JP4464258B2 - 模様作成処理装置 - Google Patents
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Description
ミマツデータシステム資料室発行,高木幹雄ほか著,最新のデジタル画像処理技術.
本発明の模様作成処理装置は、基本模様の各画素の配置と属性の情報を図形の基本的な特徴情報とし、その基本模様を2次元的に展開して形成される繰り返しパターンの模様図形については、展開されている基本模様図形同士の縦横の位置のつながり、すなわち対応関係を数学的に記述することにより、模様図形全体を2次元の数学的なモデルとして単純な形で扱うことができるものである。
このような本発明の数学モデルを用いれば、基本模様の繰り返しパターン全体の描画に必要とされる画像情報は、数学モデルを各座標位置についてスキャンして、その挙動データとして得ることができる。
(1)模様展開アルゴリズムの第1の実施例
模様展開アルゴリズムの第1の実施例は、基本模様の各画素の位置(i,j)における画素の値を
(2)模様展開アルゴリズムの第2の実施例
模様展開アルゴリズムの第2の実施例は、2次元展開模様の数学モデルを、下記の式(3)に示すシステム方程式で与えられる次の可換線形表現系の式(2) で表すものである。
〔システム方程式〕
(1)素数Pは、画素の各属性の中で、種類の数が最大の数よりも大きい。たとえば、画素の属性である色の種類の数や画素形の種類の数などのうちで、色の種類の数が最大であれば、その色の種類の数よりも素数Pは大きい。
(2)素数Pは、周期Tα ,Tβの積 Tα×Tβ の値よりも大きい。
但し、
S10:基本模様作成処理
2次元展開する基本模様を、次のS11〜S14のステップにより作成する。
S11:画素形等属性サンプルの登録
まず基本模様の設計単位となる画素について設定可能な画素形や拡大率、色、濃度、回転などの属性の種別毎にサンプルを登録し、選択可能にする。たとえば図9の200は、設計画面上に登録された画素形サンプル一覧の例を示す。図示された画素形サンプル一覧200内に0〜34の番号を付されている各小領域には、それぞれ登録された幾何図形やイメージ図形などの異なる画素形のサンプルが示されている。画素形サンプル一覧200は、過去に使用された画素形のファイルから適宜選択した画素形で構成できるが、手書き入力領域201を用いて任意の画素形を手書きで作成し、新しく加えてもよい。また図9の設計画面上には、登録された色サンプルのカラーパレット202が例示されている。図示されたカラーパレット202には小領域1〜20が設けられていて、それぞれ登録された各種の色相が表示されている。そのほかの属性サンプルとしては、拡大率(0,1―2−3−4)、濃淡(0,1,2)、回転90°(×0,1,2,3)が用意される。拡大率は0,1,2,3,4のうちのいずれかの数で指定されるが、たとえば0は1倍であり、2〜4は画素を4倍したあと、1はその左上を、2は右上を、3は左下を、4は右下を画素とする。濃淡はグラディーションであり、0,1,2のいずれかの数で指定される。たとえば、0は濃、1は中、2は淡を表す。回転は、0,1,2,3のいずれかの数で画素の回転量を指定される。たとえば0は無回転、1は90度回転、2は180度回転、3は270度回転を表す。
S12:基本模様周期設定
設計すべき基本模様の縦と横の周期、すなわち基本模様の縦と横の画素数サイズを図9の設計画面上の周期設定領域203に設定する。例として、図には縦と横の周期2×2が設定されている。基本模様は、設計領域204内の設定された縦と横の周期で決まる領域に作成される。図9の204が、設計画面上に設けられている基本模様の設計領域であり、例として、a〜eで示される画素形、拡大率、色、濃淡、回転の属性種別毎の5つの設計領域が並行して設けられている。
S13:基本模様設計
基本模様の設計は、属性種別毎に設けられている設計領域204のa〜eに、それぞれ画素形、拡大率、色、濃淡、回転の5つの属性サンプルを設定入力することで行われる。各設計領域a〜eには、画素位置に応じたマス目と1周期のデータを入れる2×2のマス目が表示されており、それぞれのマス目に設計意図に従った属性値が設定入力される。たとえば、設計領域204のaのマス目には、画素形サンプル一覧200の中から適宜選択した画素形の値が設定され、設計領域204のbのマス目には、設定されている画素形毎に拡大率が設定され、cのマス目には、カラーパレット202から画素形対応で選択された色の値が設定され、同様にして、dのマス目には、対応する画素形毎に設定された色の濃淡の値が設定され、そしてeのマス目には、対応する画素形毎に与えたい画素形の回転量が設定される。
S14:基本模様設計の終了判定
S13で設計された基本模様が設計者にとって満足できるものであった場合には次のS20へ進み、不満足なものであった場合には、S13の基本模様設計処理に戻り、満足できるものが得られるまで手直しし、あるいは再設計処理を行う。
S20:2次元展開処理
作成した基本模様に基づき、次のS21〜S27のステップにより、2次元展開模様を作成する。
S21:基本模様の2次元展開サイズ設定
基本模様を2次元的に展開して大きな模様図形を作成するための展開サイズを、図9のサイズ設定領域205に縦×横の積値で設定する。
S22:展開エンジンによる基本模様の展開処理
図9の設計画面上の〔画像の作成〕ボタン206をクリックする。これにより図5の模様展開エンジン部18が起動されて基本模様の2次元展開処理が行われ、展開結果の模様図形が、図9の設計画面に示す展開模様領域207に表示される。
S23:展開模様の判定
展開結果の模様図形が満足できる場合にはS24へ進み、不満足である場合にはS26へ進む。
S24:画像保存の指示判定
展開模様図形の画像保存指示の有無を判定する。指示有りの場合にはS25へ進み、指示が無い場合には図8のフローのS30へ進む。
S25:展開模様図形の画像データ保存
展開模様図形の画像データを保存して図8のフローのS30へ進む。
S26:画像クリア指示の判定
展開模様が不満足だったかどうかを、図9の設計画面上に示される〔画像のクリア〕ボタン208がクリックされたかどうかで判定する。クリックされたときは、S27へ進む。
S27:画像クリア処理
展開結果の模様図形の画像データをクリアして、最初のS10へ戻る。
S30:画像補正指示の判定
S20の2次元展開処理により、一応、基本模様を2次元展開した模様図形が得られるが、模様が単純で面白味に欠ける場合には模様に変化を与えるために、模様図形を複雑化するシフト演算などの特殊処理を行う画像補正を指示することができる。画像補正の指示は、図9の設計画面の補正数設定領域209に補正数を設定することで行われる。画像補正が指示されている場合にはS40へ進み、指示されていない場合にはS50へ進む。
S40:補正処理
補正数が設定された後〔画像の作成〕ボタンがクリックされると、2次元展開模様について、さらに決められた補正処理、この実施例ではシフト演算処理、を実行する。
S41:模様図形画像の補正処理
209に設定されている補正数の値をp, qとしたとき、シフト演算オペレーターS(p,q)を生成し、模様図形中の位置(i, j)における画素の値
S41での補正処理を終了する場合にはS50へ進み、補正処理を手直しする場合にはS41へ戻る。
S50:拡張処理指示の判定
作成された2次元展開模様を単位とする複数の2次元展開模様を組み合わせて複合図形を作成する拡張処理が用意されており、その拡張処理が指示されたかどうかを判定する。拡張処理が指示された場合にはS60へ進み、拡張処理が指示されない場合にはS70へ進む。拡張処理指示の判定は、図9に210〜213で示される転送ボタンのクリックを検出して行われる。
S60:拡張処理
拡張処理を実行する。拡張処理には、模様を拡大する拡大処理や、模様を再帰図形化するフラクタル処理、他の図形と複合する合成処理や飾り付け処理、あるいは重ねた画像レイヤーの表側の画像を部分的に透過させる透明ペン処理などがある。拡張処理は、拡張の種類に応じた別の処理画面に遷移して行われる。処理画面の遷移は、拡張の種類に応じた転送ボタン210〜213のクリックによる画面遷移指示によって起動され、その際、展開模様領域207にある展開模様図形が、遷移先の処理画面中に転送される。拡張処理の例として、合成処理、フラクタル処理、透明ペン処理の場合について、それぞれS61〜S63で説明する。また遷移先の各処理画面は、図10〜図12に示される。
S61:合成処理
合成処理は、複数の2次元展開模様図形を重ね、図形相互間で論理演算を行なって合成図形を作成する処理である。
S62: フラクタル処理
フラクタル処理は、基本となる2次元展開模様図形を原画像とし、それを複数段階に拡大した図形を作って再帰的な形になるように重ね合わせ、擬似的なフラクタル図形を作成する処理である。
S63:透明ペン処理
透明ペン処理は、複数枚の模様画像シート(あるいはレイヤー)を重ねておき、表側の模様画像シートにブラシなどの透明ペンで描画させて描画部分を透過処理し、下層の模様画像シート部分が見えるようにする処理である。
S64:拡張処理の判定と再処理
S61〜 S63の拡張処理が不満足であればやり直し、拡張処理を終了してよい場合は、S70へ進む。
S70:模様作成処理の判定
作成した模様全体について不満な点が残っていれば、S10ほかの任意の処理へ戻ってやり直し、
作成した模様が満足できる場合はS80へ進む。
S80:模様画像の保存
作成した模様画像のデータを保存し、利用装置からの出力要求に備える。
S90:模様画像出力判定
保存してある模様画像について出力要求があったか否かを判定する。出力要求があればS100へ進む。
S100:保存してある模様画像データを要求元の装置へ出力転送する。
S110:終了判定
模様設計処理の終了指示があれば、処理を終了する。
2: 模様図形数学モデル生成処理
3: 模様図形設計データ
4: モデル挙動スキャン処理
5: 展開模様図形データ出力処理
Claims (13)
- 複数の画素からなる模様図形を作成する模様作成処理装置であって、
入力された模様図形設計データに基づいて、基本模様を2次元展開した展開模様図形の数学モデルを生成する模様図形数学モデル生成処理部と、
上記基本模様を2次元展開した展開模様図形の数学モデルを用いて基本模様の2次元展開模様図形データを発生する模様展開エンジン部とを備え、
上記模様図形における画素の値は、画素の色および濃度とともに、少なくとも画素の形の属性をも表わすものであることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1に記載された模様作成処理装置において、
上記模様図形における画素の値は、さらに画素の回転の属性をも表わすものであることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載された模様作成処理装置において、
上記模様図形における画素の値は、さらに画素の拡大の属性をも表わすものであることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載された模様作成処理装置において、
さらに、上記模様展開エンジン部が基本模様を2次元展開して発生した展開模様図形データについて、画素の2次元シフトや画素間演算を行って模様図形を補正する補正処理部を備えていることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一つに記載された模様作成処理装置において、
さらに、基本模様に基づくフラクタル図形や同一または異なる複数の基本模様の合成展開図形などの拡張模様図形の作成処理を行う拡張処理部を備えていることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一つに記載された模様作成処理装置において、
さらに、作成された展開模様図形データを展開模様図形の利用装置へ送出する展開模様図形データ出力処理部を備えていることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一つに記載された模様作成処理装置において、
上記模様図形数学モデル生成処理部は、
基本模様の画素の繰り返し周期と画素値を含む基本模様の図形パラメータを入力する基本模様図形パラメータ入力手段を備えていることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか一つに記載された模様作成処理装置において、
上記模様展開エンジン部が基本模様を2次元展開するアルゴリズムは、該基本模様の画素を単位として展開先の一つあるいは複数の位置を、数学的に規定するものであることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか一つに記載された模様作成処理装置において、
上記模様展開エンジン部が基本模様を2次元展開するアルゴリズムは、基本模様を単位として、行列演算により、縦方向、横方向あるいは斜め方向に、2次元展開するものであることを特徴とする模様作成処理装置。 - 請求項11に記載された模様作成処理装置において、
上記模様展開エンジン部の基本模様の展開アルゴリズムは、Xをモデルの状態空間、Fαをモデルの状態の横方向の推移を規定する対角行列、Fβをモデルの状態の縦方向の推移を規定する対角行列、x0をモデルの出発点の状態、hをモデルの状態から模様図形の画素値を生成するための行列構造の変換子としたとき、可換線形表現系
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