JP4886539B2

JP4886539B2 - 画像処理方法

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Publication number: JP4886539B2
Application number: JP2007025225A
Authority: JP
Inventors: 航佐藤; 浩平緒方; 正勝金子; 大輔斎藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2027-02-05
Also published as: JP2008191903A

Description

本発明は、二次元画像データを、複数のポリゴンからなるポリゴン体で示される三次元形状表面に展開する画像処理方法に関し、特に、二次元画像として創作された模様をインクジェットプリンタ等を用いて三次元形状表面に印刷するのに好適な画像処理方法に関する。

例えば、自動二輪車の燃料タンクにはエンブレムや、デザイン化された車種名等の模様が設けられることがある。従来、これらの模様はシールを貼り付けることによって行われていたが、シールの貼り付けを規定通りに歪みやばらつきなく行うことには十分な熟練を要する。また、シールは僅かながら厚さを有するため、シールが貼り付けられていることは外観上で認識可能であり、一部の看者からは評価が必ずしも高くない。

このような背景から、燃料タンク等に対してインクジェットプリンタ等を用いて模様を印刷する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。また、本出願人はシール貼付と同等の画を曲面に描くことができる印刷方法を提案している（特願２００５−３００７８７号）。

ところで、エンブレムや、デザイン化された車種名等の模様は、デザイナによって当初は二次元画像として創作されることが多いが、貼り付ける対象の燃料タンクは三次元形状である。シールの場合には二次元画像をそのまま伸縮可能なシールにすることで、熟練工により所定箇所を適度に伸ばしながら貼り付けることができるが、インクジェットプリンタ等を用いて印刷する場合には二次元画像を三次元形状に展開する必要が生じる。

元の画像を他の対象に貼り付けるための方法としては、例えば特許文献２が提案されている。また、特許文献３には、三次元形状をポリゴンで表し、ポリゴンの境界部のテクスチャを補正することについて提案されている。

特開平７−５２５２５号公報特開２００６−５３６４７号公報特開２００３−４４８７１号公報

二次元画像を三次元形状に展開するためにはある程度の歪みは避けられないのであるが、模様の特徴的部分はできるだけ歪みをなくし美観が維持されることが望ましい。特に、二次元画像における図形のうち長い輪郭部分は目立つので、途切れたり不自然に屈曲することのないように三次元形状に反映されることが望ましい。一方、単一色の領域は大きな歪みが発生してもそれが歪みとして認識されることはないので、このような領域に歪みを集約させることが望ましい。

ところが、従来は二次元画像の模様の特徴的部分について特に考慮することなく、画一的な手順によって展開を行っているため美観が損なわれてしまい、十分な美観が得られるまで試行錯誤を繰り返すことがある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、二次元画像の模様の特徴的部分の歪みを抑制し、美観を維持して三次元形状に展開することのできる画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る画像処理方法は、コンピュータと、使用者が操作する入力装置とを有する画像処理装置にて使用され、二次元画像データを、複数のポリゴンからなるポリゴン体で示される三次元形状表面に展開する画像処理方法であって、前記コンピュータが備える基準始点設定手段によって行われ、前記入力装置からの操作入力に従って対象の二次元画像に基準始点を設定する第１工程と、前記コンピュータが備える展開基準線設定手段によって行われ、前記入力装置からの操作入力に従って対応始点及び該対応始点を基準として延在方向が付けられた展開基準線を前記ポリゴン体に設定する第２工程と、前記コンピュータが備えるポリゴン選択手段によって行われ、前記ポリゴン体上で、前記対応始点を含むポリゴンを処理対象ポリゴンとして選択する第３工程と、前記コンピュータが備える基準画像貼付処理手段によって行われ、基準始点と対応始点が一致するように前記二次元画像から、選択された処理対象ポリゴンと同形状の部分を抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける第４工程と、前記コンピュータが備えるポリゴン再選択手段によって行われ、その時点で選択されていた処理対象ポリゴンに対して、前記展開基準線の延在方向に隣接したポリゴンを処理対象ポリゴンとして選択し直す第５工程と、前記コンピュータが備える画像貼付処理手段によって行われ、前記二次元画像上で、直前に抽出された部分に対して境界を一致させて、選択された処理対象ポリゴンと同形状の部分をさらに抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける第６工程と、を有し、前記第５工程及び前記第６工程を所定回数繰り返し実行することを特徴とする。

これにより、展開基準線に沿った箇所が優先的に展開されて、歪みが抑制されて三次元形状を示すポリゴンに反映される。したがって、展開基準線を二次元画像の模様の特徴的部分に合わせて設定しておくことにより、該特徴的部分の歪みを抑制し、美観を維持して三次元形状に展開することができる。

この場合、前記展開基準線に沿って終点の属するポリゴンまで二次元画像の貼付を行った後、前記コンピュータが備える第２のポリゴン再選択手段によって行われ、二次元画像の貼付を行ったポリゴンのいずれか１つに対して、隣接したポリゴンを処理対象ポリゴンとして選択し直す第７工程と、前記コンピュータが備える第２の画像貼付処理手段によって行われ、前記二次元画像上で、前記いずれか１つのポリゴンに対応して抽出された部分に対して境界を一致させて、選択された処理対象ポリゴンと同形状の部分をさらに抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける第８工程とを有し、前記第７工程及び前記第８工程を所定回数繰り返し実行してもよい。

これにより、展開基準線の近傍の部分が二次的に優先的に展開され、歪みが相当に抑制されて三次元形状を示すポリゴンに反映される。したがって、展開基準線に沿った部分及びその近傍部分の歪みが相当抑制され、二次元画像の特徴的部分の美観が維持される。

また、前記展開基準線は順序づけられて複数設けられ、各展開基準線について順に、前記第１工程から前記第６工程をそれぞれ実行してもよい。これにより、二次元画像の特徴部分が複数存在する場合においても適用が可能となる。

前記画像処理装置は、さらに、前記コンピュータから出力された画像データを表示するモニタを有し、前記コンピュータが備える三次元表示手段によって行われ、二次元の画像がポリゴンに貼り付けられた前記ポリゴン体を前記モニタに表示させるようにしてもよい。これにより、展開した結果を簡便に確認することができる。

前記コンピュータが備える平面画像生成手段によって行われ、前記ポリゴン体の複数のポリゴンのうち、所定方向を基準とした高低差が第１閾値以内であり、且つ前記所定方向を基準とした傾斜角度差が第２閾値以内である一群をグループ化して平面に近似して平面画像を得るようにしてもよい。

前記三次元形状表面は、三次元的に移動可能に設けられたインクジェットプリンタにより印刷をする対象面であり、
このようなグループ化された平面画像によれば、結果を示すデータ量を相当に抑制することができるとともに、インクジェットプリンタ等で印刷をする印刷データとして簡便に利用可能である。

前記三次元形状表面は、三次元的に移動可能に設けられたインクジェットプリンタにより印刷をする対象面であり、前記第１閾値は、前記インクジェットプリンタによる印刷可能な高さであり、前記第２閾値は、前記インクジェットプリンタによる印刷可能な傾斜角度に設定するとよい。これにより、印刷をする対象面に対してインクジェットプリンタによる高品質の印刷が可能となる。

前記平面画像を、対応するポリゴンの位置データと、対応するポリゴンの画像データに分解して記憶してもよい。得られた位置データは、インクジェットプリンタの三次元的な動作制御に用いるのに好適であり、画像データはインク噴出の制御に用いるのに好適である。

本発明に係る画像処理方法によれば、展開基準線に沿った箇所が優先的に展開されて、歪みが抑制されて三次元形状を示すポリゴンに反映される。したがって、展開基準線を二次元画像の模様の特徴的部分に合わせて設定しておくことにより、該特徴的部分の歪みを抑制し、美観を維持して三次元形状に展開することができる。

以下、本発明に係る画像処理方法について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る画像処理方法は、自動二輪車の燃料タンクに対してインクジェットプリンタにより模様を印刷する準備段階として、デザイナが創作した二次元画像データを、複数のポリゴンからなるポリゴン体で示される三次元形状表面に展開する方法である。このポリゴン体は燃料タンクの形状に近似形状に設定されている。

先ず、燃料タンク１０に対してインクジェットプリンタにより印刷をする印刷装置１２について図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、印刷装置１２は、ベース１４と、門柱形のアーチ１６と、ベース１４上をＸ方向に移動するスライダ１８と、アーチ１６の水平部をＹ方向に移動するインクジェットプリンタ２０と、スライダ１８上に設けられたワーク支持機構２２とを有する。

インクジェットプリンタ２０は、アーチ１６の水平部に設けられたレール２４にガイドされながら移動可能である。インクジェットプリンタ２０は、レール２４に係合するランプ２６と、燃料タンク１０に対して極微少量のインクを噴出させることにより印刷を行う印刷ガン２８とを有する。

ワーク支持機構２２は、燃料タンク１０等のワークを支持するとともに高さ及び向きを調整する機構である。ワーク支持機構２２は、ワークを正確に位置決めして支持する治具３０と、ワークをＺ方向に昇降させるとともにロール方向に回転させるロッド３２と、ワークをヨー方向に回転させるヨー回転部３４と、ワークをピッチ方向に回転させるピッチ回転部３６とを有する。

このような印刷装置１２では６自由度を有することから、燃料タンク１０等のワークの任意の印刷位置をインクジェットプリンタ２０に対して位置及び向きを適切に設定することができ、燃料タンク１０が曲面を有する形状であっても印刷が可能である。また、シールでは対応できない広い範囲の模様についても継ぎ目や皺を発生させることなく印刷することが可能である。

図２に示すように、ワークとしての燃料タンク１０は、自動二輪車用のものである。燃料タンク１０は、単に燃料を格納するだけの機能部品ではなく、自動二輪車における外観上の美観を形成する上で意匠的に重要な部品であり、形状、模様及び色彩が重要視されている。

形状については、一見すると単調な面であっても、実際は多様な曲面が滑らかに接続されており、高い美観が得られている。

色彩、つまり下地の色は商品性を考慮して設定され、図示しない塗装装置によって着色される。

模様については、印刷装置１２を用いることによりエンブレム、デザイン化された車種名（又はメーカ名等）、又は連続模様等が印刷装置１２によって印刷される。

これらの模様は、デザイナによって当初は二次元画像として創作され、スキャナ等により読み取り、デジタル化された二次元画像データとなって所定の記憶媒体に格納されている。もちろん、二次元画像データは、スキャナ等の読み取り手段を介さずに、画像制作ソフト等を用いて直接的にデジタルデータとして制作してもよい。

図３に示すように、一例として、二次元画像データ５０としては、デザイン部５２及び文字列５４とを有する二次元データを用いることができる。

デザイン部５２は、略「Ｊ」字を横にした形状であり、具体的には、左方に円弧部を有し、該円弧部の上部から右方向に向かって滑らかに延在する形状である。デザイン部５２は、外側の第１色部５２ａと、中間の第２色部５２ｂと、内側の第３色部５２ｃとからなる。第１色部５２ａ、第２色部５２ｂ、及び第３色部５２ｃは、各境界が必ずしも明確に識別できる形である必要はなく、一部又は全部にグラデーションが用いられていてもよい。デザイン部５２はより複雑な模様、より多数の色を含むものであってもよい。

文字列５４は、車種名「ＡＢＣ」をデザイン化した文字列であり、デザイン部５２の左円弧部の下部近傍に横書きで配置されている。ここでいうデザイン化された文字列とは、単に情報伝達だけの文字列ではないことを意味しており、美観に対するある程度の貢献があればよく、その書体やデザインの程度は問われない。

二次元画像データ５０は長方形のデータであり、デザイン部５２及び文字列５４以外の領域については無色を示すデータが記録されている。

二次元画像データ５０は、燃料タンク１０に対して印刷するのに適当なサイズに調整しておく。サイズの調整は画像制作ソフトの拡大・縮小機能によって簡便に行うことができる。

このような二次元画像データ５０で示される模様を燃料タンク１０に対して印刷する場合、燃料タンク１０は多様な曲面から構成される三次元形状であることから、そのまま印刷データとして用いることはできず、三次元形状に展開する必要が生じる。

次に、本実施の形態に係る画像処理方法として、二次元画像データ５０を燃料タンク１０に対応した三次元形状に展開する方法について説明する。

先ず、図４のステップＳ１において、二次元画像データ５０で、模様の特徴的部分をオペレータが判断し、該特徴的部分に沿った二次元基準線６０を設定する。ここでいうオペレータとは、コンピュータ操作に詳しい者に限られず、デザイナをも含む。

ここで、特徴的部分とは看者の意識に特に美観を起こさせるためにデザイン上重要な部分であり、厳密に定義されるものではなが、概略的には、三次元形状に展開することにより発生する歪みが極力少ないことが望ましい箇所である。

特徴的部分は、人の感性に係るものであることから、オペレータが二次元画像データ５０を見て直接的に判断し、設定することが望ましい。

一般的には、最も長い輪郭部（例えば、デザイン部５２の外側輪郭部）や、最も外側の輪郭部、明度差の大きい境界ライン（例えば、第１色部５２ａと第２色部５２ｂとの境界ライン）は意匠上目立つことが多く、このような部分に沿って二次元基準線６０を設定するとよい。このようなルールによれば、公知の画像処理手段を適用することにより、二次元基準線６０を自動的に設定することも可能である。

二次元基準線６０は直線、曲線又は折れ線等で構成され、方向性を有する線であり、一端が基準始点６０ａ、他端が基準終点６０ｂとして規定される。二次元基準線６０は、基準始点６０ａの側が基準終点６０ｂの側より三次元形状への展開の際の優先度が高い。二次元基準線６０は、最低限、基準始点６０ａだけが二次元画像データ５０上に記録されればよい。

二次元基準線６０は、例えば、図３に示すように、デザイン部５２の外側輪郭部に沿って設定される。この場合、デザイン部５２の右側は細く、しかも単調に延在している形状であるのに対し、左側は太く、しかもシャープな円弧を形成しており躍動感や前進方向をイメージさせる。実際、デザイン部５２の左側は、自動二輪車の進行方向側として設定される。このような意匠上の検討から、デザイン部５２においては右側よりも左側の方が意匠上重要であると考えられるので、基準始点６０ａは二次元基準線６０の左側端部に設定し、基準終点６０ｂは右側端部に設定するとよい。

一般的には、車両に設けられる模様は、進行方向側が意匠上重要であり、展開優先度が高くなることが多い。また、文字列の場合には、該文字列の先頭側が特に意識されやすく、意匠上重要となり、展開優先度が高くなることが多い。

なお、第１の優先度を有する二次元基準線６０に準ずる第２の優先度を有する二次元基準線７０を設けてもよい。つまり、二次元画像データ５０においては、デザイン部５２のみならず文字列５４も相当に重要であると考えられる場合、該文字列５４の中心に沿って二次元基準線７０を設けるとよい。この場合、基準始点７０ａは文字列５４の先頭側（つまり、文字「Ａ」の側）に設定し、基準終点７０ｂは文字列５４の後端側（つまり、文字「Ｃ」の側）に設定するとよい。

また、文字列５４もデザインの一類型であると考えれば、デザイン部５２と同様の基準を適用して、破線で示すように、文字列５４の二方を略覆うように二次元基準線７０を設定してもよい。

さらに、デザイン部５２よりも文字列５４の方が面積が大きく、意匠上重要であると考えられるときには、二次元基準線７０を第１の優先度とし、二次元基準線６０を第２の優先度としてもよい。二次元基準線は３本以上であってもよい。

また、二次元画像データ５０における向きを規定するベクトルＶ１を設定する。このベクトルＶ１は、二次元画像データ５０をポリゴン体７２（図５参照）に展開する際に基準の向きを指定するものであり、例えば、自動二輪車の水平前方に合わせて設定する。ベクトルＶ１は、二次元基準線６０の基準始点６０ａを基準として設定しておくとよい。ベクトルＶ１は、二次元基準線６０及び７０に対して個別に異なる方向を規定してもよい。

二次元画像データ５０の向きを規定する手段としては、ベクトルＶ１に限らず、例えば、基準始点６０ａを基準として相対的な向きを規定する点を設けてもよい。あるいは、二次元画像データ５０の横方向を基準の向きとして固定しておき、該向きに合わせてデザイン部５２、文字列５４、二次元基準線６０及び７０を回転変換させてもよい。

次に、ステップＳ２において、燃料タンク１０の形状を三次元ＣＡＤ等を用いて多数の細かいポリゴン７４からなるポリゴン体７２（図５参照）に変換する。

燃料タンク１０の形状は、予め三次元ＣＡＤにソリッドモデル等により表されており、該ソリッドモデルを三次元ＣＡＤの有する機能によってポリゴン体７２に変換すればよい。ソリッドモデル等の形状からポリゴン体７２に変換する工程では、途中にメッシュ化等のサブ工程を含んでいてもよい。

なお、燃料タンク１０が実物、モックアップ又はクレーモデル等であって、ソリッドモデル等のデジタル化したモデルが得られていないときには、これらのモデル等を所定の３次元計測装置によって形状を計測した後に、得られたデータに基づいてポリゴン体７２を生成すればよい。燃料タンク１０は、左右対称形状であることから、左右いずれか一方についてポリゴン体７２を生成すればよい。反対側は対称変換等によって得られるからである。

図５に示すように、ポリゴン体７２は、多数のポリゴン７４から構成されており、厳密には多数の平面を有する多角体であるが、各ポリゴン７４は十分に小さく、燃料タンク１０の形状を十分忠実に再現している。なお、理解を容易にするため、図５においては、ポリゴン７４を実際よりも相当に大きく表している。ポリゴン７４は、三角形、四角形若しくはその他の多角形又はこれらの組合わせでもよい。ポリゴン７４の大きさは一定である必要はなく、例えば緩やかな曲面では面積を大きく設定してもよい。

ステップＳ３において、二次元基準線６０及び７０をポリゴン体７２上に反映し、設定する。すなわち、図５に示すように、先ず、ポリゴン体７２における所定の位置に対応始点８０ａを設定する。この対応始点８０ａは前記の基準始点６０ａに対応するものであり、二次元画像データ５０をポリゴン体７２に展開する際の基準となる点である。

対応始点８０ａを設定した後、該対応始点８０ａに対して基準始点６０ａが一致するように二次元基準線６０を反映し、設定する。二次元基準線６０の向きはオペレータが指定する。二次元基準線６０を設定する方法は、例えば、投影法等を用いればよい。この設定は、必ずしも、二次元基準線６０が厳密に反映されるものに限らず、例えば、二次元画像データ５０上における二次元基準線６０やデザイン部５２の形状を目視で観察しながら、マウス等のポインティングデバイスを介したカーソル操作によってマニュアル的にポリゴン体７２に移し替えてもよい。

展開基準線８０の一端が対応始点８０ａであり、他端が対応終点８０ｂである。

なお、二次元基準線７０についても同様に、ポリゴン体７２上の展開基準線９０に反映されるものとする。展開基準線９０の一端が対応始点９０ａであり、他端が対応終点９０ｂである。

さらに、ポリゴン体７２の基準となる向きを規定するベクトルＶ２を設定する。このベクトルＶ２は、二次元画像データ５０をポリゴン体７２に展開する際に基準の向きを調整するためのものであり、前記のベクトルＶ１に対応する。ベクトルＶ２は、例えば、自動二輪車の水平前方に合わせて設定する。ベクトルＶ２は、展開基準線８０の対応始点８０ａを基準として設定しておくとよい。ベクトルＶ２は、展開基準線８０及び９０に対して個別に異なる方向を規定してもよい。

ステップＳ３の処理は、人の感性に係るものであることから、基本的には、オペレータがコンピュータ及びポインティングデバイス等を用いてポリゴン体７２が設けられる仮想空間上で行う。

以下のステップＳ４〜ステップＳ１２の処理は、コンピュータのプログラム処理によって自動的に行われる。

ステップＳ４において、ポリゴン体７２上で、展開基準線８０の対応始点８０ａを含むポリゴンＰ１１を処理対象ポリゴンとして選択する。以下、処理対象ポリゴンとして選択されるポリゴン７４をポリゴンＰｎｍとして表す。添え字ｎは、メイン処理の回数を示す数字であり、添え字ｍはメイン処理内におけるサブ処理の回数を示す数字である。添え字ｍについて、「９」以降はアルファベット（Ａ、Ｂ、Ｃ…）で示すものとする。また、図５〜図７においては、理解を容易にするために添え字ｎが「１」であるポリゴン７４を太線で示し、添え字ｎが「２」であるポリゴン７４を細線で示し、添え字ｎが「３」であるポリゴン７４を破線で示して区別する。

ステップＳ５において、図６に示すように、対応始点８０ａと基準始点７０ａが一致するように二次元画像データ５０から、選択された処理対象ポリゴン（つまりポリゴンＰ１１）と同形状の部分を抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける。このとき、ベクトルＶ１とベクトルＶ２が一致する向きとなるように画像を抽出する。

つまり、図６に示すように、デザイン部５２の左端の一部を含む領域から、ベクトルＶ１とベクトルＶ２を一致させながらポリゴンＰ１１と同じ形状を抽出し、抽出した画像を図７のポリゴンＰ１１に対して貼付処理を行う。

以下、二次元画像データ５０上においても、抽出された画像の部分を便宜的にポリゴンと呼ぶ。

ステップＳ６において、その時点で選択されていた処理対象ポリゴンに対して、二次元基準線７０の延在方向に隣接したポリゴン７４を処理対象ポリゴンとして選択し直す。つまり、ステップＳ６を最初に実行するときには、ポリゴンＰ１１について二次元基準線７０の延在方向に隣接するポリゴンＰ１２を処理対象ポリゴンとして選択し直す。２回目以降にステップＳ６を実行するときには、ポリゴンＰ１２、Ｐ１３…について展開基準線８０の延在方向に隣接するポリゴンＰ１３を対象ポリゴンとして選択し直す。

ステップＳ７において、二次元画像データ５０（図６参照）上で、直前に抽出された部分に対して境界を一致させて、選択された処理対象ポリゴンと同形状の部分をさらに抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける。つまり、処理対象ポリゴンがポリゴンＰ１２であるときには、直前に抽出された部分は対応始点８０ａを含むポリゴンＰ１１と同形状の部分であり、対応する境界１００を一致させてポリゴンＰ１２と同じ形状を抽出し、抽出した画像を図７のポリゴンＰ１２に対して貼付処理を行う。

処理対象ポリゴンがポリゴンＰ１３、Ｐ１４、Ｐ１５…である場合にも同様の処理を行う。

ステップＳ８において、展開基準線８０の対応終点８０ｂの属するポリゴン７４（図６ではポリゴンＰ１７）まで画像の貼付処理が終わったか否かを確認する。これらのポリゴンについて貼付処理が終了している場合にはステップＳ９へ移り、終了していない場合には、添え字ｍを、ｍ←ｍ＋１とし、ステップＳ６に戻り処理を繰り返し実行する。

ここまでの処理により第１回目のメイン処理が終わり、展開基準線８０に沿った箇所が優先的に展開されて、実質的な歪みがなく三次元形状を示すポリゴン体７２に反映される。したがって、展開基準線８０を二次元画像の模様の特徴的部分に合わせて設定しておくことにより、該特徴的部分の歪みを抑制し、美観を維持して三次元形状に展開することができる。

次に、ステップＳ９以降で第２回目以降のメイン処理を行う。

ステップＳ９において、二次元画像データ５０の貼付を行ったポリゴン７４に対して少なくとも一部が隣接するポリゴン７４を処理対象ポリゴンとして選択し直す。なお、このステップＳ９以降の処理は、第２回目以降のメイン処理に対応することから、添え字ｎは、２、３、４…となる。ステップＳ９を行う直前には、添え字ｍをｍ←１とリセットしておく。

処理対象ポリゴンは、（ｎ−１）回目のメイン処理で処理対象となったポリゴン７４に対して一部が隣接していればいずれを選択してもよいが、例えば、最初にはＰ（ｎ−１）１のポリゴン７４に対して、展開基準線８０の延在方向と逆方向に隣接するポリゴン７４を選択し、その後反時計回りに順次選択していけがよい。

つまり、ｎ＝２であるときには、図６におけるポリゴンＰ１１の下側のポリゴン７４を処理対象ポリゴンのポリゴンＰ２１として選択し、次に、ポリゴンＰ１１の右側をポリゴンＰ２２として選択するとよい。

ｎ＝３であるときには、ポリゴンＰ２１の下側のポリゴン７４を処理対象ポリゴンのポリゴンＰ３１として選択し、次に、ポリゴンＰ２１の右側をポリゴンＰ３２として選択し、ポリゴンＰ２２の右側をポリゴンＰ３３として選択するとよい。

ステップＳ１０において、二次元画像データ５０（図６参照）上で、画像貼付済みのポリゴンＰ（ｎ−１）ｘに対応して境界を一致させて、選択された処理対象ポリゴンＰｎｍと同形状の部分をさらに抽出する。抽出した画像は処理対象ポリゴンに貼り付ける。

ステップＳ１１において、（ｎ−１）回目のメイン処理で処理済みのポリゴンＰ（ｎ−１）ｘの全周に接するポリゴンＰｎｍのすべてについて画像の貼付処理が終わったか否かを確認する。これらのポリゴンについて貼付処理が終了している場合にはステップＳ１２へ移り、終了していない場合には、添え字ｍを、ｍ←ｍ＋１とし、ステップＳ９に戻り処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１２において、二次元画像データ５０又はポリゴン体７２における規定の範囲について貼付処理が終了したか否かを確認する。規定範囲の貼付処理が終了していない場合には、添え字ｎを、ｎ←ｎ＋１、添え字ｍを、ｍ←１とし、ステップＳ９に戻り処理を続行する。規定範囲の貼付処理が終了している場合には図４に示す処理を終了する。

ステップＳ１２の終了判断基準は、例えば二次元画像データ５０における所定面積の貼付処理が終了したことや、デザイン部５２及び文字列５４の範囲の貼付処理が終了したことに基づいて行えばよい。

ところで、ポリゴン体７２は立体であり、図６から明らかなように、二次元画像データ５０上では各ポリゴン７４同士には隙間が生じ、一般に、展開基準線８０から離間する程隙間が大きくなる傾向がある。

しかしながら、展開基準線８０は確実に連続して展開されており、該展開基準線８０が属するポリゴンＰ１ｍについては隙間なく連続的に展開されており、その近傍のポリゴンＰ２ｍについてもほとんど隙間なく展開されている。このように、展開基準線８０の近傍の部分が二次的に優先的に展開され、歪みが相当に抑制されてポリゴン体７２に反映される。したがって、展開基準線８０に沿った部分及びその近傍部分の歪みが相当抑制され、二次元画像データ５０の特徴的部分の美観が維持される。

図７では、デザイン部５２の内側部分に多少の歪み９２が発生しているように示しているが、実際には該歪み９２は十分に小さく抑制することができる。

また、図７から了解されるように、ポリゴン体７２におけるポリゴンＰ３Ｈ、Ｐ３Ｉ、Ｐ３Ｋ等は、燃料タンク１０の前方端部に相当し、曲率が大きく、図６の二次元画像データ５０上では対応する箇所の隙間９４が相当に大きく、歪みが生じうる。しかしながら、この部分は二次元基準線７０から離れており、デザイン部５２が存在しない単色（無色）の部分である。単色の部分はいかに歪みが大きくても、隣接する部分と同色であって歪みが認識されることはない。

このように、本実施の形態に係る画像処理方法では、重要な特徴的部分から順に優先的に展開を行い、特徴的部分から離れた箇所（単色であることが多い）に歪みを集約させ、全体として歪みがほとんど認識されないように展開を行うことができる。

なお、上記の説明では、展開基準線８０に沿って行う画像の展開について説明したが、展開基準線９０についても同様の展開を行えばよい。この場合、展開基準線８０についての第１回目のメイン処理を行った後、展開基準線９０についての第１回目のメイン処理を行い、第ｎ回目のメイン処理は展開基準線８０と展開基準線９０について交互に行うとよい。これにより、特徴部分が複数存在する二次元画像データ５０についても、それぞれの特徴部分の歪みを相当程度に抑制しながら好適に展開することが可能となる。

この後、二次元の画像がポリゴン７４に貼り付けられたポリゴン体７２を三次元表示手段（専用三次元表示ソフト又は汎用ＣＡＤ等）を用いてモニタに表示させることにより、展開した結果を簡便に確認することができる。

この時点で、二次元画像データ５０は、好適にポリゴン体７２に展開されており、個々のポリゴン７４の形状、位置のデータ及び貼り付けられた画像データに基づき、前記の印刷装置１２を用いることにより燃料タンク１０に画像を印刷することが原理的には可能となる。

しかしながら、個々のポリゴン７４は微小であり、個別のデータとして記録するとデータ容量が膨大になる。また、各ポリゴン７４の位置及び向きに対応して印刷装置１２のスライダ１８及びワーク支持機構２２等を頻繁に動作させるとともに、該ポリゴン７４のデータの読み込み回数が多くなり、手順が煩雑になり、印刷時間が長くなる。このため、一度に印刷可能な複数のポリゴン７４をまとめて記録しておくことが望ましい。

具体的には、図８に示すように、インクジェットプリンタ２０のインクガン１０２を基準とし、インクの噴出方向（所定方向）Ｃを法線とする仮想面１０４を設定する。印刷装置１２は６軸自由度を有することから、噴出方向Ｃはポリゴン体７２の形状に応じて適宜変更可能である。

噴出方向Ｃを基準として、高低差が第１閾値Ｔ１以内である領域Ｒ１を抽出する。ここで、第１閾値Ｔ１は、インクガン１０２による印刷可能な高さである。例えば、インクガン１０２による印刷可能な高さが、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であるとすると、Ｔ１＝２（＝３−１）ｍｍである。

次いで、仮想面１０４の方向を基準とした傾斜角度差θが第２閾値Ｔ２以内である領域Ｒ２を抽出する。ここで、第２閾値Ｔ２は、インクガン１０２による印刷可能な傾斜角度の最大値である。

このように、高低差が第１閾値Ｔ１以内で、且つ傾斜角度θが第２閾値Ｔ２以内である領域Ｒ２の一群のポリゴン７４をグループ化し、さらに平面に近似をして図９に示すような複数の平面画像１０６を得る。得られた複数の平面画像１０６は、平面画像データ１１０（図１０参照）として所定の記録部に記録する。

図９では、理解を容易にするために各平面画像１０６を元のデザイン部５２及び文字列５４の位置に略合わせて配置している。

なお、デザイン部５２や文字列５４の存在しない箇所については印刷不要であることから、これらの領域については平面画像１０６を設ける必要がないことはもちろんである。

このようなグループ化された平面画像１０６によれば、展開結果を示すデータ量を相当に抑制することができるとともに、印刷装置１２で印刷をする印刷データとして簡便に利用可能である。

また、第１閾値Ｔ１及び第２閾値Ｔ２による制限で得られる領域Ｒ２は不規則な形となることがあるが、四角形部分を切り取って平面画像１０６に設定すると、データとして簡便に利用可能である。

次に、図１０に示すように、全ての平面画像１０６が格納された平面画像データ１１０を所定のデータ処理部１１２で読み取り、画像データ１１４及び位置データ１１６に分解し、記録する。

画像データ１１４は、各平面画像１０６に貼り付けられている個別の画像を識別番号とともに記録する。画像データ１１４は、印刷装置１２において、主にインクジェットプリンタ２０のインク噴出の制御に用いられる。

位置データ１１６は、各平面画像１０６の位置及び向きを規定することのできるデータであり、４つの頂点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４を識別番号とともに記録する。位置データ１１６には、例えば、法線と一致する噴出方向Ｃ（図８参照）等を合わせて記録してもよい。位置データ１１６は、印刷装置１２において、主に三次元的な動作機構であるスライダ１８及びワーク支持機構２２の動作制御に用いられる。

なお、上記の説明では、燃料タンク１０の左側面に模様を印刷することについて説明したが、右側面については画像データ１１４及び位置データ１１６を対称変換して簡便に得ることができる。

上述したように、本実施の形態に係る画像処理方法によれば、展開基準線８０、９０に沿った箇所が優先的に展開されて、歪みが抑制されて三次元形状を示すポリゴン体７２に反映される。したがって、展開基準線８０、９０を二次元画像データ５０の模様の特徴的部分に合わせて設定しておくことにより、該特徴的部分の歪みを抑制し、美観を維持して三次元形状に展開することができる。

これにより、印刷をする燃料タンク１０等に対して印刷装置１２による高品質の印刷が可能となる。

本発明に係る画像処理方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。

印刷装置の斜視図である。燃料タンクの側面図である。二次元画像データの内容を示す図である。本実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャートである。ポリゴン体の側面図である。二次元画像データからポリゴンの形状部を抽出した様子を示す図である。二次元画像データから抽出した画像を対応するポリゴンに貼り付けたポリゴン体の拡大側面図である。ポリゴンをグループ化して平面画像を得る様子を説明する図である。得られた複数の平面画像である。平面画像データを画像データ及び位置データに分解する手順を示す図である。

符号の説明

１０…燃料タンク１２…印刷装置
５０…二次元画像データ５２…デザイン部
５４…文字列６０、７０…二次元基準線
６０ａ、７０ａ…基準始点６０ｂ、７０ｂ…基準終点
７２…ポリゴン体７４…ポリゴン
８０、９０…展開基準線８０ａ、９０ａ…対応始点
８０ｂ、９０ｂ…対応終点１０６…平面画像
１１０…平面画像データ１１２…データ処理部
１１４…画像データ１１６…位置データ

Claims

コンピュータと、使用者が操作する入力装置とを有する画像処理装置にて使用され、二次元画像データを、複数のポリゴンからなるポリゴン体で示される三次元形状表面に展開する画像処理方法であって、
前記コンピュータが備える基準始点設定手段によって行われ、前記入力装置からの操作入力に従って対象の二次元画像に基準始点を設定する第１工程と、
前記コンピュータが備える展開基準線設定手段によって行われ、前記入力装置からの操作入力に従って対応始点及び該対応始点を基準として延在方向が付けられた展開基準線を前記ポリゴン体に設定する第２工程と、
前記コンピュータが備えるポリゴン選択手段によって行われ、前記ポリゴン体上で、前記対応始点を含むポリゴンを処理対象ポリゴンとして選択する第３工程と、
前記コンピュータが備える基準画像貼付処理手段によって行われ、基準始点と対応始点が一致するように前記二次元画像から、選択された処理対象ポリゴンと同形状の部分を抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける第４工程と、
前記コンピュータが備えるポリゴン再選択手段によって行われ、その時点で選択されていた処理対象ポリゴンに対して、前記展開基準線の延在方向に隣接したポリゴンを処理対象ポリゴンとして選択し直す第５工程と、
前記コンピュータが備える画像貼付処理手段によって行われ、前記二次元画像上で、直前に抽出された部分に対して境界を一致させて、選択された処理対象ポリゴンと同形状の部分をさらに抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける第６工程と、
を有し、
前記第５工程及び前記第６工程を所定回数繰り返し実行することを特徴とする画像処理方法。
請求項１記載の画像処理方法において、
前記展開基準線に沿って前記展開基準線の対応終点の属するポリゴンまで二次元画像の貼付を行った後、
前記コンピュータが備える第２のポリゴン再選択手段によって行われ、二次元画像の貼付を行ったポリゴンのいずれか１つに対して、隣接したポリゴンを処理対象ポリゴンとして選択し直す第７工程と、
前記コンピュータが備える第２の画像貼付処理手段によって行われ、前記二次元画像上で、前記いずれか１つのポリゴンに対応して抽出された部分に対して境界を一致させて、選択された処理対象ポリゴンと同形状の部分をさらに抽出し、該処理対象ポリゴンに貼り付ける第８工程と、
を有し、
前記第７工程及び前記第８工程を所定回数繰り返し実行することを特徴とする画像処理方法。
請求項１又は２記載の画像処理方法において、
前記展開基準線は順序づけられて複数設けられ、各展開基準線について順に、前記第１工程から前記第６工程をそれぞれ実行することを特徴とする画像処理方法。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理方法において、
前記画像処理装置は、さらに、前記コンピュータから出力された画像データを表示するモニタを有し、
前記コンピュータが備える三次元表示手段によって行われ、二次元の画像がポリゴンに貼り付けられた前記ポリゴン体を前記モニタに表示させることを特徴とする画像処理方法。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理方法において、
前記コンピュータが備える平面画像生成手段によって行われ、前記ポリゴン体の複数のポリゴンのうち、所定方向を基準とした高低差が第１閾値以内であり、且つ前記所定方向を基準とした傾斜角度差が第２閾値以内である一群をグループ化して平面に近似して平面画像を得ることを特徴とする画像処理方法。
請求項５記載の画像処理方法において、
前記三次元形状表面は、三次元的に移動可能に設けられたインクジェットプリンタにより印刷をする対象面であり、
前記第１閾値は、前記インクジェットプリンタによる印刷可能な高さであり、前記第２閾値は、前記インクジェットプリンタによる印刷可能な傾斜角度であることを特徴とする画像処理方法。
請求項５又は６記載の画像処理方法において、
前記平面画像を、対応するポリゴンの位置データと、対応するポリゴンの画像データに分解して記憶することを特徴とする画像処理方法。