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G-Penパッチ/アルゴリズム比較 - (2007/08/19 (日) 13:57:21) の最新版との変更点

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 *アルゴリズム比較
 いくつかの方法の有効性を調べてみました。
+
+ちなみに、このページの元データとデータ加工のためのスクリプトはこのページの最下段の「添付ファイル」にある"lines3.txt.gz"と"lines.rb"です。
+
+ #実行
+ ruby lines.rb 関数名 < lines3.txt > 出力ファイル名
+ #グラフ化 (出力ファイル=lines-move_avg.txtの場合)
+ gnuplot
+ > set terminal postscript eps color enhanced solid
+ > set size square
+  
+ > set output 'lines3.eps'
+ > plot 'lines3.txt' using 1:(-$2) title "base" with lines 9
+ 
+ > set output 'lines3-dots.eps'
+ > plot 'lines3.txt' using 1:(-$2) title "base" with points ps 0.3
+ 
+ > set output 'lines-move_avg.eps'
+ > plot 'lines-move_avg.txt' using 1:(-$2) title "moving-avg" with lines 4
+ 
+ > set output 'lines-move_avg-comp.eps'
+ > plot 'lines3.txt' using 1:(-$2) title "base" with lines 9, \
+     'lines-move_avg.txt' using 1:(-$2) title "moving-avg" with lines 4
+
+
+とかやると結果が出てきます。単純にgnuplotの形式で"x y velocity"が並んでいるだけなので、いろいろいじってみると楽しいかもしれません。
+ 
 
 **元絵
+
 まずはベースとなる絵を用意します。
 フリーハンドで適当に描いてみて、そのときのインクのモーションを全部ファイルに落としておきました。
-#ref2(lines3.png)
+&ref(lines3.png)
+イベントで拾った点を見てみると......
+&ref(lines3-dots.png)
+-入りの部分は大体細かく点が並んでいます(慎重に描いているようです)
+-抜きの部分はゆっくりにはなりますが、入りよりは速度が速いことが多いです。
+-顔の輪郭、目、頭部、腰のラインなどの形を気にするところはゆっくり描いています。
+
+大体、ゆっくり描いたところがブレてます。力が入るから筋肉が震えてるんでしょうか。ともかく、こういうところはちゃんと補正してあげたくなります。
+
+
+**単純移動平均
+
+元絵を一番簡単な移動平均で補間するとこんな感じになります。
+(2007-08-16版)
+***パラメータ
+|履歴長|20|
+
+***結果
+#image(lines-move_avg.png)
+#image(lines-move_avg-comp.png)
+いろんな方法の比較のポイントはこんなところでしょうか。
++顎のライン:手ブレをしているラインが綺麗になるか。
++後頭部のライン:手ブレをしているラインが綺麗になるか。
++右側の線:手ブレをしているラインが綺麗になるか。
++眉毛、二重まぶたの線: ちゃんと最後まで伸びているか。
++前髪:ちゃんと最後まで伸びているか。
++鼻:最後まで伸びているか。
++髪の毛の裾、服の襟:元絵の線に近いか。
+単純移動平均では1〜3までは文句無しです。4〜6は惨敗です。線が遅れる感じが出てしまうのがよくわかります。特に、鼻は軽くさっと描く線なので、こういった軽く引く線は弱いようです。
+また、補正が強いので、襟や髪の毛、右側の線ではカーソルの動きに合わせてカーブの山が内側に入ってしまっています。丸い線がかけるようになるので、この辺は人それぞれで好みが分かれそうです。
+
+
+**重み付け移動平均。
+
+重み付けを加えてみました。
+
+***パラメータ
+|履歴長|20|
+|重み関数|h(n)=20-n (n=0,1,...,19 : n個前のデータを表す)|
+
+***結果
+#image(lines-w_move_avg.png)
+#image(lines-w_move_avg-comp.png)
+多少は良くなっているのですが......
+
+
+**速度ベースの減衰関数
+
+速度によって過去のデータを減衰させていく方法を作ってみました。
+(2007-08-18版)
+
+***パラメータ
+|履歴長|20|
+|重み関数|h(n)=Π(サンプル点iでの速度のAnnealing関数)[i=1〜n]|
+|Annealing係数|2.5|
+
+***結果
+#image(lines-v_move_avg.png)
+#image(lines-v_move_avg-comp.png)
+重み付けバージョンより、髪の毛の伸びなどが良くなっています。クオリティが変わらずに追随性が良くなったように見えてきます。
+
+
+**単純ガウシアン重み付け
+
+GIMP萌え絵スレの898さんのアドバイスを聞いて、ガウシアン関数での重み付けを作ってみました。
+
+***パラメータ
+|履歴長|20|
+|重み関数|h(n)=Gaussian(n)|
+|Gaussianのσ|5|
+
+***結果
+#image(lines-g_move_avg.png)
+#image(lines-g_move_avg-comp.png)
+重み付けと比べて格段に良くなっています。追随性もかなり良いです。
+ディティールが細かくなっています。細かいブレは補正するけど、大きな周波数のブレはそのまま出てしまうかもしれません。
+とにかく、かなり優れています。
+鼻のトレースはこの方法がもっとも良くなっています。
+
+
+**速度ベースガウシアン重み付け
+
+ガウシアンの入力値を、過去の履歴のインデックスではなく、それまでの速度の総和にしてみます。速度の和にする根拠がないので、数学的にはでたらめです。
+(2007-08-19版)
+***パラメータ
+|履歴長|20|
+|重み関数|h(n)=Gaussian(Σ(iの速度)[i=1〜n])|
+|Gaussianのσ|20|
+
+***結果
+#image(lines-gv_move_avg.png)
+#image(lines-gv_move_avg-comp.png)
+追随性が良くなります。これまでの方法の中で最も良いです。補正の感じもガウシアンと同等です。線がカーソルから大きく外れないというのも良いところです。ただし、逆に言うと人によっては補正が弱いと感じるかもしれません。
+この方法でガウシアンのσを50に変えるとこんな感じになります。σひとつで大きく特性が変わるので、今回の結果もあくまでも参考程度って感じですね。
+#image(lines-gv_move_avg_50.png)
+
+#comment