JP4105378B2 - 画像変換装置及び画像変換方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像変換装置及び画像変換方法に関する。特に本発明は、画像に特殊効果を与えて絵画調画像とする画像変換装置及び画像変換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
写真などの自然画像を高精度に印刷するプリンタの普及に伴い、自然画像のデジタル画像に種々の特殊効果を施し、特殊効果画像を得ることが可能となった。例えば写真のデジタル画像を絵画調に変換する試みがなされている。例えば特公平８−１６９２８号公報、特公平７−２１８２９号公報、特開平１０−８４５２０号公報、特開平１０−１１５６９号公報、特開平１１−１３４４９１号公報は、そうした技術またはその関連技術を開示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公平８−１６９２８号公報は、筆様のパターンなどを画像内のランダムな位置に発生させる方法を開示する。特公平７−２１８２９号公報は、画像内の画素をブロック単位で処理する方法を開示する。特開平１０−８４５２０号公報は、画像内のエッジ成分を検出して反転させる方法を開示する。しかし、これらの方法では、変換後の画像にブロックが残る等して不自然な感じが否めず、また特殊効果も十分発揮されない。さらに、特開平１０−１１５６９号公報及び特開平１１−１３４４９１号公報は、いわゆる領域分割により絵画調画像を得る方法を開示するが、領域分割による方法では、複雑なアルゴリズムが必要であり、処理時間が膨大となる。
【０００４】
よって、より簡単な方法で、効果的かつ迅速に自然画像を絵画調画像となるように特殊効果を施す技術が望まれる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる画像変換装置及び画像変換方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、画像に特殊効果を与えて絵画調画像とする画像変換装置であって、所定の画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する方向選択部と、選択された方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化部と、画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする暗度強調部とを備える。
【０００７】
方向選択部は、複数の方向にそれぞれ並ぶ複数の画素群に含まれる画素の画素値差が最も小さい方向を選択してもよい。
【０００８】
平均化部は、所定の画素の画素値と、選択された方向に並ぶ画素群に含まれる所定の画素以外の画素の画素値との平均値を求め、所定の画素の画素値を平均値に変換してもよい。
【０００９】
暗度強調部は、基準画素の画素値と基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、基準画素の画素値が周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、基準画素の画素値をさらに低くしてもよい。
【００１０】
画素値は、各画素の輝度、色差又はＲＧＢ信号の各成分の少なくとも一つに関する値であってもよい。
【００１１】
方向選択部による方向選択処理と平均化部による平均化処理とを所定の回数繰り返す第１繰返し手段をさらに備えてもよい。
【００１２】
暗度強調部による暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し手段をさらに備えてもよい。
【００１３】
画像のＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度及び色差に関する値に変換する第１画素値変換部と、方向選択部による方向選択処理と平均化部による平均化処理とを所定の回数繰り返す第１繰返し手段と、暗度強調部による暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し手段と、第１繰返し手段及び第２繰返し手段とに輝度に関する値と色差に関する値とを用いて繰り返し処理を行わせる処理制御部と、輝度に関する値と色差に関する値とをＲＧＢ信号の各成分に再度変換させる第２画素値変換部とを備え、処理制御部は、第１繰返し手段及び第２繰返し手段とにＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて繰り返し処理を行わせてもよい。
【００１４】
本発明の第２の形態によると、画像データを入力する入力部と、画像を印刷する印刷部と、画像に特殊効果を与えて絵画調画像とする画像変換装置と、を含むプリンタであって、画像変換装置は、画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群を含む方向を選択する方向選択部と、選択された方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化部と、画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする暗度強調部とを備える。暗度強調部は、基準画素の画素値と基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、基準画素の画素値が周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、基準画素の画素値をさらに低くしてもよい。画像変換装置は、暗度強調部による暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し手段をさらに備えてもよい。
【００１５】
本発明の第３の形態によると、画像に特殊効果を与えて絵画調画像とする画像変換方法であって、所定の画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択するステップと、選択された方向に並ぶ画素群の画素値を平均化するステップと、画像内で周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くするステップとを備える。画像内で周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くするステップは、基準画素の画素値と基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、基準画素の画素値が周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、基準画素の画素値をさらに低くしてもよい。画像内で周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くするステップを所定の回数繰り返すステップをさらに備えてもよい。
【００１６】
本発明の第４の形態によると、画像に特殊効果を与えて絵画調画像とする、コンピュータにて実行可能なプログラムを格納した記録媒体であって、プログラムは、画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群を含む方向を選択する方向選択処理と、選択された方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化処理と、画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする暗度強調処理とをコンピュータに実行せしめる。暗度強調処理は、基準画素の画素値と基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、基準画素の画素値が周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、基準画素の画素値をさらに低くしてもよい。プログラムは、暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し処理をさらに備えてもよい。
【００１８】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るプリンタを示す。本実施形態におけるプリンタ５０は、写真などの自然画像に特殊効果を与えて絵画調画像に変換する画像変換機能を有する。
【００２１】
プリンタ５０は、プリンタ制御部４０と、印刷部４２と、表示部４４とを含む。プリンタ制御部４０は、画像変換装置１０を含む。画像変換装置１０は、処理制御部１２と、画素値変換部１３と、繰返し手段１６と、方向選択部２２と、平均化部２４と、記憶部２６と、暗度強調部２８と、更新部３０とを含む。
【００２２】
プリンタ５０は、図示していないが、画像入力部を含み、画像データなどのデータを外部から入力する。プリンタ５０は、メモリカードスロット（図示していない。）を含み、メモリカードに記録された画像データを入力してもよい。また、フロッピーディスク、ＰＣカード、スマートメディアなどから画像を入手してもよく、例えばＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリや小型のハードディスクから画像を入手してもよい。画像データは磁気的、電気的、光学的にデータを記録するどのような媒体から入力されてもよい。
【００２３】
印刷部４２は、紙等の媒体に画像データのカラー印刷を行う。印刷部４２は、例えばサーマルヘッドを備えている。表示部４４は、印刷に関する情報を表示する。印刷に関する情報には、印刷しようとする画像データが含まれる。表示部４４は、プリンタ５０に備え付けられていてもよく、プリンタ５０に接続されたテレビモニタや、コンピュータディスプレイなどの外部装置であってもよい。プリンタ制御部１２は、プリンタ５０の制御を行う。プリンタ５０の図示していない入力端子から入力された画像データは、プリンタ制御部４０の制御のもと、印刷部４２から印刷され、又は表示部４４に表示される。
【００２４】
画像変換装置１０は、画像に特殊効果を与えて絵画調画像とする。処理制御部１２は、画像入力部から画像データを受け取り、画像変換装置１０の各構成部の処理を制御する。画素値変換部１３は、画像データのＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度及び色差に関する値に変換する第１画素値変換部１４を有する。ここで、第１画素値変換部１４は、色差に関する値Ｃｒ及びＣｂが０〜２５５階調の間の値となるように変換するのが好ましい。また、画素値変換部１３は、画像データの輝度及び色差に関する値をＲＧＢ信号の各成分に変換する第２画素値変換部１５を有する。ここで、第２画素値変換部１５は、輝度に関する値（Ｙ）が零の時は、ＲＧＢ信号の各成分に関する値を零とするのが好ましい。画素値変換部１３は、画素値の補正を行う。画素値とは、例えば、各画素の輝度、色差又はＲＧＢ信号の各成分である。
【００２５】
繰返し手段１６は、第１繰返し手段１８と第２繰返し手段２０とを有する。第１繰返し手段１８は、方向選択部２２による方向選択処理と平均化部２４による平均化処理とを所定の回数繰り返す。第２繰返し手段２０は、暗度強調部２８による暗度強調処理を所定の回数繰り返す。
【００２６】
方向選択部２２は、所定の画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する。輪郭成分とは、例えば互いに画素値差が小さい画素群を含む成分である。複数の方向とは、横方向、縦方向及び斜め方向であってよく、方向選択部２２は、所定の画素と、当該所定の画素の横方向、縦方向及び斜め方向にそれぞれ隣接する複数の画素とから構成される画素群の画素値に応じて方向を選択してもよい。例えば、方向選択部２２は、所定の画素と、所定の画素に隣接する画素との画素値差が最も小さい方向を選択するのが好ましい。方向選択部２２は、所定の画素と、複数の方向にそれぞれ並ぶ複数の画素群に含まれる所定の画素以外の画素との画素値差が最も小さい方向を選択してもよい。
【００２７】
平均化部２４は、選択された方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する。平均化部２４は、所定の画素の画素値と、選択された方向に並ぶ画素群に含まれる所定の画素以外の画素の画素値との平均値を求め、当該平均値を所定の画素の画素値としてもよい。ここで画素値は、各画素の輝度、色差又はＲＧＢ信号の各成分の少なくとも一つに関する値であってよい。
【００２８】
暗度強調部２８は、画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする。暗度強調部２８は、基準画素の画素値と当該基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、基準画素の画素値が周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、基準画素の画素値をさらに低くしてもよい。ここで画素値は、例えば、各画素の輝度、色差又はＲＧＢ信号の各成分の少なくとも一つに関する値であってよい。特に画素値は、輝度又はＲＧＢ信号の各成分に関する値の少なくとも一つであることが好ましい。
【００２９】
記憶部２６は、平均化部２４又は暗度強調部２８により算出された所定の画素又は基準画素の画素値を記憶する。更新部３０は、平均化部２４又は暗度強調部２８が画像内の全ての画素を所定の画素又は基準画素としてそれぞれ平均化処理又は暗度強調処理を行ったときに、画像データの画素値を更新する。
【００３０】
処理制御部１２は、第１繰返し手段１８及び第２繰返し手段２０とに第１画素値変換部１４により変換された輝度に関する値と色差に関する値とを用いて繰り返し処理を行わせる。処理制御部１２は、輝度に関する値及び色差に関する値を用いた繰り返し処理が終了すると、第２画素値変換部１５に輝度に関する値と色差に関する値とをＲＧＢ信号の各成分に変換させる。さらに、処理制御部１２は、第１繰返し手段１８及び第２繰返し手段２０とに第２画素置変換部１５により変換されたＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて繰り返し処理を行わせる。
【００３１】
本実施形態における画像変換装置１０は、汎用コンピュータで実現してもよい。 記録媒体に格納されて提供されるプログラムは、機能構成として、画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群を含む方向を選択する方向選択処理と、選択された前記方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化処理とを有する。
【００３２】
図２は、画像変換装置１０による画像変換処理を示すフローチャートである。
第１画素値変換部１４は、原画像の各画素を、ＲＧＢ信号の各成分に関する値から輝度に関する値（Ｙ）と色差に関する値（Ｃｒ、Ｃｂ）に変換する（Ｓ２００）。画素値変換部１３は、輝度に関する値と色差に関する値をそれぞれ補正する（Ｓ２１０）。例えば、画像の各画素の輝度に関する値を、後述するように、図６に示すテーブルに従って補正する。また、例えば、画像の各画素の色差に関する値Ｃｒを［Ｃｒ’＝（（Ｃｒ−１２８）×１３２０／１０２４）＋１２８］に、Ｃｂを［Ｃｂ’＝（（Ｃｂ−１２８）×１３２０／１０２４）＋１２８］となるように補正する。ここで、画素値変換部１３は、Ｃｒ’及び Ｃｂ’が０〜２５５階調の間の値となるように補正するのが好ましい。
【００３３】
方向選択部２２及び平均化部２４は、輝度に関する値を用いて平均化処理を行う（以下「輝度平均化処理」とよぶ）（Ｓ２２０）。第１繰返し手段１８は、輝度平均化処理が所定回数行われたか否かを判断する（Ｓ２３０）。輝度平均化処理が所定回数行われていなければ、ステップ２２０に戻る。輝度平均化処理が所定回数行われていれば、次のステップ２４０に進む。
【００３４】
暗度強調部２８は、輝度に関する値を用いて暗度強調処理を行う（Ｓ２４０）。第２繰返し手段２０は、暗度強調処理が所定回数行われたか否かを判断する（Ｓ２５０）。暗度強調処理が所定回数行われていなければ、ステップ２４０に戻る。輝度処理が所定回数行われていれば、次のステップ２６０に進む。処理制御部１２は、輝度に関する値への処理が終了したか否かを判断する（Ｓ２６０）。輝度に関する値への処理が終了していなければ、ステップ２２０に戻る。輝度に関する値への処理が終了していれば、次のステップ２７０に進む。
【００３５】
方向選択部２２及び平均化部２４は、色差に関する値を用いて平均化処理を行う（以下「色差平均化処理」とよぶ）（Ｓ２７０）。第１繰返し手段１８は、色差平均化処理が所定回数行われたか否かを判断する（Ｓ２８０）。色差平均化処理が所定回数行われていなければ、ステップ２６０に戻る。色差平均化処理が所定回数行われていれば、次のステップ２９０に進む。本実施形態においては、暗度強調部２８は、色差に関する値への暗度強調処理を行わない。
【００３６】
処理制御部１２は、第２画素値変換部１５に、輝度に関する値（Ｙ）と色差に関する値（Ｃｒ、Ｃｂ）とをＲＧＢ信号の各成分に関する値に変換させる（Ｓ２９０）。方向選択部２２及び平均化部２４は、ＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて平均化処理を行う（以下「ＲＧＢ平均化処理」とよぶ）（Ｓ３００）。第１繰返し手段１８は、ＲＧＢ平均化処理が所定回数行われたか否かを判断する（Ｓ３１０）。ＲＧＢ平均化処理が所定回数行われていなければ、ステップ３００に戻る。ＲＧＢ平均化処理が所定回数行われていれば、次のステップ３２０に進む。
【００３７】
暗度強調部２８は、ＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて暗度強調処理を行う（Ｓ３２０）。第２繰返し手段２０は、暗度強調処理が所定回数行われたか否かを判断する（Ｓ３３０）。暗度強調処理が所定回数行われていなければ、ステップ３２０に戻る。暗度強調処理が所定回数行われていれば、次のステップ３４０に進む。処理制御部１２は、ＲＧＢ信号の各成分に関する値への処理が終了したか否かを判断する（Ｓ３４０）。ＲＧＢ信号の各成分に関する値への処理が終了していなければ、ステップ３００に戻る。ＲＧＢ信号の各成分に関する値への処理が終了していれば、画像変換処理を終了する。処理制御部１２は、絵画調画像を印刷部４２又は表示部４４に出力する。
【００３８】
本実施形態における画像変換処理によれば、領域分割による方法のように、領域を特定するような複雑な処理は必要ないため、簡単な処理で迅速に画像変換を行うことができる。
【００３９】
図３は、画像変換処理を行う画像の部分拡大図である。この画像は縦方向に１〜７…行、横方向にａ〜ｋ…列の複数の画素を持つ。各画素はａ１、ｂ１、ｃ１…と表す。また、各画素はそれぞれ画素値を持つ。画素値とは、輝度（Ｙ）又は色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に関する値でもよく、ＲＧＢ信号の各成分に関する値でもよい。
【００４０】
＜平均化処理＞
図４は、図２におけるステップ２２０、ステップ２７０及びステップ３００の平均化処理を詳細に示すフローチャートである。図３及び図４を参照して、方向選択部２２及び平均化部２４が行う平均化処理を説明する。
【００４１】
本実施形態における平均化処理では、まず所定の画素を設定する（Ｓ４００）。図３では、ｂ２を所定の画素とし、ｂ２の画素値をｘ４とする。方向選択部２２は、所定の画素ｂ２と、当該ｂ２に隣接するａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｃ２、ａ３、ｂ３、ｃ３とを含む画素群が並ぶ複数の方向から輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する。
【００４２】
方向選択部２２は、複数の方向に並ぶ画素群の画素値差を算出する（Ｓ４０２）。具体的には、方向選択部２２は、所定の画素ｂ２と複数の方向に並ぶｂ２以外の画素との画素値差を算出する。図３では、方向選択部２２が選択する複数の方向は、（ａ１、ｂ２、ｃ３）からなる右下がり斜め方向と、（ｂ１、ｂ２、ｂ３）からなる縦方向と、（ａ３、ｂ２、ｃ１）からなる右上がり斜め方向と、（ａ２、ｂ２、ｃ２）からなる横方向とを含む。ｂ２に隣接する各画素ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｃ２、ａ３、ｂ３、ｃ３の画素値をそれぞれｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８とする。このとき、例えば、右下がり斜め方向に並ぶ画素群の画素値差は、ｙ０＝｜ｘ０−ｘ４｜＋｜ｘ８−ｘ４｜、縦方向に並ぶ画素群の画素値差は、ｙ１＝｜ｘ１−ｘ４｜＋｜ｘ７−ｘ４｜、右上がり斜め方向に並ぶ画素群の画素値差は、ｙ２＝｜ｘ６−ｘ４｜＋｜ｘ２−ｘ４｜、横方向に並ぶ画素群の画素値差は、ｙ３＝｜ｘ３−ｘ４｜＋｜ｘ５−ｘ４｜の式に従って算出される。
【００４３】
方向選択部２２は、画素値差ｙ０、ｙ１、ｙ２及びｙ３のうち、最小値となる方向を選択する（Ｓ４０４）。本実施形態において、最小値となる方向が複数ある場合、方向選択部２２は、いずれの方向を選択してもよい。また別の実施形態において、最小値がある所定の値以上であれば、いずれの方向をも選択しなくてもよい。
【００４４】
本実施形態においては、図３で斜線で示すように、（ａ１、ｂ２、ｃ３）からなる右下がり斜め方向に並ぶ画素群が輪郭を形成するものとする。この場合、ａ１、ｂ２、ｃ３の画素値ｘ０、ｘ４、ｘ８は、例えば他の画素に比べて画素値が高い。従って、高い画素値を持つｂ２と、同様に高い画素値を持つａ１及びｃ３との画素値差は小さくなる。一方、例えば、高い画素値を持つｂ２と、低い画素値を持つｂ１及びｂ３との画素値差は大きくなる。そのため、本実施形態において、右下がり斜め方向に並ぶ画素群の画素値差ｙ０が最小値となり、方向選択部２２は、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向として右下がり斜め方向を選択する。
【００４５】
平均化部２４は、方向選択部２２が選択した方向に並ぶ画素群の画素値を平均化して、所定の画素の画素値とする（Ｓ４０６）。例えば、方向選択部２２が、図２における右下がり斜め方向を選択した場合、平均化部２４は、所定の画素ｂ２の画素値をｘ４’＝（ｘ０＋ｘ４＋ｘ８）／３として四捨五入する。また、ｘ４’＝（ｘ０＋ｘ４＋ｘ８＋１）／３として、小数点以下を切り捨ててもよい。
【００４６】
記憶部２６は、平均化部２４により平均化された所定の画素の画素値を記憶する（Ｓ４０８）。平均化部２４は、全ての画素を所定の画素として平均化処理が終了したか否かを判断する（Ｓ４１０）。全画素の平均化処理が終了していない場合、ステップ４００に戻り、方向選択部２２は、次の所定の画素を設定する。方向選択部２２は、ｃ２を次の所定の画素として、ｃ２と、ｃ２に隣接する画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する。ここで、方向選択部２２は、ｃ２を所定の画素として方向を選択する場合に、ｂ２の画素値として平均化前の画素値ｘ４を用いて画素値差を算出するのが好ましい。平均化部２４は、方向選択部２２が選択した方向に並ぶ画素群の画素値を平均化した値を所定の画素の画素値とする。ここで、平均化部２４は、ｂ２の画素値として平均化前の画素値ｘ４を用いて平均化した値を求めるのが好ましい。
【００４７】
方向選択部２２及び平均化部２４は、このようにして画像中の全ての画素を所定の画素として平均化処理を行っていく。２列目の全ての画素を所定画素として平均化処理が終了すると、次に３列目のａ３又はｂ３を所定の画素とする。
【００４８】
本実施形態においては、方向選択部２２は、例えばａ１などの画像内の角に位置する画素を所定の画素とする場合は、所定の画素ａ１と、ａ１に隣接するｂ１、ａ２、ｂ２とを含む画素群が並ぶ複数の方向から輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択してもよい。図３では、方向選択部２２が選択する複数の方向は、（ａ１、ｂ２）からなる右下がり斜め方向と、（ａ１、ａ２）からなる縦方向と、（ａ１、ｂ１）からなる横方向とを含む。例えば、右下がり斜め方向に並ぶ画素群の画素値差はｙ０＝｜ｘ０−ｘ４｜、縦方向に並ぶ画素群の画素値差はｙ１＝｜ｘ０−ｘ３｜、横方向に並ぶ画素群の画素値差はｙ３＝｜ｘ０−ｘ１｜の式に従って算出される。方向選択部２２は、画素値差ｙ０、ｙ１及びｙ３のうち、最小値となる方向を選択する。
【００４９】
方向選択部２２はまた、例えばｂ１、ｃ１、ｄ１…、又はａ２、ａ３、ａ４…などの画像内の端に位置する画素を所定の画素とする場合は、例えばｂ１を所定の画素とするとき、ｂ１とｂ１に隣接する画素ａ１、ｃ１、ａ２、ｂ２、ｃ２とを含む画素群が並ぶ複数の方向から輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択してもよい。図３では、方向選択部２２が選択する複数の方向は、（ｂ１、ｃ２）からなる右下がり斜め方向と、（ｂ１、ｂ２）からなる縦方向と、（ｂ１、ａ２）からなる右上がり斜め方向と、（ａ１、ｂ１、ｃ１）からなる横方向とを含む。例えば、右下がり斜め方向に並ぶ画素群の画素値差はｙ０＝｜ｘ１−ｘ５｜×２、縦方向に並ぶ画素群の画素値差はｙ１＝｜ｘ１−ｘ４｜×２、右上がり斜め方向に並ぶ画素群の画素値差はｙ２＝｜ｘ１−ｘ３｜×２、横方向に並ぶ画素群の画素値差はｙ３＝｜ｘ０−ｘ１｜＋｜ｘ１−ｘ２｜の式に従って算出される。方向選択部２２は、画素値差ｙ０、ｙ１、ｙ２及びｙ３のうち、最小値となる方向を選択する。
【００５０】
また別の実施形態においては、方向選択部２２は、例えばａ１、ｂ１、ｃ１…、又はａ１、ａ２、ａ３…などの、画像内の端に位置する画素の平均化処理を行わなくてもよい。
【００５１】
ステップ４１０で、全ての画素を所定の画素として平均化処理が終了した場合、ステップ４１２に進む。ここで、更新部３０は、各画素の画素値を記憶部２６が記憶する平均化平均化後の画素値に更新する。従って、平均化処理中は、原画像の画素値を用いることができる。
【００５２】
平均化処理を行うことにより、原画像が、徐々に滑らかになり、滑らかな模様を有する画像を得ることができる。また、平均化処理を行うことにより、原画像の輪郭成分の画素値が平均化されて直線状となる。絵画では、輪郭を直線状に描く傾向があるので、平均化処理により、絵画調画像を得ることができる。
【００５３】
尚、輝度に関する値と色差に関する値はそれぞれ独立しているので、ステップ２２０〜２６０における輝度に対する処理とステップ２７０及び２８０の色差に対する処理とは同時に行ってもよく、いずれか一方を先に行ってもよい。例えば、ステップ２７０及び２８０の色差に対する処理を行った後に、ステップ２２０〜２６０における輝度に対する処理を行ってもよい。
【００５４】
本実施形態における平均化処理によれば、輪郭成分の方向性を保ったままで、平均化することができる。また、所定の画素の画素値を順次変換していくため、領域分割による方法のように、領域を特定するような複雑な処理は必要でない。従って、簡単な処理で迅速に、また少ないハードウェアで画像変換を行うことができる。
【００５５】
＜暗度強調処理＞
図５は、図２におけるステップ２４０及びステップ３２０の暗度強調処理を詳細に示すフローチャートである。図３及び図５を参照して、暗度強調部２８が行う暗度強調処理を説明する。
【００５６】
本実施形態における暗度強調処理では、まず基準画素を設定する（Ｓ４２０）。図３では、ｂ２を基準画素とし、ｂ２の画素値をｘ４とする。暗度強調部２８は、基準画素ｂ２に隣接するａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｃ２、ａ３、ｂ３、ｃ３を周囲画素とし、各画素ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｃ２、ａ３、ｂ３、ｃ３の画素値をそれぞれｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８とする。
【００５７】
暗度強調部２８は、基準画素と周囲画素の暗度をそれぞれ算出する（Ｓ４２２）。具体的には、暗度強調部２８は、基準画素の画素値と周囲画素の画素値の平均画素値とを算出する。図３において、基準画素の画素値はｘ４である。周囲画素の画素値は、ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｃ２、ａ３、ｂ３、ｃ３のそれぞれの画素値ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８の平均値である。つまり周囲画素の平均画素値は、［（ｘ０＋ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ５＋ｘ６＋ｘ７＋ｘ８）／８］となる。
【００５８】
暗度強調部２８は、基準画素の画素値と周囲画素の平均画素値とを比較する（Ｓ４２４）。基準画素の画素値が周囲画素の平均画素値よりも高ければ、暗度強調処理を行わず、ステップ４００に戻り、次の基準画素を設定する。ステップ４２４において、基準画素の画素値が周囲画素の平均画素値よりも低ければ、ステップ４２６に進む。暗度強調部２８は、基準画素の画素値を低くして、暗度を強調する（Ｓ４２６）。図３では、暗度強調部２８は、基準画素ｂ２の画素値をｘ４’’＝ｘ４×９−（ｘ０＋ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ５＋ｘ６＋ｘ７＋ｘ８）とする。
【００５９】
記憶部２６は、暗度強調部２８により暗度が強調された基準画素の画素値を記憶する（Ｓ４２８）。暗度強調部２８は、全ての画素を基準値として暗度強調処理が終了したか否かを判断する（Ｓ４３０）。全画素の暗度強調処理が終了していない場合、ステップ４２０に戻り、暗度強調部２８は、次の基準画素を設定する。暗度強調部２８は、ｃ２を次の基準画素として、ｃ２と、ｃ２に隣接する周囲画素の暗度をそれぞれ算出する。ここで、暗度強調部２８は、ｃ２を基準画素として周囲画素の暗度を算出する場合に、ｂ２の画素値として暗度強調処理前の画素値ｘ４を用いて暗度を算出するのが好ましい。
【００６０】
暗度強調部２８は、このようにして画像中の全ての画素を基準画素として暗度強調処理を行っていく。２列目の全ての画素を基準画素として暗度強調処理が終了すると、次に３列目のａ３又はｂ３を基準画素とする。本実施形態においては、暗度強調部２８は、例えばａ１、ｂ１、ｃ１…、又はａ１、ａ２、ａ３…などの画像内の端に位置する画素の暗度強調処理を行わなくてもよい。
【００６１】
ステップ４３０で、全ての画素を基準画素として暗度強調処理が終了した場合、ステップ４３２に進む。ここで、更新部３０は、各画素の画素値を記憶部２６が記憶する暗度強調処理後の画素値に更新する。従って、暗度強調部２８は、暗度強調処理中は、暗度強調処理前の画像の画素値を用いることができる。
【００６２】
暗度強調処理を行うことにより、画像中の暗い部分がより強調される。絵画では、影がある暗い部分はより暗く描く傾向があるので、暗度強調処理により、絵画調画像を得ることができる。
【００６３】
＜輝度補正処理＞
図６は、０〜２５５階調で表される各画素の輝度の階調を変換する階調変換テーブルである。この階調変換テーブルは、中間調を少なくするように設定する。つまり、入力階調が階調０〜４０まで及び階調２１５〜２５５までの間は、階調の下限及び上限付近であるため、緩やかな傾きで変換して出力階調とする。一方、入力階調が階調４０〜２１５までの間は、急な傾きで変換して出力階調とする。階調０の画素は、階調変換により階調１５とされる。同様に階調４０の画素は階調３０に、階調２１５の画素は階調２２５に、階調２５５の画素は階調２４０に、それぞれ階調変換される。
【００６４】
図６の階調変換テーブルは、中間調を少なくするように設定されているため、画像の濃淡の差を強調することができ、その後の平均化及び暗度強調処理により絵画調の画像を得ることができる。
【００６５】
図２に戻り、本実施形態における実施例を説明する。
図７に、本実施形態における実施例に用いる原画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真を参考として示す。
【００６６】
＜第１実施例＞
第１実施例においては、画像変換装置１０は、ステップ２００のＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に変換する処理を行う。
【００６７】
画像変換装置１０は、輝度（Ｙ）に関する値にステップ２２０の輝度平均化処理を９回行い、次いでステップ２４０の暗度強調処理を２回行い、さらにステップ２２０の輝度平均化処理を９回行う。画像変換装置１０は、その後、ステップ２４０の暗度強調処理を１回行った後にステップ２２０の輝度平均化処理を９回行う処理を４回繰り返す。この処理で輝度への画像変換処理が終了する。
【００６８】
画像変換装置１０は、色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に関する値にステップ２１０の補正を行う。画像変換装置１０は、その後、ステップ２７０の色差平均化処理をＣｒ及びＣｂそれぞれに５回ずつ行う。この処理で色差への画像変換処理が終了する。
【００６９】
輝度に関する値と色差に関する値はそれぞれ独立しているので、方向選択部２２及び平均化部２４は、輝度に関する値と色差に関する値への平均化処理を同時に行ってもよく、どちらか一方を先に行ってもよい。
【００７０】
画像変換装置１０は、ステップ２９０の輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に関する値をＲＧＢ信号の各成分に関する値に変換する処理を行う。次に、画像変換装置１０は、ＲＧＢ信号の各成分それぞれに、ステップ３００のＲＧＢ平均化処理を９回行い、次いでステップ３２０の暗度強調処理を１回行い、さらにステップ３００のＲＧＢ平均化処理を９回行う。
【００７１】
図８は、以上の第１実施例の処理により得られた絵画調画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真を示す。本実施例では、輝度に関する値への輝度平均化処理と暗度強調処理により、輪郭成分に黒い線ができる。その後のＲＧＢ信号の各成分それぞれへのＲＧＢ平均化処理及び暗度強調処理により、輪郭成分の黒い線を保存したまま原画像の色が変化するため、より絵画らしく変換される。
【００７２】
＜第２実施例＞
第２実施例においては、画像変換装置１０は、ステップ２００で、ＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に変換する。
【００７３】
画像変換装置１０は、輝度（Ｙ）に関する値にステップ２２０の輝度平均化処理を８回行う。画像変換装置１０は、その後、ステップ２４０の暗度強調処理を１回行った後にステップ２２０の輝度平均化処理を８回行う処理を６回繰り返す。この処理で輝度への画像変換処理が終了する。
【００７４】
画像変換装置１０は、色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に関する値にステップ２１０の補正を行う。画像変換装置１０は、その後、ステップ２７０の色差平均化処理をＣｒ及びＣｂそれぞれに５回ずつ行う。この処理で色差への画像変換処理が終了する。
【００７５】
図９は、以上の第２実施例の処理により得られた絵画調画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真を示す。本実施例では、原画像の雰囲気を保ったまま原画像を適度に壊し、元々微細な部分は滑らかになり、元々平坦だった部分は適度に不規則に分割された模様ができる。そのため、変換後の画像は絵画調となる。
【００７６】
＜第３実施例＞
第３実施例においては、画像変換装置１０は、ステップ２００で、ＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に変換する。
【００７７】
画像変換装置１０は、輝度（Ｙ）に関する値にステップ２２０の輝度平均化処理を９回行い、次いでステップ２４０の暗度強調処理を２回行い、さらにステップ２２０の輝度平均化処理を９回行う。画像変換装置１０は、その後、ステップ２４０の暗度強調処理を１回行った後にステップ２２０の輝度平均化処理を９回行う処理を４回繰り返す。この処理で輝度への画像変換処理が終了する。
【００７８】
画像変換装置１０は、色差（Ｃｒ、Ｃｂ）に関する値にステップ２１０の補正を行う。画像変換装置１０は、その後、ステップ２７０の色差平均化処理をＣｒ及びＣｂそれぞれに５回ずつ行う。この処理で色差への画像変換処理が終了する。
【００７９】
図１０は、以上の第３実施例の処理により得られた絵画調画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真を示す。本実施例では、原画像の雰囲気を保ったまま原画像を適度に壊し、元々微細な部分は滑らかになり、元々平坦だった部分は適度に不規則に分割された模様ができる。また、輪郭成分には黒い線ができ、より絵画らしく変換される。
このように平均化処理と暗度強調処理を複数回繰り返すと、程良く絵画調に変換された画像を得ることができる。
【００８０】
ただし、写真などの自然画像を絵画調画像に変換する場合、もとの自然画像をどの程度変換するかは、ユーザの好みによる。従って、平均化処理及び暗度強調処理を何回行うかをユーザが選択できるようにしてもよい。ユーザは、表示部４４に表示された変換後の画像を見ながら、平均化処理及び暗度強調処理をさらに行うか否かを決定してもよい。
【００８１】
以上に本実施形態の具体例を説明したが、本実施形態は、以下のような利点を有する。
本実施形態では、平均化処理を行うので、原画像が滑らかになり、実際に画家が描いたように感じられる所望の絵画調画像を得ることができる。所定の画素の画素値を変換していくため、元の画像の情報は損なわれるが、ここでは特殊効果を施すことを目的としているため問題とはならない。領域分割による方法のように、領域を特定するような複雑な処理は必要ない。従って、簡単な処理で迅速に画像変換を行うことができる。
また、平均化処理と暗度強調処理を輝度、色差及びＲＧＢ信号の各成分に関する値それぞれに複数回繰り返すため、絵画調に変換する特殊効果が増大する。
【００８２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８３】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば自然画像を簡単な方法で迅速に好適な絵画調画像に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るプリンタを示す機能ブロック図である。
【図２】 画像変換装置による画像変換処理を示すフローチャートである。
【図３】 画像変換装置により絵画調画像に変換される画像の部分拡大図である。
【図４】 平均化処理を示すフローチャートである。
【図５】 暗度強調処理を示すフローチャートである。
【図６】 平均化処理に先立ち、画像の各画素に対して行う画素値変換用のテーブルを示す図である。
【図７】 本実施形態の実施例で用いられる変換前の原画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真である。
【図８】 本実施形態の第１実施例により得られた画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真である。
【図９】 本実施形態の第２実施例により得られた画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真である。
【図１０】 本実施形態の第３実施例により得られた画像をディスプレイ上に表示した中間調画像の写真である。
【符号の説明】
１０ 画像変換装置
１２ 処理制御部
１３ 画素値変換部
１４ 第１画素値変換部
１５ 第２画素値変換部
１６ 繰返し手段
１８ 第１繰返し手段
２０ 第２繰返し手段
２２ 方向選択部
２４ 平均化部
２６ 記憶部
２８ 暗度強調部
３０ 更新部
４０ プリンタ制御部
４２ 印刷部
４４ 表示部

Claims (19)

1. 画像において、所定の画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する方向選択部と、
   選択された前記方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化部と、
   前記画像のＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度及び色差に関する値に変換する第１画素値変換部と、
   前記輝度に関する値と色差に関する値とをＲＧＢ信号の各成分に再度変換させる第２画素値変換部と、
   前記第１画素値変換部による変換処理をおこなわせた後に、前記輝度に関する値を用いて方向選択部による方向選択処理と前記平均化部による平均化処理とをおこなわせ、前記色差に関する値を用いて方向選択部による方向選択処理と前記平均化部による平均化処理とをおこなわせ、前記第２画素値変換部による変換処理をおこなわせた後に、前記ＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて前記方向選択部による方向選択処理と前記平均化部による平均化処理とをおこなわせる処理制御部と
   を備える画像変換装置。
2. 前記方向選択部は、前記複数の方向にそれぞれ並ぶ複数の前記画素群に含まれる画素の画素値差が最も小さい方向を選択する請求項１に記載の画像変換装置。
3. 前記平均化部は、前記所定の画素の画素値と、選択された前記方向に並ぶ画素群に含まれる前記所定の画素以外の画素の画素値との平均値を求め、前記所定の画素の画素値を前記平均値に変換する請求項１又は請求項２に記載の画像変換装置。
4. 前記画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする暗度強調部をさらに備える請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像変換装置。
5. 前記暗度強調部は、基準画素の画素値と前記基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、前記基準画素の画素値が前記周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、前記基準画素の画素値をさらに低くする請求項４に記載の画像変換装置。
6. 前記暗度強調部による暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し手段をさらに備える請求項４又は請求項５に記載の画像変換装置。
7. 前記方向選択部による方向選択処理と前記平均化部による平均化処理とを所定の回数繰り返す第１繰返し手段をさらに備える請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像変換装置。
8. 画像データを入力する入力部と、画像を印刷する印刷部と、画像変換装置とを含むプリンタであって、
   前記画像変換装置は、
   画像において、所定の画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する方向選択部と、
   選択された前記方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化部と、
   前記画像のＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度及び色差に関する値に変換する第１画素値変換部と、
   前記輝度に関する値と色差に関する値とをＲＧＢ信号の各成分に再度変換させる第２画素値変換部と、
   前記第１画素値変換部による変換処理をおこなわせた後に、前記輝度に関する値を用いて方向選択部による方向選択処理と前記平均化部による平均化処理とをおこなわせ、前記 色差に関する値を用いて方向選択部による方向選択処理と前記平均化部による平均化処理とをおこなわせ、前記第２画素値変換部による変換処理をおこなわせた後に、前記ＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて前記方向選択部による方向選択処理と前記平均化部による平均化処理とをおこなわせる処理制御部と
   を備えるプリンタ。
9. 前記画像変換装置は、前記画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする暗度強調部をさらに備える請求項８に記載のプリンタ。
10. 前記暗度強調部は、基準画素の画素値と前記基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、前記基準画素の画素値が前記周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、前記基準画素の画素値をさらに低くする請求項９に記載のプリンタ。
11. 前記画像変換装置は、前記暗度強調部による暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し手段をさらに備える請求項９又は請求項１０に記載のプリンタ。
12. 画像において、所定の画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する方向選択工程と、
    選択された前記方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化工程と、
    前記画像のＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度及び色差に関する値に変換する第１画素値変換工程と、
    前記輝度に関する値と色差に関する値とをＲＧＢ信号の各成分に再度変換させる第２画素値変換工程と、
    前記第１画素値変換工程による変換処理をおこなわせた後に、前記輝度に関する値を用いて方向選択工程による方向選択処理と前記平均化工程による平均化処理とをおこなわせ、前記色差に関する値を用いて方向選択工程による方向選択処理と前記平均化工程による平均化処理とをおこなわせ、前記第２画素値変換工程による変換処理をおこなわせた後に、前記ＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて前記方向選択工程による方向選択処理と前記平均化工程による平均化処理とをおこなわせる処理制御工程と
    を備える画像変換方法。
13. 前記画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする暗度強調工程をさらに備える請求項１２に記載の画像変換方法。
14. 前記暗度強調工程は、基準画素の画素値と前記基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、前記基準画素の画素値が前記周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、前記基準画素の画素値をさらに低くする請求項１３に記載の画像変換方法。
15. 前記暗度強調工程による暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し工程をさらに備える請求項１３又は請求項１４に記載の画像変換方法。
16. 画像において、所定の画素を含む画素群が並ぶ複数の方向から、輪郭成分を形成する画素群が並ぶ方向を選択する方向選択工程と、
    選択された前記方向に並ぶ画素群の画素値を平均化する平均化工程と、
    前記画像のＲＧＢ信号の各成分に関する値を輝度及び色差に関する値に変換する第１画素値変換工程と、
    前記輝度に関する値と色差に関する値とをＲＧＢ信号の各成分に再度変換させる第２画素値変換工程と、
    前記第１画素値変換工程による変換処理をおこなわせた後に、前記輝度に関する値を用いて方向選択工程による方向選択処理と前記平均化工程による平均化処理とをおこなわせ 、前記色差に関する値を用いて方向選択工程による方向選択処理と前記平均化工程による平均化処理とをおこなわせ、前記第２画素値変換工程による変換処理をおこなわせた後に、前記ＲＧＢ信号の各成分に関する値を用いて前記方向選択工程による方向選択処理と前記平均化工程による平均化処理とをおこなわせる処理制御工程と
    をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータにて読取可能な記録媒体。
17. 前記画像内で、周辺の画素より画素値の低い画素の画素値をさらに低くする暗度強調工程をさらにコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータにて読取可能な請求項１６に記載の記録媒体。
18. 前記暗度強調工程は、基準画素の画素値と前記基準画素に隣接する周囲画素の画素値を比較し、前記基準画素の画素値が前記周囲画素の画素値の平均値よりも低い場合に、前記基準画素の画素値をさらに低くする請求項１７に記載の記録媒体。
19. 前記暗度強調工程による暗度強調処理を所定の回数繰り返す第２繰返し工程をさらにコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した請求項１７又は請求項１８に記載の記録媒体。

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