計算できる.^<0^>1も取りうるが，パターンとなる.RGBなどの要素を持つカそれぞれc"とcﾙの方が近いことがわかるので，ラー画像を闘値処理する方法については，本節r＝0とt=1に修正する．

末で述べる．

第2図に示すデイザマスクは，8×8で飛び

ただし，ここで画素ix,y)に与えられるのは，c"またはc〃のいずれかであり，1画素単位で35

加工技術Vol.51,No.3(2016)164〔第3図〕経糸・緯糸に対する表現対象色の位置を生成するために,RGBやCMYKの値によっ、一℃
CﾉZて自由に選択することもできるが，この場合にはできあがったパターンを織り出すために，あグ

口〃Ｃ今︒．

多三とから対応する色の糸を準備する必要がある．
これは現実的ではない．そこで実装したシステ

炉

ムでは，保有する糸の色をデータベースに登録グタグ
夕しておき，この中から自由に経糸と緯糸の色とシヂ数を選択できるようにした．ただし，経糸は織は経糸と緯糸を混ぜ合わせたような色は表現で機にセットされる男巻によって決められ，緯糸きないが，周囲の画素も含めた領域内で経糸とは給糸装置の数によって制限を受けることを考

緯糸の露出の割合を変えることで色を表現する

慮して，経糸は3色まで，緯糸は8色までを利ことには注意されたい．

用できるようにした．

rが求められれば，上述のデイザマスクに4．局所的な交差回数の可視化

よって経糸と緯糸の上下関係を決定することができる．織物誤差拡散法ではさらに，二値化処

織機は並列化された経糸に対して，緯糸を1理して表現しきれなかった色を周辺の画素に誤本ずつ織り込むことで製織する．経糸と緯糸の差として拡散させることで，画像全体で入力画一定範囲内での交差の回数が多くなると，緯糸像の色調に近づけようとする仕組みが入る．

は織り込まれにくくなる．このことは，交差の回数が全体で不均一である時に問題となる．す3．経糸と緯糸の指定

なわち，交差の回数が多いところでは，交差の生成されたパターンを織る場合には，利用し回数が少ないところに比べて織り込まれにくいた糸を色ごとに準備する必要がある．パターンことによって，経糸方向に格子点の位置がずれ帥釦犯釦ｂ０釦
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一〔第4図〕実験のために登録した22色の糸｡）｡；③③。〉。。

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L金a輩b倉のうちのa。とb・を縦軸と横軸に選択してプロットした． 同製品には120色の販売がある○で囲ったものが製織のために準備した22色の糸．

36

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加工技術Vol.51,No.3(2016)165

oることが起こる．たとえば，格子点1点ごとに九とパ,を設定するのは，経糸の交差と緯糸交差を繰り返す平織ではしっかりと織られた固の交差では，緯糸密度の設定に与える影響が異い組織となり織り込まれにくく，交差回数の少なるためである．これらの値はユーザーが自由ない締子織では緯糸は織り込まれやすくなる．に設定できるようにする

織物パターンをデザインする時には，あるいは，第5図(a)に示す入力画像に対して，対話的に織機で緯糸密度を決定する時には，パターン全作成した織物パターンを第5図(b)に示す．これ

体でどれくらいの交差が起こっているかを考慮に対して，交差回数を可視化した画像が第5図する必要がある．一方で，パターン画像上から(cである（システム上ではカラーで表示される.

これを読み取ることは困難であるので，可視化生成されたパターン内に他の領域よりも交差回画像を作成することによって，交差回数の多寡数が特異的に多い領域があることがわかる．たを一目でわかるように提示することを提案する．

とえば，平織組織が指定されると，交差回数は格子点（光,〃）を成す経糸と緯糸に対して，多くなる．この結果を見て，交差回数が周囲とこの格子点の周辺で何回の交差が起こるかを数異ならないような組織に変えることが推奨される

え上げる．〃Cr,y)は，その格子点で経糸が上5．製織例

なら0，緯糸が上なら1を取る関数とし，九とf,をそれぞれ経糸と緯糸の交差に関する定数と第6図に製織結果を示す．選択された3色ますると，格子点(.x,y)での交差回数の評価値

たは4色の緯糸を使って，織物ディザ法と織物fix,y)を以下のように定義する．

誤差拡散法でパターンを生成した．4色を利用した方が織り目の目立つものになり，一概に色八兆,y)=数を増やす方が良いパターンを生成するとはい

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えない．パターン画像上で二値化手法による違いは確かめられないが，製織結果上では，織物誤差拡散法の方が入力画像の色合いをより反映するが，黒つぶれが目立つ結果を示した．表現（)〔第5図〕生成した織物パターンに対する交差回数可視化結果
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(a)入力画像(b)対話的に生成した織物パターン(c)交差回数可視化結果
37

加工技術Vol.51,No.3(2016)166〔第6図〕織物パターン生成と製織の結果

可可醗慌一̲．

(a)入力画像

議謹蕊蕊＝幸I(b)織物ディザ法(3色）(c)織物誤差拡散法(3色）(d)織物ディザ法(4色）(e)織物誤差拡散法(4色）（些哩』麺1黙鞠漉遮(f)織物ディザ法(3色，製織）②丘IC輔珂丁噌姉屋4(9)織物誤差拡散法(3色，製織）

対象や望む結果によって，手法を選択すること

技術について解説した．同システムは，領域分ができる．

割済みのカラー画像を入力すると，①経糸・緯6．まとめ糸を指定し，②任意の領域に織物組織を対話的に配置し，③局所的な交差回数を可視化できる．

開発中のジヤカード織物パターン生成システ

Photo2Fabricによって，入力画像の陰影や色ムPhoto2Fabricの概要を示し，構成する要素調を保ちつつ，デザイン性を持つような新しい38
且

加工技術Vol.51,No.3(2016)167
I

織物パターンの作成が実現される．

を自動化することを目指している．織物をデザインする際の作業データを収集し，コンピュー7．今後の展望
一一伝統織物からデジタルフアプリケーションへm

タに作業を学習させ， コンピュータによる織物パターン自動生成を実現する ことが最終目

国内の伝統織物産業は，安価な海外製品によ標である．単に自動化するだけではかえって産る市場圧迫と後継者不足による技能損失が問題

業を圧迫することになるので，特定地域・特定となっている．他方で「デジタルファブリケーデザイナーの特徴を持った織物デザインを織るション」は，コンピュータ上で設計されたデーことができるようにし，開発したシステムにタから現実のモノを生み出す仕組みであり，近よって新しい種類の織物としての付加価値を提年，大きな盛り上がりを見せている．伝統織物供したい．ノウハウの自動化は，デザイナーの産業をデジタルファブリケーションの枠組に載職域を侵して仕事を減らすのではなく，むしろせることで，種々の問題の解決を試みたいと考技術的な可能性を拡大して創作の幅を広げるこえている．とにつながり，開発された技術を創造'性に駆使デジタルファブリケーシヨンの中で中心的なすることによって，新しい職能が発揮できると役割を果たす3Dプリンタは，コンピュータ考える．データ収集の際には，統計情報のみを上で作成された3次元データをそのまま現実の収集するなど，織物デザイナーや織物企業のノ3次元物体として出力する装置であり，製造業ウハウがブラックボックス化されて，知的資産のみならず，医療・ロボット・建築・ファッショとして守られる仕組みが不可欠である．

ンなどの産業に新たな展開を与えている.3D

プリンタの盛り上がりには，アメリカ合衆国が（)グ心<謝辞〉

2013年に重要国家プロジェクトに指定して巨額

本研究の一部は,総務省SCOPE(152103007)の投資を行ったことが大きく寄与している．デおよび科研費（25280037）の助成を受けて行わ

ジタルファブリケーションは， 少量・多品種・れたものである．

短納期のものづくり を得意とする．
一参考文献一

織物パターンのデザインには，織物パターンの制約やパターンが生み出す織物の風合いなどに関する多くの専門知識が必要であり，これま

1)織物画像処理;http://www.vc.media・yama‑nashi.
ac.
jp/fabric/

かった．また，服飾関連業者も特定の業者との2）豊浦正広，五十嵐哲也，粛藤豪，寺田貴雅，
茅暁陽； 写真からの多色織パターン生成"，
Article1,情報処理学会グラフィクスとCAD

綿密なやりとりによって，ようやく製品を得る

3）豊浦正広，五十嵐哲也，庄司麻由，茅暁陽；

では一般消費者自身が設計することはできなことができた．そのため，自分だけの製品（ネクタイやウェディングドレス）を作りたい一般﹄︲１４ｑ﹂

１１１

ＴＩ

消費者や，少量・短納期を求める服飾関連企業の欲求を満たすことは困難であった．

われわれは，織物をデジタルファブリケーションに昇華させるために，織物パターン作成

研究会（2015）

ジャカード織物作製のための領域内パターン
生成と領域間パターン最適化",VisualCom‑

puting/グラフイクスとCAD合同シンポジウ
ム(2014)4）豊浦正広，五十嵐哲也，庄司麻由，茅暁陽；
ジャカード織物作製のための制約付き画像二値化"，芸術科学会論文誌,13(3),124‑133(2014)

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