JP4415699B2 - Seamless texture composition method, image composition program, and image composition system - Google Patents
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Description
本発明は、建築物等の内装に用いられる建材用印刷物に印刷する画像を合成する画像合成装置に関し、特に、画像のつなぎ目が目立たないような画像を合成するシームレステクスチャの合成方法、画像合成プログラム、画像合成システムに関する。 The present invention relates to an image synthesizing apparatus for synthesizing an image to be printed on a printed material for building materials used for interiors such as buildings, and in particular, a seamless texture synthesizing method and an image synthesizing program for synthesizing images in which the joints of the images are not noticeable. The present invention relates to an image composition system.
従来から、床、壁、天井などの建材等を内装に用いる際、その表面には抽象柄等の柄が印刷されたり、その柄を化粧シートに印刷し貼り付けられる。ここで、内装品に印刷される用いられる画像は、画像を複数枚つなぎ合わせて一つの大きな画像が合成され、この合成された画像が印刷される。この際、印刷される画像は、内装に用いられることから、一般に画像のつなぎ目が目立たないことや、柄癖が目立たないことが、自然な仕上がりや見栄えがよい点において望ましい。 Conventionally, when a building material such as a floor, a wall, or a ceiling is used as an interior, a pattern such as an abstract pattern is printed on the surface, or the pattern is printed and pasted on a decorative sheet. Here, the used image printed on the interior product is a combination of a plurality of images, a single large image is combined, and the combined image is printed. At this time, since the image to be printed is used for the interior, it is generally desirable that the joint of the image is inconspicuous and that the handle is inconspicuous in terms of a natural finish and a good appearance.
このような抽象柄を得るために、従来の合成方法においては、画像を重ね合わせて合成画像を得る際に、例えば、画像を重ね合わせる際に繋ぎ目が目立たないように合成する方法(例えば、特許文献1、2、3参照)が提供されている。
しかしながら、特許文献1、2、3に示す画像合成方法においては、2つの画像を繋ぎ合わせる合成方法が開示されているものの、出力画像を得るために、1枚の出力画像を連続して繋ぎ合わせた場合については具体的には開示されていない。従って、出力画像を繋ぎ合わせた場合、その境界部分において周期的なテクスチャパターン(柄ぐせ)が現れてしまう場合がある。
However, although the image synthesizing methods disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、出力画像を複数連続して出力する場合においても、出力画像同士の繋ぎ目が目立たないようにすることができるシームレステクスチャの合成方法、画像合成プログラム、画像合成システムを提供することにある。
また、本発明は、パッチを出力画像にタイリングする際に、各パッチ間の繋ぎ目が目立たないようにタイリングするシームレステクスチャの合成方法、画像合成プログラム、画像合成システムを提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a seamless texture that can prevent a joint between output images from being noticeable even when a plurality of output images are continuously output. A synthesis method, an image synthesis program, and an image synthesis system.
It is another object of the present invention to provide a seamless texture composition method, an image composition program, and an image composition system that perform tiling so that joints between patches do not stand out when tiling patches to an output image. .
上述した課題を解決するために、本発明は、入力画像からランダムに類似度の高いパッチを選択してタイリングし出力画像を生成するテクスチャ合成法において、出力画像の外周部からパッチをタイリングすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention relates to a texture synthesis method in which patches having high similarity are randomly selected from an input image and tiled to generate an output image, and the patches are tiled from the outer periphery of the output image. It is characterized by doing.
また、本発明は、入力画像からランダムに類似度の高いパッチを選択してタイリングし出力画像を生成するテクスチャ合成法において、出力画像の外周部から内部までフェザーリング法かつイメージキルティング法、または、フェザーリング法かつグラフカット法によりパッチをタイリングすることを特徴とする。 Further, the present invention provides a texture synthesis method in which a patch having a high similarity is randomly selected from an input image and tiled to generate an output image, and a feathering method and an image quilting method from the outer periphery to the inside of the output image, or The patch is tiled by a feathering method and a graph cut method.
また、本発明は、入力画像からランダムに類似度の高いパッチを選択して外周部からタイリングし出力画像を生成するテクスチャ合成方法において、最外周部のパッチをフェザーリング法により貼り付け、内部のパッチを、フェザーリング法かつイメージキルティング法または、フェザーリング法かつグラフカット法によりタイリングすることを特徴とする。 Further, the present invention relates to a texture synthesis method in which patches having a high similarity are randomly selected from an input image and tiled from the outer periphery to generate an output image. These patches are tiled by a feathering method and an image quilting method, or a feathering method and a graph cut method.
また、本発明は、入力画像からランダムに類似度の高いパッチを選択して外周部からタイリングし出力画像を生成するテクスチャ合成方法において、最外周部のパッチを、イメージキルティング法により張り付け、内部のパッチを、フェザーリング法かつイメージキルティング法または、フェザーリング法かつグラフカット法によりタイリングすることを特徴とする。 Further, the present invention provides a texture synthesis method in which patches having a high similarity are randomly selected from an input image and tiled from an outer peripheral portion to generate an output image. The outermost peripheral patch is pasted by an image quilting method, These patches are tiled by a feathering method and an image quilting method, or a feathering method and a graph cut method.
また、本発明は、入力画像からランダムに類似度の高いパッチを選択してタイリングし出力画像を生成する画像合成システムに用いられる画像合成プログラムであって、前記出力画像の外周部に前記パッチをタイリングする第1のタイリングステップと、前記第1のタイリングステップによって出力画像の外周部がタイリングされた後に、前記出力画像の内部に前記パッチをタイリングする第2のタイリングステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The present invention is also an image composition program used in an image composition system for selecting and tiling patches with high similarity from an input image and generating an output image, wherein the patch is placed on an outer periphery of the output image. A first tiling step for tiling, and a second tiling step for tiling the patch inside the output image after the outer periphery of the output image has been tiled by the first tiling step. And making the computer execute.
また、本発明は、入力画像からランダムに類似度の高いパッチを選択してタイリングし出力画像を生成する画像合成システムにおいて、前記出力画像の外周部に前記パッチをタイリングする第1のタイリング部と、前記第1のタイリング部によって出力画像の外周部がタイリングされた後に、前記出力画像の内部に前記パッチをタイリングする第2のタイリング部と、を有することを特徴とする。 Further, the present invention provides a first tie that tiles the patch on the outer periphery of the output image in an image composition system that generates an output image by randomly selecting a patch having high similarity from an input image. A ring portion; and a second tiling portion that tiles the patch inside the output image after the outer peripheral portion of the output image is tiled by the first tiling portion. To do.
以上説明したように、この発明によれば、入力画像からランダムに類似度の高いパッチを選択してタイリングし出力画像を生成する場合に、出力画像の外周部からパッチをタイリングするようにしたので、類似度が高いパッチを、外周部にタイリングすることができ、これにより、タイル周辺(天地左右)のシームレス性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, patches are tiled from the outer periphery of an output image when a patch having a high similarity is randomly selected from the input image and tiled to generate an output image. Therefore, a patch having a high degree of similarity can be tiled on the outer peripheral portion, thereby improving the seamlessness around the tile (top and bottom).
また、この発明によれば、出力画像の外周部から内部までフェザーリング法かつイメージキルティング法、または、フェザーリング法かつグラフカット法によりパッチをタイリングするようにしたので、パッチのタイリングの位置に応じた画像合成方法を適用することができ、これにより、パッチ同士の繋ぎ目をより目立ちにくくすることができる。 Further, according to the present invention, since the patch is tiled by the feathering method and the image quilting method, or the feathering method and the graph cut method from the outer peripheral portion to the inner portion of the output image, the position of the patch tiling An image synthesis method according to the above can be applied, and this makes it possible to make the joints between patches more inconspicuous.
また、この発明によれば、最外周部のパッチをフェザーリング法により貼り付け、内部のパッチを、フェザーリング法かつイメージキルティング法または、フェザーリング法かつグラフカット法によりタイリングするようにしたので、シームレス性をさらに向上させ、高速化を図ることができる。 Also, according to the present invention, the outermost patch is attached by the feathering method, and the internal patch is tiled by the feathering method and the image quilting method or the feathering method and the graph cut method. The seamlessness can be further improved and the speed can be increased.
以下、本発明の一実施形態による画像合成システムを図面を参照して説明する。図1は、この発明の一実施形態による画像合成システム1の構成を示す概略ブロック図である。
この図において、画像合成システム1は、画像入力部10から入力された入画像からパッチ抽出部20によってランダムに類似度の高いパッチを選択して抽出し、タイリング部30によってテクスチャの外周部からタイリングをしつつ、タイリングしたパッチとテクスチャに既にタイリングされた画像とが重なる部分について合成処理部40によって順次画像合成し、テクスチャをテクスチャ出力部50から出力する。以下、画像合成システム1の各部について説明する。
Hereinafter, an image composition system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of an
In this figure, the image synthesizing
画像入力部10は、サンプルとなる入力画像を入力する。この入力画像は、例えば、図2(a)に示すような画像であり、後述するテクスチャ出力部50から出力するテクスチャを生成するための基本画像である。
The
パッチ抽出部20は、画像入力部10から入力された入力画像のなかから、テクスチャに貼り付ける画像の単位となるサイズの画像であるパッチを選択し、選択したパッチをタイリング部30に出力する。ここでは、パッチは、例えば、図2(a)の符号aに示すように、入力画像の中から所定のサイズで抽出され、図2(b)に示すように、出力画像に貼り付けられることでテクスチャとして合成される。
The
また、パッチ抽出部20は、パッチを選択する場合、出力画像として既に貼り付けられた画像と次に貼り付けるパッチとが重なる部分である境界領域内の各画素の画素値を比較し、類似度が高いパッチを入力画像の中から選択する。図3は、境界領域の一例を示す図面である。この図に示すように、境界領域は、図3(a)におけるパッチB1が出力画像に貼り付けられていた場合、そのパッチB1の一端と貼り付けるパッチB2の他端とが境界領域の幅を示す任意の画素数とが重ねられる領域である(図3(b))。
In addition, when selecting a patch, the
ここでいう類似度とは、パッチ対応する画素同士の類似の度合いを示すものであり、以下に示す(1)式にて算出される。
類似度が高いか否かについては、下記に示す(2)式によって算出される閾値に基づいて決定される。
合成処理部40は、フェザーリング処理部41と、グラフカット処理部42と、イメージキルティング処理部43とから構成され、外周タイリング部31、内部タイリング部32からの画像合成指示に応じて、境界領域内の画像を合成する処理を行う。
The composition processing unit 40 includes a
フェザーリング処理部41は、フェザーリング法による画像合成を行う。すなわち、フェザーリング処理部41は、一方のパッチと他方のパッチの重なる画素において、境界領域の各ピクセル毎に各パッチの距離に比例した重みをつけて、画素値を算出する。ここでは、図5に示すように、フェザーリング処理部41は、パッチB1とパッチB2とにおいて、画像合成した後の画素数Pを
P=w×PB1+(1−w)×PB2
なる式に基づいて算出する。ここでwは、一方のパッチを基準にして決定される値であり、
w=(一方のエッジからの距離を示す画素の数)÷(境界領域の幅の画素の数)
これにより、一方のパッチと他方のパッチとが重なる画素のそれぞれについて、パッチのエッジからの距離に応じて両方の画素値を考慮しつつ画素を算出するようにしたので、エッジからの距離に比例した重みをつけて境界領域を混じり合わせることができ、これにより、パッチ同士についてスムーズなつなぎ合わせを行うことができる。
The
It calculates based on the following formula. Here, w is a value determined based on one patch,
w = (number of pixels indicating the distance from one edge) / (number of pixels having the width of the border area)
As a result, for each pixel where one patch and the other patch overlap, the pixel is calculated in consideration of both pixel values according to the distance from the edge of the patch, and is proportional to the distance from the edge. The boundary areas can be mixed together by applying the weights, so that the patches can be smoothly joined together.
グラフカット処理部42は、グラフカット法によって画像合成を行う。すなわち、グラフカット処理部42は、一方のパッチと他方のパッチを重ねた際、隣り合う画素であって、それぞれの画素のパッチ同士が重なり合った各2つのピクセルの差を隣り合う画素のそれぞれを算出し、最小とする画素を各列選んでカット線を生成する。具体的には、図6を用いて説明する。この図6において、1〜9までの画素を境界領域としてパッチAとパッチBとを重ね合わせる場合、画素1に対して隣り合う画素4とについて、パッチAとパッチBのコストMを下記の(3)式に基づいて計算する。
ここで、sは隣り合う画素のうち一方の画素における画素値、tは隣り合う画素のうち他方の画素における画素値である。したがって、図6における、画素1と画素4の間におけるコストMは、画素1の位置におけるパッチAの画素値とパッチBにおける画素値の差と、画素4の位置におけるパッチAの画素値とパッチBにおける画素値の差との和によって算出される。このコストMが最も少ないルートを通る境界線をカット線とし、パッチをカットして、パッチA、パッチBとを繋ぎ合わせる。このように、隣接する2つのピクセルnついてのコストを求めるようにしたので、パッチ間において画素値が近い部分で切り離すことができるので、繋ぎ合わせた場合に違和感を低減させることができ、精度を向上させることができる。
Here, s is a pixel value in one of the adjacent pixels, and t is a pixel value in the other of the adjacent pixels. Therefore, the cost M between the
イメージキルティング処理部43は、イメージキルティング法によって画像合成を行う。すなわち、イメージキルティング処理部43は、重ね合わせる2つのパッチ上下両面像間の差が最も小さいカット線を検出し、検出したカット線にそってパッチを縫い合わせ(繋ぎ合わせ)する。ここで、下段ピクセル列に移って選択する時は前に選んだピクセルの下段の位置の3つのピクセルの中から差の最小のものを選択する。
The image
図7は、イメージキルティング処理部43の処理を説明するための図面である。この図において、境界領域の各画素には、座標値ei,jが対応しており、各e0,j(図7ではjは0から5)から下方3ピクセルのうち、重なった境界領域の画素値の差(エラー)が最も小さいものを選択し、その選択された画素を基準として、下方3ピクセルのうちエラーが最も小さいものを選択する。この処理をiが0になるまで(図7においては6から0まで)順次繰り返し、そのエラーの累計を計算して保存する(エラー曲面の谷の部分を通る線がカット線となる)。そして、そのエラー累計が最も小さいルートをカット線として決定する。ここでは、エラーが最小となるルートは、下記の(4)式によって算出される座標のいずれかを順次選択して決定される。
Ei,j=ei,j+min(Ei−1,j−1,Ei−1,j,Ei−1,j+1) ・・・(4)
エラーは、上記(4)によって算出される画素毎に下記の(5)式によって計算し、エラー曲面を形成する。
e=(P1−P2)2・・・(5)
FIG. 7 is a diagram for explaining the processing of the image
E i, j = e i, j + min (E i−1, j−1 , E i−1, j , E i−1, j + 1 ) (4)
The error is calculated by the following equation (5) for each pixel calculated by the above (4) to form an error curved surface.
e = (P1-P2) 2 (5)
タイリング部30は、パッチ抽出部20によって選択されたパッチを外周タイリング部31(上述の「第1のタイリング部」に相当)によって、出力画像内の外周部にタイリング(貼り付け)していき、外周部のタイリングが終了した後、内部タイリング部32によって、出力画像の内部にタイリングする。ここでいう外周部とは、出力画像のエッジ部分に接する位置にパッチを貼り付け可能な部分である。内部とは、出力画像の外周部にパッチが貼り付けられた後の残りの部分であり、エッジ部分に接しない位置にパッチを貼り付け可能な部分である。
The tiling unit 30 tiles (pastes) the patch selected by the
ここで、タイリングについてさらに説明する。図8は、タイリングする順序の一例を説明するための図面である。この図において、4×4のマトリクス状にパッチを貼り付けることによって出力画像を生成する場合について示されている。図8(a)は、出力画像に貼り付けた1つのパッチから順次連続的に外周部をタイリングし(符号(a))、内部にタイリングする場合である。この場合、天地左右の境界にあるパッチから優先して、外側から内側に向けて、螺旋状にタイリングされる。 Here, tiling will be further described. FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a tiling order. This figure shows a case where an output image is generated by pasting patches in a 4 × 4 matrix. FIG. 8A shows a case where the outer peripheral portion is tiled sequentially from one patch pasted on the output image (symbol (a)) and tiled inside. In this case, the tiles are tiled in a spiral shape from the outside to the inside in preference to the patches at the top and bottom boundaries.
図8(b)は、符号aに示すように、出力画像に貼り付けた1つのパッチを基準に、2つのエッジについて外周部をタイリングした後、基準のパッチの他方向のエッジの外周部について符号bに示す残りのエッジの外周部にタイリングする場合である。図8(c)は、出力画像に貼り付けた1つのパッチを基準に、エッジの1方向ずつ外周部をタイリングした後、残りの外周部についてタイリングし、内部をタイリングする場合である。なお、図8(a)〜(b)については、1枚目に貼り付けするパッチの位置が出力画像の四隅のいずれかに該当する場合について説明したが、四隅以外の位置から貼り付けてもよい。 FIG. 8B shows an outer peripheral portion of the edge in the other direction of the reference patch after tiling the outer peripheral portion with respect to two edges with reference to one patch pasted on the output image as indicated by reference symbol a. This is a case where tiling is performed on the outer peripheral portion of the remaining edge indicated by reference numeral b. FIG. 8C shows a case where the outer peripheral portion is tiled for each direction of the edge with respect to one patch pasted on the output image, then the remaining outer peripheral portion is tiled, and the interior is tiled. . 8A to 8B, the case where the position of the patch to be applied to the first sheet corresponds to any of the four corners of the output image has been described. Good.
なお、従来においてタイリングは、図8(d)に示すように、例えば符号(a)に示す1列ごとに一定の方向のみで順次タイリングしていた。 Conventionally, as shown in FIG. 8 (d), tiling has been sequentially performed only in a certain direction for each column indicated by reference numeral (a), for example.
次に、外周タイリング部31、内部タイリング部32について説明する。
外周タイリング部31は、パッチ抽出部20によって抽出されたパッチを出力画像の外周部にタイリングする外周タイリング機能と、出力画像内に既にタイリングされたパッチとタイリングするパッチとの境界領域について、フェザーリング処理部41、イメージイメージキルティング処理部43のいずれか一方、もしくは両方を併用して画像の合成処理を行わせるように合成処理部40に指示する外周画像合成機能とを有する。
Next, the outer
The outer
内部タイリング部32は、外周タイリング部31によって出力画像の外周部にパッチがタイリングされた後、パッチ抽出部20によって抽出されたパッチを出力画像の内部にタイリングする機能と、出力画像内に既にタイリングされたパッチとタイリングするパッチとの境界領域について、合成処理部40のうち、フェザーリング処理部41、グラフカット処理部42、イメージイメージキルティング処理部43のいずれか一つ、もしくは2つのを併用して画像の合成処理を行わせるように合成処理部40に指示する内部画像合成機能を有する。
The
ここで、外周タイリング部31と内部タイリング部32とが画像処理部40に対して画像の合成指示を行う指示パターンについて説明する。
パターン1:外周タイリング部31および内部タイリング部32が、いずれも、フェザーリング処理部41とイメージキルティング処理部43とを併用する、または、フェザーリング処理部41とグラフカット処理部42とを併用する。
パターン2:外周タイリング部31は、フェザーリング処理部41のみ利用し、内部タイリング部32が、フェザーリング処理部41とイメージキルティング処理部43とを併用する、または、フェザーリング処理部41とグラフカット処理部42とを併用する。
パターン3:外周タイリング部31は、イメージキルティング処理部43のみ利用し、内部タイリング部32が、フェザーリング処理部41とイメージキルティング処理部43とを併用する、または、フェザーリング処理部41とグラフカット処理部42とを併用する。
Here, an instruction pattern in which the outer
Pattern 1: Both the
Pattern 2: The outer
Pattern 3: The outer
次に、外周タイリング部31、内部タイリング部32がタイリングする場合における境界領域について説明する。
図9は、外周部から螺旋状にタイリングしていく場合における境界領域について説明するための図面である。例えば、図8(a)に示す螺旋状にタイリングする場合において、1枚目のパッチであるパッチAに2枚目のパッチであるパッチBを貼り付ける際には、符号aに示すように、境界領域は1箇所である。そして、その列の最後のパッチCを貼り付ける場合には、符号bと符号cに示す境界領域が存在する。符号cの境界領域は、符号dに示すパッチAの一端との間においての境界領域となり、テクスチャ同士を貼り付けた場合の周期性を考慮したものであり、これにより、出力画像となるテクスチャを複数並べて貼り付けた場合、テクスチャ間の繋ぎ目が目立たなくさせることができる。
Next, a boundary region when the outer
FIG. 9 is a diagram for explaining a boundary region in a case where tiling is performed spirally from the outer peripheral portion. For example, in the case of tiling in the spiral shape shown in FIG. 8A, when the patch B, which is the second patch, is applied to the patch A, which is the first patch, as indicated by reference numeral a. The boundary area is one place. When the last patch C in the column is pasted, there are boundary areas indicated by the symbols b and c. The boundary area of the symbol c is a boundary area between one end of the patch A indicated by the symbol d and takes into account the periodicity when the textures are pasted together. When a plurality of images are pasted side by side, the joint between textures can be made inconspicuous.
外周部の最後の列のパッチにおいて、例えば、パッチDでは、符号dに示すように2箇所の境界領域があり、外周部の最後のパッチとなるパッチEでは、符号eに示す3箇所の境界領域がある。このように、外周部からタイリングすることによって、最後に貼り付けるパッチの境界領域が4箇所であり最も多くなるが、この比較領域が多いパッチは、内部であるので、テクスチャ同士のシームレス性を向上させることができる。このように、外周部にタイリングするパッチについては、天地左右のパッチで類似比較する境界領域の数を減らすことでシームレスであることに重点を置いたテクスチャの生成をすることができる。このタイリングする順序については、タイリング部30に予め設定される、あるいは、マウスやキーボードなどの入力装置から指示されたタイリングの順序が設定されており、このタイリング順序に基づいて、外周タイリング部31と内部タイリング部32がタイリングを行う。
In the patch in the last column of the outer peripheral portion, for example, patch D has two boundary regions as indicated by symbol d, and patch E which is the last patch of the outer peripheral portion has three boundary regions indicated by reference symbol e. There is an area. In this way, by tiling from the outer periphery, the boundary area of the patch to be pasted last is the largest in four places, but since the patch with many comparison areas is inside, the seamlessness between textures is increased. Can be improved. As described above, with respect to patches that are tiled on the outer peripheral portion, it is possible to generate a texture with an emphasis on being seamless by reducing the number of boundary regions that are subjected to similarity comparison between the left and right patches. The tiling order is set in advance in the tiling unit 30 or a tiling order instructed from an input device such as a mouse or a keyboard is set. The
これに対し、図8(d)に示すような従来のタイリング方法においては、図10に示すように、最後の行のパッチは3箇所または4箇所の境界領域の類似度比較が必要となるために、パッチを抽出する条件が厳しくなり、結果として、テクスチャ同士のシームレス性を向上させることが困難になってしまう。 On the other hand, in the conventional tiling method as shown in FIG. 8D, as shown in FIG. 10, the patches in the last row need to compare the similarity of three or four boundary regions. For this reason, the conditions for extracting patches become severe, and as a result, it becomes difficult to improve the seamlessness between textures.
テクスチャ出力部50は、出力画像にパッチが全てタイリングされ、境界領域の画像合成が終了した出力画像をテクスチャとして出力する。この出力は、例えば、他のコンピュータなどに出力する、あるいは、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶表示装置などの表示装置によって出力する。
The
上述した画像合成システム1(画像入力部10、パッチ抽出部20、タイリング部30、外周タイリング部31、内部タイリング部32、合成処理部40、フェザーリング処理部41、グラフカット処理部42、イメージキルティング処理部43、テクスチャ出力部50)は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この画像合成システム1は、メモリおよびCPU(中央演算装置)により構成され、画像合成システム1内の各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
The above-described image composition system 1 (
また、画像合成システム1の各種演算を行う際には、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリや、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されるメモリにデータを一時記憶させて行う。また、この画像合成システム1には、周辺機器として入力装置、表示装置等(いずれも図示せず)が接続されるものとする。ここで、入力装置とはキーボード、マウス等の入力デバイスのことをいう。表示装置とはCRT(Cathode Ray Tube)や液晶表示装置等のことをいう。
In addition, when performing various operations of the
次に、図1における画像合成システム1の動作について図11のフローチャートを用いて説明する。ここでは、外周タイリング部31がフェザーリング処理部41によって画像合成を行わせ、内部タイリング部32は、フェザーリング処理部41とイメージキルティング処理部43との併用によって画像合成を行わせる場合について説明する。
Next, the operation of the
まず、画像入力部10から基本画像となる入力画像が入力されると(ステップS1)、パッチ抽出部20は、入力画像から境界領域に類似するパッチを抽出する(ステップS2)。ここでは、パッチの貼り付けが1枚目であり、出力画像にはまだパッチが貼り付けされていないので、ランダムにパッチを抽出する(ステップS2)。
First, when an input image serving as a basic image is input from the image input unit 10 (step S1), the
次に、タイリング部30は、パッチ抽出部20によって抽出されたパッチを外周部にタイリング部31によって、出力画像にタイリングする。外周タイリング部31は、出力画像に既にパッチがタイリングされているか否かを検出することによって、パッチに境界領域があるか否かを検出する(ステップS4)。ここでは、タイリングするパッチが1枚目なので、外周タイリング部31は、ステップS6に移行し、次いで、外周部にパッチを全てタイリングしたか否かを検出する(ステップS6)。ここでは、外周部のタイリングが完了していないので、外周タイリング部31は、出力画像における次にタイリングするパッチの位置を示す情報とともに、パッチ抽出部20に対してパッチの抽出を指示し、ステップS2に移行する。
Next, the tiling unit 30 tiles the patch extracted by the
外周タイリング部31からの指示を受けると、パッチ抽出部20は、次にタイリングするパッチの位置に基づいて、既に出力画像に貼り付けられたパッチの境界領域を検出し、検出した境界領域の画像に類似するパッチを入力画像の中から抽出する(ステップS2)。ここでは、1箇所の境界領域が検出され、この1箇所の境界に類似する画像のエッジを有するパッチを候補として抽出し、上述の(1)式に基づいて類似度を計算し、(2)式に基づく閾値の条件を満たすパッチを候補として抽出し、最も類似度が高いパッチを次に貼り付けるパッチとして決定する。
Upon receiving an instruction from the outer
パッチが決定すると、外周タイリング部31は、出力画像の次のタイリングの位置に対し、決定されたパッチをタイリングし(ステップS3)、パッチに境界領域があるか否かを検出する(ステップS4)。ここでは、1箇所の境界領域が有るので、ステップS5に移行し、境界領域について、フェザーリング処理部41によりフェザーリング法によって画像合成する(ステップS5)。そして、外周タイリング部31は、外周部に全てタイリングがされたか否かを検出する(ステップS6)。外周部に全てタイリングされまでステップS2からステップS6まで繰り返して実行され、外周部に全てタイリングされると、ステップS7に移行する。
When the patch is determined, the outer
ステップS6の後、タイリング部30は、設定されたタイリングの順序に基づいて、内部にタイリングする次のタイリングの位置についてパッチ抽出部20に指示する。パッチ抽出部20は、この指示に基づき、境界領域を検出し、検出された境界領域の画像と類似するパッチを抽出する(ステップS7)。ここでは、境界領域は、複数箇所あるので、それぞれの境界領域の画像が類似するエッジを揺するパッチを入力画像の中から選択して抽出する。
After step S6, the tiling unit 30 instructs the
パッチ抽出部20によってパッチが抽出されると、内部タイリング部32は、出力画像の次のタイリングする位置にパッチをタイリングし(ステップS8)、境界領域について、画像合成を行わせる(ステップS9)。ここで、内部タイリング部32は、フェザーリング処理部41またはイメージキルティング処理部43によって境界領域内の画像合成を行わせる。このフェザーリング処理部41またはイメージキルティング処理部43のいずれによって画像合成を行うかについては、境界領域内において繋ぎ目が目立たない方が適用される。この適用については、いずれかの方法によって合成しておき、入力装置から入力される、繋ぎ目に対して異なる方法で合成する指示に基づいて、他方の画像合成方法で合成するようにするようにしてもよい。
When the patch is extracted by the
次に、境界領域についての画像合成がなされると、内部タイリング部32は、出力画像の内部全てにタイリングしたか否かを検出し、全てのタイリングが終了していない場合に、ステップS7に移行する。そして、ステップS7からステップS10まで順次繰り返されることによって、出力画像の全てにパッチがタイリングされると、テクスチャ出力部50は、表示装置にテクスチャを出力する(ステップS11)。
Next, when image composition for the boundary region is performed, the
次に、テクスチャ出力部50が出力するテクスチャについて説明する。図12は、パッチを出力画像に貼り付けた場合のパッチ同士の重なりの一例を示す図面である。この図に示すように、パッチのサイズが縦2.5、横2.5の大きさであって、螺旋状の順序でタイリングする場合、境界領域の幅を0.5として貼り合わせると、出力画像の大きさは、縦8.5、横8.5の大きさとなる(図12(a))。そして、この出力画像のうち、図12(b)に示すように、1枚目に貼り付けたパッチAにおいて境界領域と有していないエッジについて、そのエッジに対応する境界領域を対応するパッチBから取得し、左右を反転させて貼り付ける。そして、パッチBのエッジ側の境界領域についての2列(符号a、bの列)について削除する。ここでは、周期条件として予め考慮され境界領域として合成処理されているので、エッジc、エッジdのように対抗するエッジ同士について連続するように貼り合わせた場合に、シームレスに貼り合わせることができる。なお、上下のエッジについても同様にシームレスに貼り合わせることができる。そして、2列について削除された後のテクスチャが出力される。このテクスチャを複数枚並べて貼り合わせることによって、入力画像に基づいて、柄の繰り返しがなく、シームレスな画像を得ることができる。
Next, the texture output by the
さらに、このテクスチャを1単位とし、複数枚連続して並べて貼り付けた画像を、印刷版としてシリンダーに形成し、このシリンダーを印刷装置に取り付けて印刷媒体に印刷することによって、シームレスな画像が印刷された印刷物を製造することができる。ここでは、テクスチャのエッジにおいては、対向するエッジ同士が画像合成処理がなされているので、ドラムのような円柱の円周面に形成した場合においても、シームレス性がよい。このテクスチャの1単位のサイズを整数倍した場合にシリンダーの円周の長さに一致するように設定されていることが望ましい。ここで、化粧シートを印刷媒体として用いた場合、テクスチャの画像を印刷した化粧シートが得られ、例えば、天井、壁、床などの内装として利用することができる。 Furthermore, a seamless image can be printed by forming an image with this texture as one unit and forming a printing plate on a cylinder as a printing plate, attaching this cylinder to a printing device, and printing it on a printing medium. Printed products can be produced. Here, since the edges of the texture are subjected to the image composition processing at the edges of the texture, the seamlessness is good even when formed on the circumferential surface of a cylinder like a drum. It is desirable to set the texture so that it matches the circumference of the cylinder when the unit size of the texture is multiplied by an integer. Here, when a decorative sheet is used as a printing medium, a decorative sheet on which a texture image is printed is obtained, and can be used as an interior such as a ceiling, a wall, or a floor.
なお、上述の実施形態において、生成されたテクスチャについて、入力装置からの指示に基づいて修正するようにしてもよい。例えば、図13に示すように、テクスチャの一部をマウスなどを利用して入力される修正範囲に基づいて、パッチ抽出部20が、修正範囲に基づいて境界領域を設定し、その境界領域に類似するパッチを入力画像の中から抽出する。そして、抽出されたパッチについて、グラフカット処理部42がグラフカット処理を行って修正範囲に貼り付けることにより、ユーザの任意の画像範囲について部分的に修正することができ、ユーザの要望を考慮したテクスチャを生成することができる。
In the above-described embodiment, the generated texture may be corrected based on an instruction from the input device. For example, as shown in FIG. 13, the
なお、上述の実施形態においては、出力画像の最外周部にタイリングされるパッチをフェザーリング法によって繋ぎ合わせてタイリングする場合について説明したが、この最外周部にタイリングされるパッチをイメージキルティング法によって繋ぎ合わせてタイリングするようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、出力画像の最外周部にタイリングされるパッチをフェザーリング法によって繋ぎ合わせてタイリングする場合について説明したが、この最外周部にタイリングされるパッチ繋ぎ合わせる場合、フェザーリング法のみではなく、1つのパッチを繋ぎ合わせる毎にフェザーリング法とイメージキルティング法のいずれか一方を選択して繋ぎ合わせる、あるいは、フェザーリング法とグラフカット法のいずれか一方を選択して繋ぎ合わせるようにしてもよい。すなわち、最外周部から内部まで、1つのパッチを繋ぎ合わせる毎にフェザーリング法とイメージキルティング法のいずれか一方を選択して繋ぎ合わせる、あるいは、フェザーリング法とグラフカット法のいずれか一方を選択して繋ぎ合わせるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, a case has been described in which tiling patches that are tiled on the outermost peripheral portion of the output image are joined by a feathering method, but the patch that is tiled on the outermost peripheral portion is imaged. You may make it tiling by connecting by a quilting method.
In the above-described embodiment, the case where the patches tiled on the outermost peripheral portion of the output image are connected by the feathering method and tiled is described. However, the patches tiled on the outermost peripheral portion are connected together. In this case, not only the feathering method but also one of the feathering method and the image quilting method is selected and connected each time one patch is connected, or one of the feathering method and the graph cut method is selected. And may be joined together. That is, each time one patch is connected from the outermost part to the inside, either the feathering method or the image quilting method is selected and connected, or the feathering method or the graph cut method is selected. And may be joined together.
なお、上述した実施形態において、内部の4つのパッチのタイリングする際、フェザーリング法とイメージキルティング法とを併用する場合について説明したが、内部のいずれか1つのパッチまたは、最後にタイリングする最内部のパッチについてのみフェザーリング法とイメージキルティング法との併用、あるいは、フェザーリング法とグラフカット法とを併用するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the feathering method and the image quilting method are used together when tiling the four internal patches has been described. However, any one of the internal patches or the last tiling is performed. Only the innermost patch may be used in combination with the feathering method and the image quilting method, or may be used in combination with the feathering method and the graph cut method.
なお、上述の実施形態において、パッチの形状は長方形(正方形)である場合について説明したが、正方形以外の形状を用いるようにしてもよい。例えば、正三角形、正四角形、正六角形、ひし形のいずれかであってもよく、また、曲線で構成される形状であってもよい。
また、パッチの形状は、トポロジー的に同じでありかつパッチの一部と他のパッチの一部が重なる形状であってもよい。これにより、例えば、クロスワードパズルを重ねて貼り付けていくように配置することができる。
In the above-described embodiment, the case where the patch shape is a rectangle (square) has been described, but a shape other than a square may be used. For example, it may be any one of a regular triangle, a regular square, a regular hexagon, and a rhombus, or may be a shape constituted by a curve.
Further, the shape of the patch may be the same topologically and may be a shape in which a part of the patch overlaps a part of another patch. Thereby, it can arrange | position so that a crossword puzzle may be accumulated and stuck, for example.
また、図1における画像入力部10、パッチ抽出部20、タイリング部30、外周タイリング部31、内部タイリング部32、合成処理部40、フェザーリング処理部41、グラフカット処理部42、イメージキルティング処理部43、テクスチャ出力部50の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像合成処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
In addition, the
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
1 画像合成システム 10 画像入力部
20 パッチ抽出部 30 タイリング部
31 外周タイリング部 32 内部タイリング部
40 合成処理部 41 フェザーリング処理部
42 グラフカット処理部 43 イメージキルティング処理部
50 テクスチャ出力部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
出力画像の外周部からパッチをタイリングすること
を特徴とするシームレステクスチャの合成方法。 In the texture synthesis method that selects and tiles patches with high similarity randomly from the input image to generate the output image,
A seamless texture synthesis method characterized by tiling patches from the outer periphery of an output image.
出力画像の外周部から内部までフェザーリング法かつイメージキルティング法、または、フェザーリング法かつグラフカット法によりパッチをタイリングする
ことを特徴とするシームレステクスチャの合成方法。 In the texture synthesis method that selects and tiles patches with high similarity randomly from the input image to generate the output image,
A method for synthesizing a seamless texture, characterized in that patches are tiled by a feathering method and an image quilting method, or a feathering method and a graph cut method, from the outer periphery to the inside of an output image.
最外周部のパッチをフェザーリング法により貼り付け、内部のパッチを、フェザーリング法かつイメージキルティング法または、フェザーリング法かつグラフカット法によりタイリングする
ことを特徴とするシームレステクスチャの合成方法。 In the texture synthesis method for generating an output image by randomly selecting patches with high similarity from the input image and tiling from the outer periphery,
A method of synthesizing a seamless texture characterized in that the outermost patch is pasted by a feathering method, and the internal patch is tiled by a feathering method and an image quilting method, or a feathering method and a graph cut method.
最外周部のパッチを、イメージキルティング法により張り付け、内部のパッチを、フェザーリング法かつイメージキルティング法または、フェザーリング法かつグラフカット法によりタイリングする
ことを特徴とするシームレステクスチャの合成方法。 In the texture synthesis method for generating an output image by randomly selecting patches with high similarity from the input image and tiling from the outer periphery,
A method of synthesizing a seamless texture, characterized in that an outermost patch is pasted by an image quilting method, and an internal patch is tiled by a feathering method and an image quilting method, or a feathering method and a graph cut method.
前記出力画像の外周部に前記パッチをタイリングする第1のタイリングステップと、
前記第1のタイリングステップによって出力画像の外周部がタイリングされた後に、前記出力画像の内部に前記パッチをタイリングする第2のタイリングステップと、
をコンピュータに実行させるための画像合成プログラム。 An image composition program used in an image composition system that randomly selects a patch with high similarity from an input image and generates an output image by tiling,
A first tiling step of tiling the patch on the outer periphery of the output image;
A second tiling step of tiling the patch inside the output image after the outer periphery of the output image has been tiled by the first tiling step;
Composition program for causing a computer to execute.
前記出力画像の外周部に前記パッチをタイリングする第1のタイリング部と、
前記第1のタイリング部によって出力画像の外周部がタイリングされた後に、前記出力画像の内部に前記パッチをタイリングする第2のタイリング部と、
を有することを特徴とする画像合成システム。
In an image composition system that randomly selects a patch with high similarity from an input image and generates an output image by tiling,
A first tiling unit for tiling the patch on the outer periphery of the output image;
A second tiling unit that tiles the patch inside the output image after an outer periphery of the output image is tiled by the first tiling unit;
An image synthesis system comprising:
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