JP2973432B2 - 画像処理方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスキャナ等で読み込んだ中間調画像に対し、
テクスチャおよび形状を残したまま、光源の位置等によ
る濃淡の方向を変更する画像処理方法および装置に関す
る。

（従来の技術） 従来より、中間調画像の一部をマスク情報により切り
出し、他の背景画像にはめ込み合成することが行われて
いる（例えば、特開昭63−106872号公報、特開昭63−11
3685号公報等参照）。このような従来のはめ込み合成に
おいては、切り出してはめ込もうとしている画像と背景
画像の光源の方向等については何等考慮されていなかっ
た。従って、切り出してはめ込もうとしている画像と背
景画像の光源の位置が異なると、はめ込み画像と背景画
像の濃淡の方向が別々になってしまい、合成した画像が
非常に違和感をもつ画像になってしまっていた。

従来、この光源の位置による濃淡方向を変更させるの
は、不可能に近く、優れた絵心のある熟練者がブラシに
よる細かなレタッチ作業によって時間をかけて何とかで
きる程度のものであった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、
一般のオペレータでも短時間にて光源の位置等による濃
淡方向の変更が可能な画像処理方法および装置を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像処理方法は、画像内にある特定対象を指
定して、その特定対象から光源の影響による濃淡成分と
濃淡成分以外の成分とをそれぞれ抽出し、その濃淡成分
についてのみ幾何学的な変形操作を施し、その変形操作
を施した濃淡成分と前記濃淡成分以外の成分とを合成す
ることを特徴とするものである。

また、上記画像処理方法を実施するための本発明の画
像処理装置は、原画像情報およびマスク情報をはじめ複
数の画像情報を格納する画像記憶手段と、その画像記憶
手段に格納されている画像に対し平滑化処理、画像変
形、画像間の算術演算、およびマスク情報を用いた画像
合成やマスク領域内画像の平均値算出等の画像処理を行
う画像処理手段と、画像記憶手段にある画像を表示する
画像表示手段と、画像表示手段を見ながら操作者が画像
の座標点を入力する座標点入力手段から構成される。そ
して、画像処理手段は、座標点入力手段により指定され
た画像内の特定対象から光源の影響による濃淡成分を抽
出する濃淡成分抽出手段と、その濃淡成分抽出手段によ
り抽出された特定の濃淡成分について幾何学的な変形操
作を施す変形手段と、前記画像内の特定対象から前記濃
淡成分抽出手段により抽出された濃淡成分を減算して濃
淡成分以外の成分を得る減算手段と、前記変形手段によ
り幾何学的な変形操作を施された濃淡成分と前記減算手
段により得られた濃淡成分以外の成分とを合成する合成
手段とを有する。

（作 用） 本発明の画像処理方法は、まず、画像内にある特定対
象を指定する。その特定対象の画像部分について光源の
影響による濃淡成分からなるなだらかな画像を抽出す
る。そしてその抽出した濃淡成分の画像について画像の
回転、拡大、縮小、縦横独立変倍などの処理を組み合せ
るなどして幾何学的な変形操作を施すことにより、光源
の影響による濃淡成分の濃淡の方法や分布を所望のとお
りに変性した濃淡成分の画像を得る。上記の光源の影響
による濃淡成分以外のテクスチャ成分については幾何学
的な変形操作は行わない。このように変形操作した光源
の影響による濃淡成分と変形操作を行わないそれ以外の
テクスチャ成分とを合成することにより、光源の位置等
の影響による濃淡の方向や分布を変更した対象画像が得
られる。しかも、一般のオペレータが熟練を要すること
なく容易に操作することができる。

上記方法を実施するための装置は、画像処理手段に濃
淡成分抽出手段、変形手段、減算手段、および合成手段
を含んでいる。濃淡成分抽出手段により、座標点入力手
段で指定された画像内の特定対象から光源の影響による
濃淡成分を抽出する。減算手段により、画像内の特定対
象から前記濃淡成分抽出手段により抽出された濃淡成分
を減算して濃淡成分以外の成分を得る。変形手段は、濃
淡成分抽出手段により抽出された特定濃淡成分に対し
て、オペレータの指示に従い幾何学的な変形操作を施
す。上記の光源の影響による濃淡成分以外のテクスチャ
等の成分に対しては変形操作は行わない。合成手段によ
り、変形手段で幾何学的な変形操作を施された濃淡成分
と減算手段で得られた濃淡成分以外の成分とを合成す
る。これにより光源の位置等の影響による濃淡の方向や
分布を変更した対象画像が容易に得られる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳細
に説明する。

第２図は本実施例のブロック図である。図中、11はス
キャナ等から読み込んだ原画像や画像処理装置15で処理
した画像など複数の画像を格納できる画像ディスク、12
および13はRAM等で構成されそれぞれ１枚分の画像を格
納できる画像メモリＡおよび画像メモリＢ、14は画像合
成する際のマスク情報を格納しているマスクメモリであ
る。画像ディスク11は、画像値がマイナスとなる途中結
果も格納することが可能である。画像処理装置15では、
画像メモリA,画像メモリB,画像ディスク，マスクメモリ
内の画像に対して各種演算，画像の切り出し，変形，合
成等の処理を行うことができ、また画像メモリA,画像メ
モリB,マスクメモリ，画像ディスクとの間で相互にデー
タを転送させることが可能である。CRTモニタ16では画
像メモリＡまたは画像メモリＢにある画像を表示するこ
とができ、さらにデジタイザ17にてCRTモニタ内のカー
ソルを移動させることにより画像の座標点を指定するこ
とが可能になっている。

次に第３図に示す左上の方に光源のある物体画像に対
して本発明により光源の影響による濃淡の方向を変更す
る場合について第８図のフローチャートをもとに説明す
る。

STEP 画像ディスク11にあらかじめスキャナ等より読み込ま
れている第３図に示す物体を含む画像を画像ディスク11
から画像メモリA12に転送する。オペレータは画像メモ
リA12の内容をCRTモニタ16で見ながらデジタイザ17を用
いてはめ込みの対象となる物体画像の輪郭をなぞること
によりはめ込み対象の指定を行う。その指定に応じてマ
スク情報が生成され、マスクメモリ14に格納される（第
８図） STEP 画像メモリA12にある画像のうちマスク内領域31の濃
度の平均値を画像処理装置15で求め、画像メモリA12の
マスク外領域32をその平均値で埋める（第８図）。

STEP 画像メモリA12の内容を画像処理装置15にてコンボリ
ュージョン演算による平滑化を行い、演算結果を画像メ
モリB13に格納する（第８図）。この平滑化処理によ
り画像メモリB13には第４図に示すような物体の細かい
テクスチャが消え、光源による濃淡を主成分とするなだ
らかな画像が生成される。

STEP 画像メモリA12内の画像から画像のメモリB13内の画像
の減算を行い、演算結果を画像ディスク11に格納する
（第８図）。この減算された画像は平均値がほぼ０で
マイナスとなる画素を多く含むことになり、このままで
は見ることはできないが、各画素に平均値を加え，それ
でもマイナスとなる画素を０としてCRTモニタで見たと
すると第５図のように物体のテクスチャを主成分とし、
光源による濃淡のない画像となる。

STEP 画像メモリB13にある画像に対し、オペレータがCRTモ
ニタ16を見ながら回転または拡大・縮小，縦横独立変倍
などの変形を施すことにより濃縮の方向を変え、画像メ
モリA12に格納する（第８図）。例えば光源が右上に
あるような濃淡にしたければ、第４図の画像を右に回転
し、縦方向および横方向の倍率を適当に変えることによ
りマスク内領域が第６図のような画像が生成され画像メ
モリA12に格納される。

STEP STEPにて画像ディスク11内に格納した画像と画像メ
モリA12にある画像との加算を行う。但し加算結果がメ
モリの最大値を越える場合は、加算結果をメモリ最大値
と等しくし、また加算結果がマイナスになる場合は、加
算結果を０とする（第８図）。

このようにして加算した結果を画像メモリB13に格納
しCRTモニタ16で見ると第７図のように物体のエクスチ
ャに関しては何ら変形を加えず元の状態を保存したまま
濃淡の方向があたかも光源が右上にあるかのように変更
された画像になる。

本実施例では、モノクロ画像について光源の影響によ
る濃淡方向を変更する場合について説明したが、カラー
画像に対してもR,G,Bなどの色信号それぞれに対して同
様の処理を施すことで対応できる。

また本実施例では物体のマスク情報の生成をデジタイ
ザでオペレータが指示することにより行っていたが、特
定の色範囲のみをマスク情報とするなどの手法でマスク
情報を生成しても差し支えない。

さらに本実施例では対象としている物体が１つの構成
要素から成る場合について説明したが、２つ以上の構成
要素から成る物体に対してもそれぞれの構成要素に対し
てマスクを生成して同様な処理をすることで対処でき
る。

もちろん、画像記憶手段の構成や処理手順は、本実施
例に限られたものではなく、画像メモリを３つにして第
９図のような処理手順でも実現可能である。この第９図
に示す処理手順では、第８図のステップの減算処理を
ステップの加算処理と同時に行うようにしており、処
理の途中結果がマイナスとなることはない。従って画像
ディスク無しで画像メモリのみで実行することが可能と
なり、処理の高速化をはかることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、物体画像のテク
スチャを残したまま、光源の影響による濃淡の方向を任
意の向きに簡単な操作で変更できるので、物体画像を光
源の方向が異なる背景画像に合成する場合でも、同一の
光源下にあるようにすることができ、違和感のない自然
な合成画像を生成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的な構成を示すブロック図であ
る。 第２図は本発明による画像処理装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。 第３図は本実施例で用いた物体画像の説明図、 第４図は第３図の物体画像から光源の影響による濃淡の
みを抽出した説明図、第５図は第３図に示す画像から光
源の影響による濃淡を除去した説明図、第６図は第４図
を変形して濃淡の方向を変えた説明図、第７図は本実施
例にて物体にあたる光源の位置を変更した場合の説明図
である。 第８図は本実施例の処理手順を示すための動作フロー
図、第９図は本実施例の変形例による処理手順を示すた
めの動作フロー図である。 １……画像記憶手段、２……画像処理手段、 ３……画像表示手段、４……座標点入力手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像内にある特定対象を指定して、その特
   定対象から光源の影響による濃淡成分と濃淡成分以外の
   成分とをそれぞれ抽出し、その濃淡成分についてのみ幾
   何学的な変形操作を施し、その変形操作を施した濃淡成
   分と前記濃淡成分以外の成分とを合成することを特徴と
   する画像処理方法。
2. 【請求項２】複数の画像情報を格納する画像記憶手段
   と、画像記憶手段に格納されている画像に対して処理を
   行う画像処理手段と、画像記憶手段に格納されている画
   像を表示する画像表示手段と、画像の座標点を入力する
   座標点入力手段とを備えた画像処理装置において、 前記画像処理手段が、 座標点入力手段により指定された画像内の特定対象から
   光源の影響による濃淡成分を抽出する濃淡成分抽出手段
   と、 その濃淡成分抽出手段により抽出された濃淡成分につい
   て幾何学的な変形操作を施す変形手段と、 前記画像内の特定対象から前記濃淡成分抽出手段により
   抽出された濃淡成分を減算して濃淡成分以外の成分を得
   る減算手段と、 前記変形手段により幾何学的な変形操作を施された濃淡
   成分と前記減算手段により得られた濃淡成分以外の成分
   とを合成する合成手段と を有することを特徴とする画像処理装置。