JP2604723B2 - 形状変形方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は画像形状変形の指定、実現に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、画像データをベクトル化して特徴点の移動によ
り形状変形を行う方式は知られている。また、画像デー
タを立体の表面に写像するテキスチャマッピングの手法
も知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のベクトル化方式は図形の入力に大きな労力が必
要である上に、文字の変形は事実上不可能である、など
の欠点を有している。テキスチャマッピングは、回転体
など数学的に単純な形状の立体の表面に画像を写像する
もので、これを形状変形方式としてとらえるとその適用
範囲は非常に狭いものになってしまう。

本発明の目的はベクトル化することなく、画素単位の
情報のみで行える適用範囲の広い形状変形方式を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、画素単位の集合として表現される原画像デ
ータに対し、形状変形の中心にあたる直線を指定し、主
直線の変形後の形状を関数または代表点によって指定
し、主直線外の各画素の写像後の主直線写像曲線からの
位置関係を表す関数を指定し、前記指定された２種の関
数から、原画像データを構成する各画素の写像先を算出
し、隣接する画素が写像後に非隣接となる場合は写像後
の画素間を補間する処理を行い、形状変形画像を生成す
ることを特徴とした形状変形方式である。

（作用） ベクトル化されていない画像データに対する形状変形
を行う場合、画像各点の移動後の位置を知らねばならな
いので、これを空間から空間への写像としてとらえねば
ならない。しかしながら、一般の写像関数 f:R²→R² は、非常に自由度が大きく、指定が容易でない上、形状
変形の結果が容易に推察できない。

本方式では、前記写像関数の範囲を限定し、主直線の
形状変形関数、主直線外の点の主直線写像曲線との関係
を表す関数（以後関係関数と呼ぶ）の２種の関数により
変形を実現する。主直線の変形により変形の大要が決定
され、主直線外の点は、主直線変形を中心に、主直線変
形の関係関数を適用する形で形状変形が決定される。該
２関数は指定及び結果の推察が容易、適用できる変形の
範囲が広いという特徴を有する。

関係関数として指定できる関係は例えば、主直線外の
点は、主直線への垂線の足の写像点からの主直線写像曲
線の法線上に写像され、原画像での垂線の長さと、垂線
の足の写像点と注目点の写像点の関係は、垂線の足の座
標の関数として与えられる。例えば、第３図（ａ）のＰ
点の写像先（第３図（ｂ）のＰ′）を求めるべく垂線31
の足のＱ点の写像先Ｑ′点における法線32を立て、法線
32上にＰ点を写像する。このとき、PQとＰ′Ｑ′の比率
をＱの座標の関数で与えるのが関係関数である。関係関
数の指定方法は主直線変形の指定と同様である。一例と
してＰ′Ｑ′＝PQとＰ′Ｑ′＝2PQの場合を第４図に示
す。第４図（ａ）の原画像と第４図（ｂ）の主直線変形
曲線を用いて第４図（ｃ），（ｄ）の画像へ写像してい
る。Ｐ′Ｑ′＝PQの場合は、主直線外の点は主直線から
の距離が写像によって変化しない。

写像により変形を行うと、画像の拡大等により原画像
では隣接していた画素が写像後に離れてしまい不自然な
画像になることがある。このため、該離散画素間を補間
することにより、自然な画像を生成することができる。

（実施例） 第１図は本発明の原理を実現するための実施例であ
る。以下、各部について詳細に説明する。

制御部１は、処理の順序、データの流れを管理する部
分である。

原画像入力部２では、イメージスキャナ11による入力
画像、楕円、直線等の基本図形の組み合わせによりコン
ソール12から入力したもの、他のシステムで作成された
画像データを記憶装置13から入力したもの、または、そ
れらに修正を加えたものを原画像として用いる。

主直線指定部３では、形状変形の主直線を指定する。
主直線は２点を指定し、インタラクティブに修正するこ
とにより入力される。

主直線変形指定部４では、主直線の変形後の形態を指
定する。変形の指定方法は、以下の３種類がある。

（ｉ） システムが用意する形状変形の利用 使用頻度の高い変形を予めシステム内に用意し、座標
交換により原画像、変形後画像が適切になるよう調整す
る。

（ii） 制御点の入力と補間 主直線上の複数の点と対応する変形後の位置を指定
し、主直線上の指定されない点の写像位置を補間により
決定する。

（iii） 形態の関数による指定 主直線の変形を関数の形で入力する。

関係関数指定部５では、主直線変形関数と同様の方法
で関係関数を指定する。

変形画像生成部６では、各画素の写像先を求め、写像
先画素を原画像と同色にする。原画像のトポロジーを変
形後も維持するため、原画像で隣接している画素が変形
後に隣接しないときには、これを画素間補間装置14に送
り、該画素間を直線で結ぶ。

変形画像生成部６で作成された画像データは、表示部
７におくられ表示装置15にて表示される。

第２図は本実施例の動作手順を説明する図である。画
像入力101では制御部１から画像入力部２に開始指令が
送られ、画像入力部２は画像入力が終了すると終了信号
を制御部１に送る。主直線指定102では、制御部１は画
像入力部２に画像データ送信指令、主直線指定部３に開
始指令を送る。主直線指定部３は、画像入力部２から画
素単位で表される画像データを入力し、主直線の指定を
行った後に終了信号を制御部１に送る。主直線変形指定
103では、制御部１は主直線指定部３に主直線データ送
信指令、主直線変形指定部４に開始指令を送り、主直線
変形指定部４は主直線指定部から主直線の座標データを
受け取り、主直線変形の指定を行った後に終了信号を制
御部１に送る。関係関数指定104では、制御部１は主直
線変形指定部４に変形データ送信指令、関係関数指定部
５に開始指令を送り、関係関数指定部５は主直線変形指
定部４から主直線の座標と変形関数を受け取り、関係関
数の指定を行った後に終了信号を制御部１に送る。変形
画像生成105では、制御部１は、画像入力部２、主直線
指定部３、主直線変形指定部４、関係関数指定部５にデ
ータ送信指令を、変形画像生成部５に開始指令を送る。
変形画像生成部６は、画像入力部２から画像データ、主
直線指定部３から主直線の座標データ、主直線変形指定
部４から主直線変形関数、関係関数指定部５から関係関
数を受け取り、画像データの写像を算出し、隣接データ
を画素間補間装置14に送って写像後画像を生成し、終了
信号を制御部１に送る。表示106では、制御部１は、変
形画像生成部６にデータ送信指令、表示部７に開始指令
を送り、表示部７は変形画像生成部６から写像後画像デ
ータを送り、これを表示装置15にて表示する。

第５図は前記構成による画像形状変形例である。第５
図（ａ）は、原画像である。第５図（ｂ）は、原画像に
対する主直線21の指定である。主直線変形関数の指定に
より第５図（ｃ）の主直線変形曲線22が生成される。関
係関数の指定により第５図（ｄ）の変形の概略が示され
る。該２関数により画像の写像を行った画素間補間前の
画像が第５図（ｅ）である。第５図（ｆ）は、画素間補
間後の出力画像である。

（発明の効果） 本発明の画像形状変形方式を実施した結果、第６図
（ａ）〜（ｅ）に示す例を含む広範囲の形状変形が確認
された。さらに、文字フォントの変形、拡大、縮小にも
適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実現する実施例の構成図、第２図は実
施例の動作手順を説明するフローチャート、第３図
（ａ），（ｂ）は関係関数実施を説明するための図、第
４図は関係関数による写像の変化を説明するための図、
第５図（ａ）、第６図（ａ）は原画像の例を示す図、第
５図（ｂ）〜（ｆ）は前記実施例を用いた形状変形の各
段階における画像の例を示す図、第６図（ｂ）〜（ｅ）
は本発明による形状変形例を示す図である。 図において、１は制御部、２は画像入力部、３は主直
線指定部、４は主直線変形指定部、５は関係関数指定
部、６は変形画像生成部、７は表示部、11はイメージス
キャナ、12はコンソール、13は記憶装置、14は画素間補
間装置、15は表示装置、21は主直線、22は主直線写像曲
線、23は画像の概略の写像、31は主直線への垂線、32は
主直線写像曲線の法線である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素単位の集合として表現される原画像デ
   ータに対し、形状変形の中心にあたる直線（以後主直線
   と呼ぶ）を指定し、主直線の変形後の形状を関数または
   代表点によって指定し、主直線外の各画素の写像後の主
   直線写像曲線からの位置関係を表す関数を指定し、前記
   指定された２種の関数から、原画像データを構成する各
   画素の写像先を算出し、隣接する画素が写像後に非隣接
   となる場合は写像後の画素間を補間する処理を行い、形
   状変形画像を生成することを特徴とした形状変形方式。