【夜景を「見たままの印象」で普通紙に印刷できる世界初の技術を開発】国際高専　大塚作一教授・林 道大教授

大学通信から中学・高校のニュースリリースをお送りします。

国際高等専門学校の大塚 作一教授の研究グループが、2025年12月3日から5日まで広島国際会議場 （広島県広島市）で開催された「IDW2025（The 32nd International Display Workshops）」 において、Best Paper Award を受賞しました。

本研究は、「夜景を見たままの印象で普通紙に印刷できる世界初の技術」を実現したもので、従来の印刷方式では不可能だった「自然な夜景」を再現できる点が高く評価されました。


国際高等専門学校の大塚 作一教授の研究グループが、2025年12月3日から5日まで広島国際会議場 （広島県広島市）で開催された「IDW2025（The 32nd International Display Workshops）」 において、Best Paper Award を受賞しました。

IDWは、ディスプレイ技術と画像処理分野の研究者が世界中から集う、国際的に最も権威ある学術会議の一つです。

本研究は、「夜景を見たままの印象で普通紙に印刷できる世界初の技術」を実現したもので、従来の印刷方式では不可能だった「自然な夜景」を再現できる点が高く評価されました。


夜景を「見たままの印象」で普通紙に印刷できる世界初の技術を実現した

【受賞論文について】

■タイトル：
Printable Moderate-Dynamic-Range (MDR) Image Generation Employing High-Dynamic-Range (HDR) Image Capture Technology Aligned with Human Circadian Behavior
（日本語訳）
人間の概日リズムを考慮したハイダイナミックレンジ（HDR）撮影画像からの印刷可能なモデレートダイナミックレンジ（MDR）画像の生成技術

■著者：
•大塚 作一（国際高等専門学校）
•林 道大（国際高等専門学校）
•比良 祥子（鹿児島大学大学院理工学研究科）
•岩井田 早紀（鹿児島天文館メディカルカレッジ）

■ 研究の概要
本研究は、「夜景を見たままの印象で普通紙に印刷できる世界初の技術」を実現したものです。
夜間・夕方の光環境は、現実世界では 10⁵：1 以上の超ダイナミックレンジ を持ち、人間は「薄明視」と呼ばれる視覚特性でこの全ての領域を知覚することが出来ます。
しかし通常のディスプレイ表示画像（SDR：Standard Dynamic Range）は 約200：1以下 のコントラストしか扱えず、夜景の表示では以下の問題が生じていました。

•明るい光源が白飛びする
•暗部が黒く潰れ、階調が失われる
•実際の肉眼での印象とは大きく異なる
•印刷すると画質が更に大幅に低下する

大塚教授らは、HDR（High-Dynamic-Range）撮影技術と、人間の 概日リズム（サーカディアンリズム） に基づく独自の視覚モデル「Normalized Visual Percept（NVP）」を応用し、MDR（Moderate-Dynamic-Range）画像 という新たな画像形式を提案しました。

■ 技術のポイント

① 人間の視覚モデルに基づく2段階変換処理
HDR → hSDR1 → hMDR2 という2段階の画像変換方式を開発。
特に、日内の視覚変化（朝／昼／夕／夜）を反映する独自のGTM*3カーブ を導入し、夜景の自然な再現に成功しました。
*1 hyper-realistic SDR
*2 hyper-realistic MDR
*3 Global-Tone-Mapping


参考図１　従来技術との比較：(1) 左上が物理的に正しいHDRの写真（昼間見ると真っ暗に見える）、(2) 右上が従来のSDR画像（昼間見ると色が濃く、ハイライトと暗部がつぶれている）、(3) 左下がＨＤＲトーンと呼ばれる従来の改良技術（昼間見ると色が鮮やかすぎて、全体的には暗く見える）、(4) 提案手法（hMDR）では自然な印象の画像が生成され、かつ、印刷も可能。

② 約30：1の低コントラストでも“自然に見える”画像を生成
極端にダイナミックレンジを圧縮しても、人間の知覚に重要な 光源まわりの明暗構造や色トーン を保持できます。
従来の印刷方式では不可能だった「自然な夜景」を再現できる点が高く評価されました。

③ 高価な光沢紙を使用せず、普通紙（マット紙）での高品質印刷が可能
一般的なマット紙を使用した場合でも、従来SDR印刷より 知覚的自然さが大幅に向上することが、実験で示されました。

■ 本研究の革新性
本研究は、以下の点で非常に革新的です。

● 夜景印刷の根本的な限界を打ち破った
物理的には 超高ダイナミックレンジ の夜景を、極端に低いレンジ（約30：1）で自然に再現できる 点が、発表者の知る限り世界初の成果となります。

● 人間の概日リズムを画像処理に取り込んだ新発想
前回の報告（https://www.ict-kanazawa.ac.jp/2024/07/23/28292
）では、人間の「朝型／夜型」といった 個人差ある明るさ知覚 を考慮するという研究手法自体が独創的で、画像処理分野に新たな理論的枠組みを提示しました。今回は、昼間とは格段に明暗の知覚範囲が広がる夜間の人間の視覚特性「薄明視」の実態を始めてGTMカーブにより具体的に明らかにしました。

● 昼間の室内で印刷画像を見ても「夕方や夜の光源」を自然に知覚できる
「印刷物は反射光、光源の質感は出ない」という従来の常識を覆し、人間の視覚特性を巧みに利用することで、印刷物でも 「光って見える」という新現象を再現しました。
これらの要素が総合的に評価され、IDW2025における 最優秀論文賞（Best Paper Award） 受賞につながりました。

■ 今後の展望
本技術は、以下の分野での応用が期待されます。

•夜景写真・天体写真の高品質印刷
•電子ペーパー等の反射型ディスプレイへの応用
•美術・文化財アーカイブ分野での“現場の光”の再現
•防災・交通分野での夜間視認環境のシミュレーション

また、大塚教授は今後、室内HDR環境の再現技術への応用を計画しています。

■ リンク（参考）
•IDW2025公式サイト
https://www.idw.or.jp/index.html

•IDW Awards
https://www.idw.or.jp/award.html

▼本件に関する問い合わせ先
学校法人金沢工業大学企画部広報課
国際高専担当：企画部　志鷹英男
住所：【金沢キャンパス 】石川県金沢市久安2-270 TEL 076-248-1080　【白山麓キャンパス】 石川県白山市瀬戸辰3-1
TEL：電話 076-246-4784
メール：koho@kanazawa-it.ac.jp

【リリース発信元】 大学プレスセンター https://www.u-presscenter.jp/