遺伝的アルゴリズムでAA自動生成 PDF化に伴いGIFは動かないので、ブログの方を参照お願いします。 http://yutori-datascience.hatenablog.com/entry/2015/06/08/170818

1. AAをつくろう！
佐藤 貴海
@リブセンスTechNight 1/28
@tkm2261

2. 自己紹介
名前： @tkm2261
専門： 経営工学/数理最適化
所属： 株式会社ブレインパッド 2年目
お仕事： 分析何でも屋さん （研究開発）
趣味： 自転車
自宅 ⇒

3. 過去にやったこと
仕事の内容は大体話せないので・・・

4. 過去にやったこと
基本的にネタ要員

5. 本題
みなさん、AAはご存知ですか？

6. AA（アスキーアート）
アスキーアート（ASCII art）とは、
プレーンテキストによる視覚的表現
技法のこと。テキストアート、活字
アート、文字絵などとも呼ばれる。し
ばしばAAと略される。ASCIIでない文
字コードのテキストアートも日本語で
は「アスキーアート」と呼ぶ。
引用 Wikipedia
確認されている最古のAA
（1898年）
引用: http://www.roysac.com/asciiarthistory.html

7. でも、こんなんじゃなくて・・・

8. こういう方がいいよね！
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9. どうやって作ってるか知ってますか？
そ
ん
な
ん
最
近
は
自
動
の
ソ
フ
ト
と
か
あ
ん
だ
ろ
？

10. 全部職人芸です
http://www.geocities.jp/mata_ri_watch/salon
_01.html

11. 詳しく知りたい方はこちら
• クマでも分かるトレースAAの作り方
http://dokoaa.com/trace/
• ゼロから始めるAA講座
http://www.geocities.jp/mata_ri_watch/salon_01.html
∩＿＿＿∩
| ノ ヽ
/ ● ● | クマ──！！
| ( _●_) ミ
彡､ |∪| ､｀＼
/ ＿＿ ヽノ /´> )
(＿＿＿） / (_／
| /
| ／＼ ＼
| / ) )
∪ （ ＼
＼＿)

12. やる夫スレの作者はどうしてるの？
2chにはAAに語らせて、
漫画みたいなの作るスレがあります
／￣￣＼
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| （●）（●）|
＿＿＿_. .| （__人__） |
／ ＼ ｀ ⌒´ ﾉ
／ ─ ─＼ .}
／ （●） （●） ＼ }
| （__人__） | ノ.ヽ
/ ∩ノ ⊃ ／∩ノ ⊃| |
( ＼ ／ ＿ノ | |／ ＿ノ | |
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13. 歴史系の作者はコイツ何者だってレベルの知識量
マンガ日本の歴史のAA版 （地図も全部AA）
やる夫がフューラーになるようです （ヒトラー）
やる夫は鎌倉幕府を成立させるようです （鎌倉時代）
やる夫が徳川家康になるようです （安土桃山）
ＡＡで学ぶ南北戦争への道 （アメリカ）
やる夫が『梅松論』を語るそうです。 （南北朝）
etc…

14. やる夫スレの作者はどうしてるの？
方法1： マルチラインテンプレートを使う
過去作成された膨大なAAがインデックスされている

15. やる夫スレの作者はどうしてるの？
（´д｀）Editというツールで閲覧・使用が可能
編集画面 インデックス
AA確認画面

16. やる夫スレの作者はどうしてるの？
方法２： AA作成依頼を出す

17. 結局、職人芸

18. こんな現状を救うべく
. . .... ..: : :: :: ::: :::::: ::::::::::: * 。＋ ﾟ + ･
∧ ∧. ＿::::。・._、_ ﾟ ･
/:彡ミ゛ヽ;）(m,_)‐-（<_,` ）-､ *
/ :::/:: ヽ、ヽ、 ::iー-、 .i ﾟ +
/ :::/;;: ヽ ヽ ::ｌ ゝ ,n ＿i ｌ
￣￣￣（_,ノ ￣￣￣ヽ､_ノ￣￣E_ ）＿_ノ￣

19. ちょっと、立ち上がってみた

20. AAをつくろう！

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理想

22. 必要ステップ
STEP1 : 画像処理
STEP2 : 評価関数の定義
STEP3 ： 最適化
STEP4 : 出力
使用言語： Python
画像処理：OpenCV、PIL

23. STEP1 : 画像処理
AAは文字（白黒）しか表現できないので以下で処理
グレースケール（0-1値化） エッジ抽出
お好みでどちらかを使用

24. STEP1 : 画像処理
文字も画像なので、
ピクセル単位の色の有無を予め保存
PILのImageFont.truetypeでフォントを指定して
getsize関数で取得可能

25. STEP2 : 評価関数の定義
作ったAAがどれほど画像に似ているかを評価
とりあえず、
ピクセル単位の色の有無の一致度を使用
１０
０１
vs. １１
０１
一致度： ３

26. STEP2 : 評価関数の定義
作ったAAがどれほど画像に似ているかを評価
とりあえず、
ピクセル単位の色の有無の一致度を使用
１０
０１
vs. １１
０１
一致度： ３
人間の目には補完機能があるため、
０を１と外した場合はより重いペナルティを課した

27. STEP3 ： 最適化
評価関数が決まったので、
より一致度の高いAAを作る

28. 今回は遺伝的アルゴリズム
生物進化の仕組みを模倣して、より良い解を見つけるアルゴリズム
引用： http://www.sist.ac.jp/~kanakubo/research/evolutionary_computing/genetic_algorithms.html
選択淘汰： 強い個体（良い解）が
生き残りやすい
交叉： 次世代を作る
突然変異： 突然変異種を作る
最適化分野で最も中2心をくすぐるアルゴリズム

29. つまり、

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ミクさんをいっぱいつくって

31. 交配 させて・・・

32. 交配 させて・・・
何世代も

33. マッチョ（優秀）な個体を作り上げるアルゴリズム

34. 動的計画法したほうが良いかも
あるピクセルの矩形に対する、
評価関数を最大にする文字は常に一定なので
動的計画法でもいけるかも・・・
ただ、考えるのが面倒くさいので
一度計算した評価関数をキャッシュするだけにした

35. まずは初期解
乱数で始祖ミクさん達を作っても良いが・・・
さすがに何が何だかわからない

36. とりあえず、空白検知
空白地帯を全角と半角スペースで埋めると・・・
※半角スペース２連続は禁止
ミクさんぽい！

37. 近傍探索もやっておく
配置文字のピクセルがズレない同型の文字で
評価関数が最大の文字を選ぶと
お前が始祖ミクだ！

38. ネットに転がってる
AA自動生成ツールはこんな感じで
やってそう

39. ここからが頑張りドコロ

40. 交配の定義
GAの肝である、交叉を考える

41. 交配の定義
ミクさん♂
今回はこんな感じにしてみた
ミクさん♀
ミクさん Jr.
行単位で、ランダムに合成

42. その他細かいところを
ゴニョゴニョやって・・・

43. 完成！

44. ・・・が

45. 死ぬほど遅い
並列計算は実施済み

46. 高速化しよう！
今回はPythonにJITコンパイラを突っ込む
Numbaを選択

47. その他の選択肢
候補 今回諦めた理由
Cython
cdefとか結構手を入れるのでPythonに戻す
のが面倒。pyximportも面倒
C拡張 C言語は極力触りたくない
PyPy numpyサポートが怪しい。いつか触るかも
Julia
なるべくPythonでやりたい。これでダメなら入
門するかも。

48. かなり早くなった
10倍ぐらいは速くなった気がする
（力尽きて未計測）

49. ホントに完成！

50. GIFにしてみた
グレースケール版

51. GIFにしてみた
エッジ抽出版

52. 現実

53. 理想と現実のギャップ
現実
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理想

54. 結 論

55. 人間すごい！

56. 人間すごい！
• 自動で作ったAAは何か不自然
• 人間の目は画像 ⇒ AAの時に
デフォルメと取捨選択を行っている
• 人間はなるべく「レ」や「｜」といった文字で
境界をはっきりさせている

57. この仕組は評価関数次第なので
人間の感覚に近い関数を設計できる人
大募集！

58. ご清聴ありがとうございました！