JP2685458B2 - 画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原画像を色変換処理する画像処理方法に関
する。 ［従来の技術］ 従来、画像処理を応用した似顔絵処理等を行なう場合
に、画像に対しては微分オペレータを用いてエッジを抽
出し、その結果を２値化してエッジによりイメージを表
現する方法や、原画像を単に２値化することによりイメ
ージを表現する方法や、前記２つの方法に何らかの方法
で擬似カラーをつける方法等が用いられていた。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、これらの方法では、原画像の雰囲気を損なっ
てしまったり、処理結果が操作者の経験などに頼らなけ
ればならなかった。 ［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明の画像処理方法
は、原画像を入力するステップと、入力した前記原画像
をメモリに記憶するステップと、入力した前記原画像中
のエッジ部を検出するステップと、前記エッジ部に囲ま
れた領域内の画像を所定の色で塗りつぶされた画像に変
換するステップと、前記エッジ部に囲まれた領域は前記
変換ステップにより変換された画像を出力し、前記エッ
ジ部は前記変換ステップによる変換が施されていない原
画像を出力するステップとを有することを特徴とする。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。尚、本実施例では本発明の効果が特に顕著な、
人物像から似顔絵を作り出す似顔絵作成装置について説
明する。 第１図は本実施例の似顔絵作成装置の全体構成を示す
ものである。第１図において１は似顔絵の対象となる人
物、２は人物撮像部、３は前記撮像した画面を処理する
画像処理部、４は前記画像処理部により処理した結果を
ハードコピーとして出力する出力部である。 以上のように構成された似顔絵作成装置について、以
下データの流れについて説明する。第１図において似顔
絵を作成しようとする人物１、特に人物の顔を人物撮像
部２、たとえばTVカメラ等で撮像する。その撮像信号に
よる画像データはAD変換され画像処理部３に取り込まれ
る。画像処理部３で処理された結果は、カラービデオプ
リンタなどの出力部４でハードコピーとして出力され
る。 第２図は画像処理部３をより詳細に示したブロック図
である。CPU5はコントロールプロセツサでCPUメモリ６
とともに第１図の画像処理部３の全体のコントロールを
行う。 パラメータ設定用I/O 8には、タブレツトが接続さ
れ、座標情報をCPU5に送ることが可能となつている。イ
メージプロセツサ９は画像処理部３の中核となる部分
で、CPU5の命令に従い選択された任意のイメージメモリ
10〜15から画像データを受けとつて演算を行い、その結
果を選択した任意のイメージメモリ10〜15や画像データ
用I/O 16へ送る。 イメージメモリ10〜14は512×512×８ビツトの大きさ
を有する。また、ワーク用16ビツトメモリ15は16ビツト
構成のメモリであり、累積加算，乗算，除算等の８ビツ
トを超える画像演算に用いられる。イメージメモリ10〜
13はCPU−BUS20を通して、CPU5からの命令で任意のイメ
ージメモリ10〜15に読み書きすることも任意のメモリ間
でリアルタイム演算することも可能である。画像データ
用I/O 16には、第１図の人物撮像部２および出力部４が
接続され、CPU5の命令に従い画像データの入出力を行
う。 第３図は第１図の画像処理部３で行われる似顔絵処理
方法のフローチヤートを示す。以下、データの流れに従
い処理方法を詳細に説明する。ここで便宜上、デジタル
画像を構成する赤，緑，青成分のデータをR,G,Bで表わ
す。また、１画素の各成分はそれぞれ８ビツト構成、す
なわち256階調表現可能なデータであり、最高輝度を255
とし最低輝度を０とする。 ＜ステツプS1の説明＞ 被写体である人物の顔に適当な照明を行つて構図が決
定したなら、パラメータ設定用I/O 8に接続されている
タブレツトより処理開始の情報を送る。CPU5はその情報
を受けとると、画像データI/O 16にTVカメラ等の人物撮
像部２からの入力の命令を送り、その結果８ビツトに量
子化したRGBの輝度データをイメージメモリ10,11,12へ
格納する。イメージメモリ10,11,12は順にビデオ信号の
RGBに対応しており、作業者はVIDEO−BUS21を通してCRT
モニタにより、イメージメモリ10,11,12の状態を確認す
ることができる。 ＜ステツプS2の説明＞ 次に、CPU5の命令によりイメージプロセツサ９は等色
領域作成処理を行う。具体的には、エツジ抽出のために
用いられる３×３の微分オペレータを用いて、等色領域
作成処理を行う。第５図（ａ）〜（ｃ）に代表的な微分
オペレータの例を示す。始めにＲ成分の処理を行う。つ
まり、イメージメモリ10に対して第５図（ａ）の微分オ
ペレータを用いてエツジ抽出を行い、その結果をワーク
用イメージメモリ14に代入する。そしてワーク用イメー
ジメモリ13とのORをとり、結果をワーク用イメージメモ
リ13へ格納する。同様に第５図（ａ）を左回りに回転し
た第５図（ｂ）のオペレータを用いて同様の処理を行
う。同様に第５図（ｃ）を用いて処理を行い、以下８方
向全てに対して処理を施す。イメージメモリ10に対して
処理が終了したらイメージメモリ11,イメージメモリ12
に対しても同様な処理を行いすべてのORをとる。最後
に、所定のレベルをしきい値として２値化処理を行う。
この結果、エツジがつながりあい、画像はいくつかの閉
領域に分割される。以後その領域の１つ１つを等色領域
と呼ぶことにする。 ＜ステツプS3の説明＞ 第６図にステツプS2で得られた等色領域作成の結果例
を示す。この図で黒い部分は、概して空間周波数の高周
波側が多く白い部分は低周波側が多い部分である。また
第４図にはCRTモニタに表示する画面の優先順位を示
す。つまりワーク用イメージメモリ13がイメージメモリ
10,11,12よりも優先順位が高いため、原画像の上に輪郭
線が描かれたように見える。イメージプロセツサ９はCP
U5の命令を受けて輪郭線で囲まれた各領域のRGBの平均
値を算出し、その値でイメージメモリ10,11,12の各領域
内をぬりつぶす。ここで、ぬりつぶされるのはイメージ
メモリ13にビツトの立つてない部分で、つまり第６図の
白抜きの部分（低周波部分）で黒い輪郭線部分（高周波
部分）は原画情報がそのまま残る。これが本実施例の特
徴とする部分で、目，髪の毛の周辺部など高周波成分は
原画像が残り、低周波成分は均一なぬりつぶしとなり、
あたかもイラストレイターがポスターカラーで描いたよ
うな細密なイラストレーションのような絵ができ上が
る。 ＜ステツプS4の説明＞ イメージメモリ13の内容を消去する。この結果、CRT
モニタ上で見られた輪郭線が消え、似顔絵が完成する。 ＜ステツプS5の説明＞ イメージメモリ10,11,12の内容をビデオプリンタで出
力して処理が完了する。 また、本実施例では画像処理の対象物に人物の顔を用
いているが、それに限らず風景などでも同様の効果が得
られる。 ＜ステツプS3の他例の説明＞ ところで、ぬりつぶしを行う場合、特に人物の膚色が
観察者に与える印象は大きく原現画像の膚色部分の平均
値でぬりつぶしを行つても主観的に膚色として好ましい
色にはならないのが普通である。そこで他の実施例とし
て、実験的に好ましいとされるRGB値を求めておき、あ
らかじめ髪の毛と肌色をぬりつぶすのに適したRGB値を
記録し、自動的にぬりつぶしを行う。 ステツプS3で、イメージプロセツサ９がCPU5の命令を
受け輪郭線で囲まれた各領域、例えば髪の毛領域と顔の
膚領域とにラベル付けを行う。各領域の面積の大きい方
から２つ選択し、上方にある領域を髪の毛部分−第６図
の、下方にある領域を肌部分−第６図のとする。 イメージプロセツサ９はCPU5の命令を受けそれぞれ第
６図の，の領域をCPUメモリ６に記録されている値
で自動的にぬりつぶしを行う。ここで、ぬりつぶされる
のはイメージメモリ10,11,12の髪の毛と肌部分でなおか
つ、イメージメモリ13にビツトの立つてない部分だけで
ある。つまり第６図の白抜き部分（低周波部分）が予め
記憶された色にぬりつぶされ、黒い輪郭線部分（高周波
部分）は原画情報がそのまま残る。 この結果、目、髪の毛の周辺部など高周波成分は原画
像が残り、低周波成分は均一なぬりつぶしとなり、あた
かも熟練したイラストレイターがポスターカラーを用い
て描いたような細密なイラストレーシヨンのような絵が
でき上がる。この例では、髪の毛と肌色の２色のみを記
憶したが、更に分割の数に対応して多種の色を記憶して
もよい。 ＜ステツプS2の他例の説明＞ 次に、大部分の場合、以上の処理で閉領域を作成する
ことができるが、まゆ、口びる部分において、閉領域と
ならないことがある。そこで、第７図のように、第２図
にワーク用イメージメモリ17,18,19を付加し、ステツプ
S2において、前記ステツプS2の処理後に、原画からRGB
それぞれに対して異なる閾値により２値化画像を作成
し、その結果をワーク用イメージメモリ17,18,19へ格納
する。それぞれからエツジを抽出して、結果をワーク用
イメージメモリ14へ格納する。そしてワーク用イメージ
メモリ13とのORをとり、結果をワーク用イメージメモリ
13へ格納する。 このようにすれば、閉領域をより確実に作成できる。 本実施例では、TVカメラより直接３次元の被写体を撮
影し画像入力したが、印刷物，フイルム，写真プリント
から入力しても同様の効果が得られる。また、入力装置
としてTVカメラを用いたが、スチルビデオフロツピーデ
イスク，ビデオテープ，磁気デイスク，磁気テープ，光
デイスク等の記録媒体を介して画像データを入力しても
同様の効果が得られる。 また、本実施例では画像処理の対象物に人物の顔を用
いているが、それに限らず風景などでも同様の効果が得
られる。 以上説明したように （１）原画像を格納するイメージメモリ以外に高周波位
置データを格納するイメージメモリを用意し高周波位置
は原画像をそのまま残し、低周波成分は自動的に作成さ
れた色あるいはあらかじめ選択されてメモリに記憶して
ある好ましい色でぬりぶしを行うことにより、顔の膚部
分などの低周波部分はぬりつぶしてありながら、目、髪
の毛の周辺部などは細密に再現されあたかも熟練したイ
ラストレイターが紙の上に描いたような似顔絵が作成で
きる。 （２）作業者の経験や勘、技量に頼ることなく自動的に
似顔絵が作成できる。 （３）処理した結果がぬりつぶし部分の占める割合が高
いので階調変化が少なく、階調表現の不得意なインクジ
エツトプリンタの出力として適している。また、ぬりつ
ぶしのための記憶色をプリンタの発色特性に応じて適宜
選択しておくことができるのでハードコピーとして好ま
しい色を表現できる。 尚、本実施例では似顔絵作成装置について説明した
が、似顔絵等に限らず一般に原画像を色変換するイメー
ジを抽出する方法として適用できる。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、原画像を入力
するステップと、入力した前記原画像をメモリに記憶す
るステップと、入力した前記原画像中のエッジ部を検出
するステップと、前記エッジ部に囲まれた領域内の画像
を所定の色で塗りつぶされた画像に変換するステップ
と、前記エッジ部に囲まれた領域は前記変換ステップに
より変換された画像を出力し、前記エッジ部は前記変換
ステップによる変換が施されていない原画像を出力する
ステップとを有するので、原画像中のエッジ部分の画像
を残した形でエッジ部に囲まれた領域に所定の色の塗り
つぶし処理ができるとともに、操作者の熟練を要するこ
とがない。例えば、人の顔の画像を入力した場合には、
原画像の雰囲気を損なわず、かつ操作者の経験や熟練を
要することなく、似顔絵を出力することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本実施例の似顔絵作成装置の構成図、 第２図は本実施例の画像処理部の構成図、 第３図は本実施例の画像処理のフローチヤート、 第４図はCRTモニタ画面への表示優先順位を示す図、 第５図（ａ）〜（ｃ）は等色領域作成処理に用いる微分
オペレータを示す図、 第６図は等色領域作成の結果を示す図、 第７図は画像処理部の他の実施例の構成図である。 図中、１…人物、２…人物撮像部、３…画像処理部、４
…出力部、５…CPU、６…CPUメモリ、８…パラメータ設
定用I/O、９…イメージプロセツサ、10〜12…RGB用イメ
ージメモリ、13〜14…ワーク用イメージメモリ、15…ワ
ーク用16ビツトイメージメモリ、16…画像データ用I/
O、17〜19…ワーク用イメージメモリ、20…CPU BUS、21
…VIDEO BUSである。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．原画像を入力するステップと、 入力した前記原画像をメモリに記憶するステップと、 入力した前記原画像中のエッジ部を検出するステップ
   と、 前記エッジ部に囲まれた領域内の画像を所定の色で塗り
   つぶされた画像に変換するステップと、 前記エッジ部に囲まれた領域は前記変換ステップにより
   変換された画像を出力し、前記エッジ部は前記変換ステ
   ップによる変換が施されていない原画像を出力するステ
   ップとを有することを特徴とする画像処理方法。