JP3432149B2 - 画像処理方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は画像処理装置に関し、特
によりリアルな描画入力を行うことに関する。

【０００２】

【従来技術】画像処理ではスタイラス等のペンを用い、
毛筆や絵筆等の筆や、クレヨン，チョーク，エアスプレ
ー等の実際の描画具をシミュレートする。そして描画入
力ではペンが想定している描画具に応じたシェープを定
義し、シェープは例えば円形で中心部で濃度が高く、円
に限らず四角形等のシェープが用いられることもある。
またシェープには複数のピークを持たせることもある。
シェープの形状や濃度はペンに加わる圧力（筆圧）によ
り変えることができ、例えば筆圧に応じてシェープの半
径や濃度を増すことが行われている。そしてペンの座標
と筆圧とが入力されると、例えば入力済みの画像とシェ
ープとをブレンドして新たな画像を形成する。

【０００３】ここで描画具として絵筆や毛筆等の筆を考
える。これらのものには筆先があり、筆先の向きは筆の
進行方向とは必ずしも平行ではなく、また筆先が真下を
向いている場合を除き、一般には円形から外れた形状で
描画される。しかしながら既存の画像処理ではこれをシ
ミュレートすることが困難で、絵筆や毛筆をシミュレー
トしている場合でも、シェープの形状は円形が主で、軸
に対する筆先の向きを考慮することはできない。現実の
筆を一回キャンバス等にタッチさせた後に動かすと、筆
先が筆の移動方向と同じ方向を向いている場合とそうで
ない場合とで、線幅が異なってくる。しかしながら筆圧
を考慮するだけでは、これをシミュレートできない。

【０００４】

【発明の課題】この発明は、絵筆や毛筆をリアルにシミ
ュレートした画像処理方法とその装置を提供することを
目的とする。この発明は特に、軸に対する筆先の曲がり
具合をシミュレートできる画像処理方法とその装置を提
供することを目的とする。請求項２の発明での具体的な
課題は、筆をよりリアルにシミュレートすることにあ
る。請求項３の発明の追加の課題は、筆の回転をシミュ
レートすることにある。

【０００５】請求項４の発明での具体的な課題は、筆圧
の増加時以外にもペンタッチベクトルを生成可能にする
ことにある。

【０００６】請求項５の発明の具体的な課題は、筆の軸
に対する筆先の関係を表現した、画像処理装置を提供す
ることにある。請求項６の発明での具体的な課題は、筆
のかすれをリアルにシミュレートすることにある。

【０００７】

【発明の構成】この発明は、描画入力手段からの座標と
筆圧とに基づいて描画する方法において、筆圧の増加時
に、方向が描画入力手段の進行方向で定まり、大きさが
筆圧の増加分で定まるペンタッチベクトルを発生させて
記憶し、記憶済みの原シェープを、前記ペンタッチベク
トルにより、基端から先端への方向が前記ペンタッチベ
クトルの方向で定まり、基端が尖り先端が基端に比べ太
く、かつ基端から先端へ向けての太り具合が前記ペンタ
ッチベクトルの大きさで定まるように変形させて、シェ
ープを発生させ、筆圧の増加時及び筆圧がほぼ一定の際
に、発生したシェープを用いて描画することを特徴とす
る、画像処理方法にある。好ましくは、筆圧がほぼ一定
の際に、前記シェープの方向を描画入力手段の運動方向
へ徐々に回転させる。好ましくは、前記描画入力手段の
回転を検出して、記憶したシェープの方向を回転させ
る。

【０００８】この発明は、描画入力手段からの座標と筆
圧とに基づいて描画する方法において、前記描画入力手
段の軸方向に垂直な方向に加わる力と、描画入力手段の
軸方向に加わる筆圧とを用いて、ペンタッチベクトルを
発生させ、該ペンタッチベクトルの方向を向いて、基端
で尖り先端で太く、かつ基端から先端へ向けての太り具
合がペンタッチベクトルの大きさで定まるシェープを発
生させて描画することを特徴とする、画像処理方法にあ
る。

【０００９】この発明は、描画入力手段からの座標と筆
圧とに基づいて描画する装置において、筆圧の増加時
に、方向が描画入力手段の進行方向で定まり、大きさが
筆圧の増加分で定まるペンタッチベクトルを発生させて
記憶するための手段と、記憶済みの原シェープを、前記
ペンタッチベクトルにより、基端から先端への方向が前
記ペンタッチベクトルの方向で定まり、基端が尖り先端
が基端に比べ太く、かつ基端から先端へ向けての太り具
合が前記ペンタッチベクトルの大きさで定まるように変
形させてシェープを発生させるための手段と、筆圧の増
加時及び筆圧がほぼ一定の際に、発生したシェープを用
いて描画するための手段とを設けたことを特徴とする、
画像処理装置にある。また好ましくは、描画入力手段の
移動方向が変化し、かつ前記筆圧が減少したことを検出
して、かすれた描画を行うための手段を設ける。

【００１０】なおこの発明において、シェープを記憶す
るとは、シェープを直接記憶することのみでなく、シェ
ープを決定できるデータ、例えばペンタッチベクトル、
を記憶することを意味する。シェープは描画入力の単位
となるデータであり、描画入力の濃度分布を示し、シェ
ープの使い方自体は公知である。またシェープの向き等
が運動方向で定まるとは、向きが運動方向と同一で有る
ことに限られるものではない。またペンタッチベクトル
等の大きさが筆圧の変化分で定まるとは、筆圧の変化分
と前記の大きさとが比例することに限られるのではな
い。

【００１１】

【発明の作用と効果】この発明の画像処理方法とその装
置では、描画入力手段への筆圧を検出して、筆圧増加時
に、方向が描画入力手段の進行方向で定まり、大きさが
筆圧の増加分で定まるペンタッチベクトルを発生させて
記憶し、記憶済みの原シェープを、前記ペンタッチベク
トルにより、基端から先端への方向が前記ペンタッチベ
クトルの方向で定まり、基端が尖り先端が基端に比べ太
く、かつ基端から先端へ向けての太り具合が前記ペンタ
ッチベクトルの大きさで定まるように変形させて、シェ
ープを発生させ、筆圧の増加時及び筆圧がほぼ一定の際
に、発生したシェープを用いて描画する。ここで筆圧の
増加時を問題とするのは、例えばペンがタッチされ筆先
の向きが定まる過程だからで、シェープの方向は筆圧増
加時の描画入力手段の運動方向で定まる。またシェープ
は基端が尖り、先端が基端に比べて太い形状とする。こ
れは例えば筆先をタッチさせて、左から右へと動かした
場合に、筆先が左側に残って描画入力手段の運動方向の
基端側に対応し、筆の根元が先端側に対応し、描画結果
は筆先側が細く、筆の根元側が太くなる。この結果、こ
の発明ではタッチ時等に定まる筆のキャンバス等への接
触状況をシミュレートしたシェープが得られる。さてそ
の後、筆圧をほぼ一定にして筆を運動させると、筆先の
向きはタッチ時等に筆圧が増加する過程で定まり、それ
以降は筆先をほぼ同じ向きに向けたまま描画が行われ
る。そこでこの発明ではペンタッチベクトルを記憶し、
これに基づいて以降の描画を行う。この結果この発明で
は、円形等の単純な図形から外れたシェープを発生させ
ることができ、シェープの向きは実際の筆先の向きを反
映し、かつペンタッチベクトルを記憶するので、実際の
筆の運動をリアルにシミュレートできる。

【００１２】この発明のペンタッチベクトルは、方向が
描画入力手段の進行方向で定まり、大きさが筆圧の増加
分で定まるので、容易に発生させることができ、シェー
プを簡単に発生させることができる。

【００１３】ペンタッチベクトルからのシェープの生成
では、例えば円形等の原シェープをペンタッチベクトル
の向きに変形させ、この変形にはメッシュマッピングや
スキャンアドレス変換等の適宜の画像変換を用いる。こ
のように、記憶したペンタッチベクトルからシェープを
容易に発生させることができる。

【００１４】

【００１５】発生させたシェープを記憶してその後の描
画に用いると、筆圧がほぼ一定の際等に記憶済みのシェ
ープを用いて描画するので、同一のシェープでも、その
後の描画入力手段の運動方向により線幅等が異なり、筆
先の向きが特定された状態での描画をリアルにシミュレ
ートできる。現実の筆では、筆圧がほぼ一定で筆を移動
させると、筆先が徐々に回転して筆先の向きが描画方向
に揃ってくるので、好ましくはシェープの方向を描画入
力手段の運動方向へと回転させる。シェープの方向の回
転速度は適宜で、現実の筆先の回転をシミュレートする
速度であればよい。

【００１６】ここでペン等の描画入力手段自体の回転を
検出すれば、筆の回転による筆先の方向の回転を、シェ
ープの向きの回転としてシミュレートできる。

【００１７】ここで描画入力手段の軸方向に垂直な方向
に加わる力と、軸方向に加わる力、即ち筆圧とを検出す
れば、これらの力はユーザーが筆先をどのように操作し
ようとしているかを反映する。例えば癖のない単純な円
や点等を描画しようとしている場合、筆の軸方向以外の
方向に不均等に力を加えることはない。これに対して筆
先をある方向に寝かせようとしている場合、軸方向以外
の方向に力を加えることになる。そこで軸方向に加わる
力と軸方向以外に加わる力の２つの力を検出すれば、ユ
ーザーが筆先を操作しようとしている向きにペンタッチ
ベクトルを発生させることができる。そしてこのペンタ
ッチベクトルによりシェープを発生させれば、筆圧の増
加時以外の場合にも、その場でのシェープの発生情報が
得られることになり、各位置でシェープを発生させるこ
とができる。

【００１８】筆圧が減少し、かつ描画入力手段の運動方
向が変化するのは、筆を跳ねて１ストロークを終了させ
る場合等が多く、このことを検出してかすれた描画を行
えば、かすれをシミュレートできる。

【００１９】

【実施例】図１〜図１８に、実施例とその変形とを示
す。図１に実施例の画像処理装置の概要を示すと、２は
デジタイザで、４はスタイラスからなるペンで、ペン４
から筆圧と座標とを入力処理部６に例えば所定の時間間
隔で入力する。なおペン４は軸に加わる歪や回転等を検
出するようにして、これらのデータも入力処理部６に入
力するようにしても良い。８はベクトル記憶部で、ペン
タッチベクトルＴやペン４の運動方向を示すベクトルＭ
1，Ｍ2等を記憶し、１０はフロントエンドプロセッサ
で、これ以外にメニュー等からペン４がシミュレートす
る描画具の種類等を指定されるものとする。

【００２０】仮想的な各描画具に対して例えば３種類の
原シェープを記憶し、これらの違いは筆圧にあるものと
する。そしてシミュレートする描画具の種類は毛筆や絵
筆，クレヨン，チョーク，エアスプレー等の他種類にわ
たり、これらの原シェープは基本的に円形で、その値は
入力画像濃度を表すものとする。これらのｎ種類の原シ
ェープを原シェープ記憶部１２−１〜１２−ｎに記憶さ
せる。１４はセレクタで、用いる描画具の種類に応じ
て、ｎ種類の原シェープから２種類（筆圧で選択）を選
んで補間処理部１６へ供給し、例えば筆圧により２種類
の原シェープを補間して、出力する。補間処理部１６で
補間する前の２つの原シェープをペンタッチベクトルＴ
に応じて変形するため、シェープアドレス発生部１８で
シェープアドレスを発生させ、変形アドレス発生部２０
でアドレス変換して読み出す。また２２はかすれ処理部
で、２３はかすれ処理に必要なかすれマスクを記憶した
かすれマスク記憶部である。

【００２１】必要に応じてかすれ処理を施した変形シェ
ープは、乗算部２４へ入力され、ペンレイヤ記憶部２６
の濃度記憶部２８に記憶済みの濃度値と混合補間するた
めに乗算し、その結果を濃度記憶部２８に書き戻す。ま
たペンレイヤ記憶部２６のペンカラー記憶部３０には、
メニュー等で指定されたペンのカラー値が記憶されてい
る。なお変形アドレス発生部２０によりその都度原シェ
ープを変形させることに代えて、例えば濃度記憶部２８
に記憶した濃度値の分布、あるいは補間処理部１６の出
力をシェープとし、これをセレクタ３１を介して原シェ
ープ記憶部１２−１〜１２−ｎのいずれかの空き領域に
記憶させても良い。この場合好ましくは、ペンタッチベ
クトルＴの向きが共通で、筆圧が異なる２〜３の時点で
のシェープを記憶し、これらを補間して各筆圧でのシェ
ープとして用いる。このようにすれば変形アドレス発生
部２０によるアドレス変換は不要となる。

【００２２】３２はレイヤ合成処理部で、画像レイヤ３
４−１〜３４−ｎのいずれかに記憶した入力済みの画像
と、ペンレイヤ記憶部２６に記憶した複数パッチ分ある
いは１ストローク分の画像との混合補間を行い、その結
果を元の画像レイヤに書き戻す。さて画像レイヤ３４−
１〜３４−ｎには、各レイヤの画像のＲ，Ｇ，Ｂ等の色
コンポーネントと各レイヤの透過率のデータが記憶され
ている。そして透過率の画像の描画に当たっては、透過
率画像を白黒画像と考え、ペンカラー記憶部３０にカラ
ー値を記憶させる必要はない。次に表示コンポーネント
変換部３６で画像レイヤ間の合成やオフセット補正，縮
小，拡大等の処理を行い、モニタ３８に表示する。

【００２３】図２〜図４に、原シェープからのシェープ
の生成を示す。シェープの生成はタッチベクトルＴの生
成から始まり、これはペン４が単位距離を運動する間
に、あるいは単位時間内に、筆圧Ｐが定数Ｋ1以上増加
した際に始まる。ここでタッチベクトルＴの生成プロセ
スは、好ましくは距離当たりの筆圧の増加分がしきい値
Ｋ1を超えた際に起動する。距離としてはユークリッド
距離の他に、ペン４の始点と終点とのｘｙ座標の差の絶
対値の和や、座標の差の絶対値の大きい側、等を用い、
距離として用いることができるものであればよい。タッ
チベクトルＴの方向は筆圧Ｐが増加する過程でのペン４
の進行方向であり、その大きさは筆圧の増加の勾配であ
る。ただし直接筆圧の増加分を用いることに代えて、筆
圧の対数の増加分や筆圧のルートの増加分等を用いても
良い。

【００２４】生成したタッチベクトルＴはベクトル記憶
部８に記憶し、原シェープ記憶部１２−１〜１２−ｎに
記憶した原シェープをタッチベクトルＴに応じて変形さ
せる。この変形を図３に示すと、原シェープ４０を記憶
した記憶領域を例えば領域Ａ1〜Ａ3の３種類に分割し、
それぞれ毎に横方向に縮小拡大するアフィン変換を行う
と、図３のシェープ４２が得られる。ここではシェープ
４２が上下対称であることを利用している。そして原シ
ェープ４０からシェープ４２への変換では、アフィン変
換に止まらず、例えばメッシュマッピングを用いても良
く、あるいは図１の実施例に示したように、原シェープ
４０を記憶した領域に対するスキャンアドレスを変換し
て、図３のシェープ４２へと変換しても良い。

【００２５】図３の右側に、タッチベクトルＴの方向が
共通で、その大きさが大中小と変化する際のシェープの
変化を示す。タッチベクトルＴの大きさが大きいのは、
筆をキャンバスにタッチさせて急激に強く押しつけて筆
先を崩す場合に相当し、シェープの幅は起点（図の左
側）から先端（図の右側）へと向けて急激に増加し、太
い涙滴状のシェープとなる。一方タッチベクトルＴの大
きさが小さい場合、筆をタッチさせた後の筆圧の増加が
僅かで、筆先は寝ておらず、この間の線幅の増加も小さ
い。これに伴ってシェープの長さＬに対するシェープの
幅Δｗの増加が小さくなる。このようにタッチベクトル
Ｔの大きさが大きいほど、シェープの基端と先端との間
の線幅の増加分が大きくなる。

【００２６】図２に戻り、筆圧に対応して用意した例え
ば３つの原シェープをいずれもタッチベクトルＴに応じ
て変形させ、これらのうちの２つを選んで、筆圧Ｐによ
り線形補間し、用いるシェープを発生させる。

【００２７】図４にシェープの発生機構を示すと、ペン
４が点ａでデジタイザ２から成る仮想的なキャンバスに
接触し、その後ペン４をｂ点まで移動させたとする。こ
の間に筆圧は図４の中段のように増加し、ａ点では接触
の直後で、ペン４がまだ移動していないので、シェープ
は原シェープと同様にほぼ円形であり、ｂ点ではペン４
がａ点からｂ点へと移動したことに伴い、この間に筆圧
が増加しているので、涙滴状のシェープ４２となる。そ
してペンタッチベクトルＴの向きはａ点からｂ点を向
き、その大きさはａ点とｂ点との間の筆圧の増加分を点
ａｂ間の距離で割ったものに等しい。

【００２８】ペン４がストロークの初期にデジタイザ２
に触れると、ペンタッチベクトルＴの生成が行われる。
ストロークの途中で筆圧が増加した場合、同様にペンタ
ッチベクトルを生成し、記憶済みの古いペンタッチベク
トルと、新たに生成したペンタッチベクトルとを例えば
線形補間して、新しいペンタッチベクトルとして用い
る。

【００２９】図５，図６に筆圧が一定で、ペン４を平行
移動させた際の処理を示す。図６の左中央のシェープが
最初のシェープで、この時ペンタッチベクトルＴが生成
しているものとする。この時点で筆先は図６の左上を向
いており、ここから移動方向Ｍａに沿ってペン４を右下
へと移動させたとする。この時線幅は比較的狭く、ペン
タッチベクトルＴの向きも変わらず、シェープは不変で
ある。これに対して図６の左中央から方向Ｍｂに沿って
右上へとペン４を移動させたとする。この時ペンタッチ
ベクトルＴの向きは基本的には一定で、従ってシェープ
の向きも基本的に一定であり、相対的に太い線幅で描画
される。ただし実施例では、現実の筆先が徐々に回転し
てペン４の運動方向に揃うことを考慮し、ペンタッチベ
クトルＴを徐々に運動方向Ｍｂへ向けて回転させてい
る。これに伴いシェープの形も徐々に変化し、線幅も徐
々に減少することになる。

【００３０】このアルゴリズムを図５に示すと、筆圧の
変化分がＫ1以下で、ペンタッチベクトルの生成プロセ
スにないことを確認した後、ペンタッチベクトルＴの向
きとペン４の運動方向との間の角を求める。このような
角は内積演算等により簡単に求まる。そしてこの角が所
定値以内であれば、ペンタッチベクトルＴの向きをペン
の運動方向に揃え、所定値以上の場合一定の長さを描画
した後にペンタッチベクトルＴの向きがペンの運動方向
に揃うように、所定の割合で徐々にペンタッチベクトル
Ｔを運動方向へ向けて回転させる。

【００３１】図７に、ペン４の運動方向が一定で、筆圧
が減少する際の処理を示す。これは静かにペン４をデジ
タイザ２から離すことに相当し、ストロークの最後での
跳ねに伴うかすれが生じない。そこでこの場合はペンタ
ッチベクトルＴを変化させず、筆圧に応じてシェープを
相似変形させることになる。なおここで、ペン４を直線
状に運動させるとは、ペン４の軸の中心線の軌跡が直線
となることであると解釈したが、筆先が直線となること
であると解釈しても良い。

【００３２】図８〜図１１にかすれの処理を示す。図１
１にそのアルゴリズムを示すと、筆圧が所定値以上低下
し、かつペン４の運動方向にカーブがある場合に、かす
れの処理が起動する。ここでＴをペンタッチベクトルと
し、Ｍ1をカーブ前のペン４の進行方向とし、Ｍ2を現在
の進行方向とすると、かすれの向きはペン４の現在の進
行方向Ｍ2と平行であり、その強弱はペンタッチベクト
ルＴと現在及びカーブ前の進行方向Ｍ1，Ｍ2の３者で定
まる。実施例では、Ｔ−Ｍ1とＴ−Ｍ2の２つの向きを見
出しとする２次元の参照表を用意し、これからかすれの
強弱を決定して、かすれ処理用の原マスクの種類を選
ぶ。そしてかすれ処理用の原マスクを、ペンタッチベク
トルＴによって変形させ、かすれ部のマスクとする。続
いてブラシのシェープとかすれ部のマスクとを乗算する
と、かすれ処理を行うことができる。

【００３３】例えば図８のように、古い進行方向Ｍ1と
ペンタッチベクトルＴとが平行で、ここから急激にペン
４を跳ねたとする。この場合かすれは最も著しくなる。
さてかすれ部でのペン４のシェープを４２とすると、か
すれマスク５２を以下のようにして生成する。図１のか
すれマスク記憶部２３には、かすれの程度（かすれの強
弱）と径が異なる例えば９種類等の原かすれマスク４５
−１〜４６−３等が記憶されている。これから図１１に
示した参照表によりかすれの強弱を決定して、原かすれ
マスクの種類を決定する。次いでかすれ処理を行う部分
での筆圧により、その両側の２つのマスクを取り出す。
このようにして取り出した２つのマスクを筆圧により線
形補間し、かすれ部でのペン４の運動方向Ｍ2の向きへ
と回転させると、原かすれマスク５０が生成する。次い
でこれをペンタッチベクトルＴにより変形すると、かす
れマスク５２が得られる。次にシェープ４２とかすれマ
スク５２の乗算を行い、シェープ４２の濃度値にかすれ
マスク５２の濃度値を乗算して、その画素での濃度値と
すると、かすれたシェープ５４が得られる。このような
かすれたシェープ５４を用いてかすれ処理部を描画すれ
ば、図８のような描画を行うことができる。

【００３４】図８では紅葉状の原かすれマスク４５−１
〜４６−３を用いたが、図９に示すように、点状の原か
すれマスク４８−１〜４９−３を用いても良い。これら
のかすれマスクでは、破線で示した範囲がマスクの及ぶ
範囲で、その中に実線で示した点がマスクを通過する
（描画が行われる）領域である。例えば筆圧が低下して
用いるマスクが図９の左から右へと変化するとすれば、
中央の点は最後まで残ってつながり、他の点は途中で徐
々に消えて、結果的にかすれが表現される。そこで原か
すれマスク４８−１〜４９−３等のマスクを用いても良
い。

【００３５】図１０に、かすれ部でペンタッチベクトル
Ｔとペン４の運動方向Ｍ2とがほぼ平行の際の処理を示
す。この例では、カーブ前のペン４の運動方向Ｍ1はペ
ンタッチベクトルＴとほぼ直角で、かすれ部で筆先が揃
って、かすれの程度は小さくなる。この場合ペンタッチ
ベクトルＴとかすれ部での運動方向Ｍ2の間の角が小さ
く、ペンタッチベクトルＴとかすれ前の運動方向Ｍ1と
の角が大きいことから、図１１の参照表で、かすれの程
度の小さなものが選ばれる。そしてこれに応じて例えば
３種類の原かすれマスクを取り出し、これらを筆圧によ
り線形補間し、ペン４の運動方向Ｍ2の向きへと回転さ
せた後、ペンタッチベクトルＴに応じて変形し、かすれ
部でのシェープと乗算すれば図１０の処理を行うことが
できる。

【００３６】ここでは特定のかすれ処理を示したが、か
すれ処理を行う部分において、ペン４の運動方向とほぼ
平行な向きにかすれた描画を行うことができれば良く、
その起動条件はペン４の運動方向が急変し、かつ筆圧が
減少していることである。

【００３７】

【参考例 シェープの発生】図１２，図１３に、シェー
プの発生に関する参考例を示す。図１２に示すように、
この変形例では図１の画像処理装置から、かすれ処理部
２２やシェープアドレス発生部１８や変形アドレス発生
部２０を取り除く。そして筆圧の増加時にはそれに応じ
て個々のタッチの径を増加させ、涙滴状の合成シェープ
を得る。この合成シェープは濃度記憶部２８に記憶さ
れ、これをセレクタ３１を介して以降の描画に利用すれ
ば、シェープをその都度発生させずに、またアフィン変
換等の変換を行わずにシェープの発生ができる。

【００３８】シェープの発生例を図１３に示すと、６０
−１〜６０−ｎは原シェープで、それぞれ円形状であ
り、筆圧の増加に応じて徐々に半径が増加する。この時
ペン４の運動方向は図１３の矢印Ｍの向きを向き、この
向きがペンタッチベクトルＴの向きとなる。ただしこの
例ではペンタッチベクトルＴを記憶する必要はなく、図
１３の合成シェープ６２を記憶すればよい。

【００３９】

【変形例 ペンの回転】図１４，図１５に、ペン７０の
回転を利用して、ペンタッチベクトルＴの向きを回転さ
せる変形例を示す。用いるペン７０の構造を図１４に示
すと、７２は座標検出部、７４は筆圧検出部で、７６は
ジャイロセンサであり、ペン７０の軸の回転を検出し得
るものであれば任意のセンサを用いることができる。

【００４０】次に図１５に示すように、ペンの回転が存
在すれば、ペンタッチベクトルＴの方向をペン回転角θ
に対してＫθ（Ｋは正で１以下、好ましくはＫ２は正で
１未満）回転する。このようにすれば、ペン７０の回転
にペンタッチベクトルＴの向きが追随して回転し、スト
ロークの途中でペンを回転させて筆先の向きを回転する
操作をシミュレートできる。

【００４１】

【変形例 歪の検出】図１６〜図１８に、ペン８０に加
わる歪を検出してペンタッチベクトル８９の向きを定め
る変形例を示す。図１の実施例では、ペンタッチベクト
ルＴの向きを決定できるのは、筆圧の増加時のみであ
る。それ以降はペン４の平行移動に追随させたり、ペン
先の回転に追随させたり、狭い場面でしかペンタッチベ
クトルＴの方向を決定できなかった。これに対してこの
変形例ではペン８０を用いて、例えば４個の歪センサ８
２をその４周に取り付ける。筆先の向きを操作しようと
してペン８０に力を加えると、４つの歪センサ８２には
不均等な歪が生じる。ペン８０にはペン軸回りでの角度
０の方向を示すノッチ８６等が設けてあり、デジタイザ
２のｘｙ方向にに対するノッチ８６の方向を検出できる
ものとする。するとデジタイザ座標系に対するペン軸回
りの角度０の方向がノッチ８６の向きから判明し、この
方向に対する歪の方向が歪センサ８２で判明する。これ
らの４つの歪センサ８２に加わる歪の不均等さに、ノッ
チ８６の向きを加味して、図１７の歪ベクトル８８を定
義し、鉛直下側を向くものと仮定した筆圧ベクトル８７
とベクトル合成すれば、ペンタッチベクトル８９が得ら
れる。ここでのベクトル合成は単純に２つのベクトルの
大きさをそのまま用いて合成する必要はない。なおここ
で歪センサ８２を用いる代わりに、ペン８０の周囲に感
圧センサ８４を配置して、ペンを握る力の不均等さを用
いて歪ベクトル８８を決定しても良い。

【００４２】ペン８０の傾きから筆先の操作方向を推定
し得る可能性もあるが、ペンをどの程度に立ててあるい
は寝かせて描画するかは、個々の人の癖による問題であ
り、筆先の操作とは関係がない。従ってペンの軸とは異
なる方向に、好ましくはペンの軸と垂直な方向にユーザ
ーが加える力を用いて歪ベクトルを決定することが好ま
しい。

【００４３】図１８に、歪の検出を用いたペンタッチベ
クトルＴの決定アルゴリズムを示す。図１７に示すよう
に、歪ベクトルと筆圧ベクトルとをベクトル合成し、仮
のペンタッチベクトルと決定する。次いで仮のペンタッ
チベクトルと現ペンタッチベクトルとを補間し、新しい
ペンタッチベクトルとする。ここで新しいペンタッチベ
クトルの決定における仮のペンタッチベクトルや現ペン
タッチベクトルの寄与率は適宜に定めることができ、ペ
ンタッチベクトルの向きが所定の速度で変化するように
することが好ましい。例えば図１８の右側に示したよう
に、仮のペンタッチベクトルに１よりも小さな常数を乗
算してその寄与を小さくした後、現ペンタッチベクトル
とベクトル合成し、ペンタッチベクトルの大きさが発散
することを防止するため、所定の割合で減少させて、新
しいペンタッチベクトルを決定すればよい。

【００４４】図１９に、歪を用いたペンタッチベクトル
の決定に用いる新たなペン１００を示す。１０２はペン
本体で、１０４は筆先、１０６は可撓部、１０８は歪検
出部で、可撓部１０６に生じる歪の分布を測定する。ペ
ン１００を図１９の左の状態から右の状態へと、筆先１
０４を寝かせると、可撓部１０６が撓み、これに伴っ
て、歪検出部１０８には歪の分布が生じる。ペン本体１
０２の先端面に平行な平面での歪の分布は筆先１０４の
寝かし方の程度を示し、ペン軸に平行な方向での歪の平
均値は筆圧を表す。そこで図１７，１８の手法で、ペン
タッチベクトルと筆圧を決定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の画像処理装置のブロック図

【図２】 実施例での、筆圧増加時のペンタッチベク
トルの決定とシェープ生成のアルゴリズムを示すフロー
チャート

【図３】 実施例でのシェープ生成過程を、円形シェ
ープの変形の面から示す図

【図４】 実施例でのシェープ生成過程を、ペン動作
の点から示す図

【図５】 実施例でのペンタッチベクトルの回転アル
ゴリズムを示すフローチャート

【図６】 実施例での筆圧一定の条件での描画を示す
図

【図７】 実施例での筆圧が減少し描画方向の変化が
無い際の描画を示す特性図

【図８】 実施例でのかすれ処理を示す図で、原かす
れマスクからのかすれマスクの生成とかすれ処理を示す
図

【図９】 原かすれマスクの変形例を示す図

【図１０】 実施例でのかすれ処理の例を、ペンタッチ
ベクトルと進行方向との向きを変えて示す図

【図１１】 実施例でのかすれ処理のアルゴリズムを示
すフローチャート

【図１２】 参考例の画像処理装置のブロック図

【図１３】 参考例での、筆圧増加時のシェープ生成を
示す図

【図１４】 変形例で用いる回転検出ペンを示す図

【図１５】 回転検出ペンを用いた変形例の要部動作フ
ローチャート

【図１６】 歪をペンタッチベクトルの決定に用いる変
形例での、ペンを示す図

【図１７】 歪を用いてペンタッチベクトルを決定する
ことを示す特性図

【図１８】 歪を用いた変形例での、ペンタッチベクト
ルの決定アルゴリズムを示すフローチャート

【図１９】 歪を用いた新たな変形例での、ペンを示す
図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/00, 3/03 - 3/037 G09G 5/00 - 5/42 G06T 11/80

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 描画入力手段からの座標と筆圧とに基づ
   いて描画する方法において、 筆圧の増加時に、方向が描画入力手段の進行方向で定ま
   り、大きさが筆圧の増加分で定まるペンタッチベクトル
   を発生させて記憶し、 記憶済みの原シェープを、前記ペンタッチベクトルによ
   り、基端から先端への方向が前記ペンタッチベクトルの
   方向で定まり、基端が尖り先端が基端に比べ太く、かつ
   基端から先端へ向けての太り具合が前記ペンタッチベク
   トルの大きさで定まるように変形させて、シェープを発
   生させ、 筆圧の増加時及び筆圧がほぼ一定の際に、発生したシェ
   ープを用いて描画することを特徴とする、画像処理方
   法。
2. 【請求項２】 筆圧がほぼ一定の際に、記憶したペン
   タッチベクトルの方向を描画入力手段の運動方向へ徐々
   に回転させることを特徴とする、請求項１の画像処理方
   法。
3. 【請求項３】 前記描画入力手段の回転を検出して、
   記憶したペンタッチベクトルの方向を回転させることを
   特徴とする、請求項１の画像処理方法。
4. 【請求項４】 描画入力手段からの座標と筆圧とに基
   づいて描画する方法において、 前記描画入力手段の軸方向に垂直な方向に加わる力と、
   描画入力手段の軸方向に加わる筆圧とを用いて、ペンタ
   ッチベクトルを発生させ、 該ペンタッチベクトルの方向を向いて、基端で尖り先端
   で太く、かつ基端から先端へ向けての太り具合がペンタ
   ッチベクトルの大きさで定まるシェープを発生させて描
   画することを特徴とする、画像処理方法。
5. 【請求項５】 描画入力手段からの座標と筆圧とに基
   づいて描画する装置において、 筆圧の増加時に、方向が描画入力手段の進行方向で定ま
   り、大きさが筆圧の増加分で定まるペンタッチベクトル
   を発生させて記憶するための手段と、 記憶済みの原シェープを、前記ペンタッチベクトルによ
   り、基端から先端への方向が前記ペンタッチベクトルの
   方向で定まり、基端が尖り先端が基端に比べ太く、かつ
   基端から先端へ向けての太り具合が前記ペンタッチベク
   トルの大きさで定まるように変形させてシェープを発生
   させるための手段と、 筆圧の増加時及び筆圧がほぼ一定の際に、発生したシェ
   ープを用いて描画するための手段とを設けたことを特徴
   とする、画像処理装置。
6. 【請求項６】 描画入力手段の移動方向が変化し、か
   つ前記筆圧が減少したことを検出して、かすれた描画を
   行うための手段を設けたことを特徴とする、請求項５の
   画像処理装置。