JP6351299B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
各メッシュにおいて、曲線の辺上にあるサンプリング点と、該辺を共有する隣接メッシュにおける該辺上のサンプリング点との関係を制御する制御手段と、
サンプリング点を頂点として各メッシュをサブメッシュに分割する分割手段と、
各サブメッシュに属するサンプリング点の色情報を用いて前記サブメッシュをレンダリングする描画手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記分割手段による分割によって、注目メッシュにおいて前記共有する辺に面するサブメッシュの数が、前記隣接メッシュにおいて前記辺に面するサブメッシュの数よりも少なくなる場合には、前記分割手段による分割によって、前記辺を共有するメッシュ間において前記共有する辺に面するサブメッシュの数が同じとなるように、前記注目メッシュのサンプリング点を追加することを特徴とする。
まず図1を用いて、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例について説明する。図1(a),(b)に示すように本実施形態に係る画像処理装置は、入力画像のベクトル化を行う構成と、作成されたベクトル画像を描画処理(レンダリング)する構成とを有する。すなわち、まずベクトル化処理用の構成として、図1(a)に示す画像入力部101、特徴線検出部102、特徴点抽出部103、曲線メッシュ生成部104、色点抽出部105、特徴線上色点補完部106、メッシュ出力部107を有する。そしてレンダリング処理用の構成として、メッシュ入力部108、三角形分割部109、三角形描画部110、画像出力部111を有する。
=p1s3+3c1s2t+3c6s2u+p2t3+3c2st2+3c3t2u+p3u3+3c4tu2+3c5su2+6c7stu …(1)
0≦s≦1,0≦t≦1,0≦u≦1,s+t+u=1
(1)式において、s、t、uはパッチ内の重心座標を示すパラメータである。またp1、p2、p3はそれぞれ、頂点P1、P2、P3の座標値である。c1、c2、c3、c4、c5、c6およびc7は、曲線パッチの形状を定めるパラメータである。ここで、c1〜c6はベジェパッチの輪郭を決める3つのベジェ曲線(辺)の制御点に対応するパラメータである。c7はベジェパッチの輪郭には関与しないパラメータであり、本実施形態では(2)式のように、ベジェパッチの頂点の座標と、輪郭を成すベジェ曲線の制御点に対応するパラメータから定められる。
●ベクトル化処理
以下、図1(a)に示す構成によるベクトル化処理について詳細に説明する。
まず画像入力部101にラスタ表現された画像(例えばビットマップ画像)が入力される。ここで入力される画像(以下、入力画像)としては、カラー画像、グレー画像、白黒画像のいずれでも良い。入力画像はまた、矩形画像であっても良いし、画像の一部をベクトル化したい場合であれば背景部を透過色に設定した画像等、他の画像から切り出された領域が与えられても良い。
次に特徴線検出部102により、入力画像上の特徴を表す曲線形状の特徴線を構成する。本実施形態では特徴線としてエッジ線を用いる。以下では特徴線検出部102における処理を、エッジ検出処理とエッジ線構成処理とに分けて説明する。
図1(a)に戻り、次に特徴点抽出部103が、特徴線検出部102で検出された特徴線上から特徴点をサンプリングする特徴点抽出処理について、図3および図4を用いて説明する。
図1(a)に戻り、次に曲線メッシュ生成部104による、特徴線を再現する3頂点曲線メッシュ群の生成処理について、図5、図6を用いて説明する。
図1(a)に戻り、次に色点抽出部105において、メッシュに色を塗るために必要なサンプリング点となる、色点を抽出する処理について図7、図8、図9および図10を用いて説明する。ここでサンプリングされた色点を用いて画像を再構成するレンダリングの方法については後述する。
・制御点座標controlPoint
・分割数divNum
・色点群情報color
また、このメッシュ情報は、mesh[n](n=0,1,2,…Mnum-1)のように、メッシュの個数であるMnum個分の配列として取得されていることを前提としている。以下では、例えばi番目のメッシュ情報における色点群情報を、mesh[i].colorのように、メッシュ番号と情報内容を併記して表記することとする。
以下、色点の内挿処理について図10を用いて説明する。例えば、現分割数curDivNumが2、最大分割数maxDivNumが4であったとする。この時、色点群color2は図10(b)で示したように、白丸、二重丸の座標でサンプリングした計6点の色点を有している。また最大分割数maxDivNumで分割した場合は図10(c)に示すように、白丸、二重丸、黒丸の位置に計15点の色点を有する。つまり現分割数で分割した色点群color2は、最大分割数で分割した場合と比して色点が9点不足しており、この不足分を内挿処理によって補う。この時、不足分の色点は図10(c)において黒丸で示した位置の色点となる。この色点の色は、周囲の色点から補間すればよい。例えば図10(c)における色点1003の色を補間する場合、単純に色点1001から1002にかけて色が線形に変化していると仮定し、色点1003の色を色点1001と色点1002の平均色とすればよい。また、色点の座標に関しても同様に、基本的には周囲の色点から補間すれば良い。例えば図10(c)における色点1003の座標を求める場合、色点1001と色点1002の座標を結ぶ線分を二等分した座標とすればよい。また、メッシュの辺は曲線化されていることがあるが、その場合は線分ではなく該曲線を二等分した座標とすればよい。
図1(a)に戻り、次に特徴線上色点補完部106において、特徴線をまたぐ際に起こる急峻な色変化を表現するために、色点の色を補完する。本実施形態では、特徴線上の辺においては、一つの色点が2種類の色を保持することで、特徴線をまたぐ急峻な色変化を表現している。なお、2種類の色を保持するのは、2つのメッシュ間で共有される色点に限定される。以下、この色点補完処理について図11を用いて説明する。
図1(a)に戻り、次にメッシュ出力部107では、これまでの処理で得られたメッシュ情報を、入力画像のベクトル情報として出力する。このように、図1(a)に示す構成によって、画像入力部101で入力されたビットマップ画像を、3頂点曲線メッシュによるベクトル情報に変換することができる。
上述したように、図1(a)に示す構成によりメッシュを用いたベクトル画像が得られる。本実施形態ではこのベクトル画像のレンダリングを、図1(b)に示す構成により行う。以下、本実施形態におけるレンダリング処理について詳細に説明する。
図1に示した各部はハードウェアで構成しても良いが、ソフトウェア(コンピュータプログラム)として実装しても良い。この場合、このソフトウェアは、PC(パーソナルコンピュータ)等、一般のコンピュータのメモリにインストールされることになる。そしてこのコンピュータのCPUがこのインストールされたソフトウェアを実行することで、このコンピュータは、上述の画像処理装置の機能(図1に示した各部の機能)を実現することになる。即ち、このコンピュータは、本実施形態の画像処理装置に適用することができる。
以下、本発明にかかる第2実施形態について説明する。上述した第1実施形態では、図13(a)で示したように特徴線を挟むメッシュ間の分割数を同数とすることで、レンダリング時の隙間や重なりを防ぐ例を示した。しかし、レンダリングを行う際に分割したサブメッシュの数が多いと、分割処理や描画関数の呼び出し回数が増加し、さらにサブメッシュの境界部分の画素色については二重に計算してしまうこと等により、処理時間が長くなってしまう。
曲線化されたメッシュを三角形のサブメッシュで近似してレンダリングする場合、サブメッシュの分割数が少ないと曲線部の再現性が低下してしまうことがある。上述した第1および第2実施形態では処理の高速化のためにサブメッシュの総数が少なくなるように設定したが、高画質を重視するのであればサブメッシュの分割数をさらに大きな値に設定してもよい。この場合の分割数としては、曲線化された辺を共有する注目メッシュと隣接メッシュにおいて、分割数が大きい方の値よりもさらに大きい値を設定すればよい。これにより、メッシュ間での隙間や重なりを発生させず、かつ曲線の再現性を向上させることができる。すなわち本発明では、曲線化された辺を共有するメッシュ間において、分割数の大きい方以上の値を分割数として設定すればよい。
Claims (17)
- メッシュにより構成される画像をレンダリングする画像処理装置であって、各メッシュは辺の情報とサンプリング点の情報を有し、
各メッシュにおいて、曲線の辺上にあるサンプリング点と、該辺を共有する隣接メッシュにおける該辺上のサンプリング点との関係を制御する制御手段と、
サンプリング点を頂点として各メッシュをサブメッシュに分割する分割手段と、
各サブメッシュに属するサンプリング点の色情報を用いて前記サブメッシュをレンダリングする描画手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記分割手段による分割によって、注目メッシュにおいて前記共有する辺に面するサブメッシュの数が、前記隣接メッシュにおいて前記辺に面するサブメッシュの数よりも少なくなる場合には、前記分割手段による分割によって、前記辺を共有するメッシュ間において前記共有する辺に面するサブメッシュの数が同じとなるように、前記注目メッシュのサンプリング点を追加することを特徴とする画像処理装置。 - 前記メッシュは、前記辺の情報として、曲線の制御点の情報を有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 各メッシュはさらに、分割されるサブメッシュの数を示す分割数の情報を含み、
前記制御手段は、前記注目メッシュが、前記注目メッシュと前記隣接メッシュのうち前記分割数の大きい方以上の数に分割されるように、前記注目メッシュのサンプリング点を追加することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記注目メッシュが、前記注目メッシュと前記隣接メッシュのうち前記分割数の大きい方の数に分割されるように、前記注目メッシュのサンプリング点を追加することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記分割数は、2のべき乗の数であることを特徴とする請求項3または4に記載の画像処理装置。
- 前記制御手段は、前記注目メッシュに追加するサンプリング点に対し、該注目メッシュの色情報と前記隣接メッシュの色情報を保持させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記共有する辺の両端にあるサンプリング点は、前記辺を共有するメッシュのそれぞれに対応する色の情報を有し、
前記描画手段は、サブメッシュのサンプリング点が前記共有する辺上にある場合、該サブメッシュが含まれるメッシュの色の情報を用いて前記レンダリングを行うことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記注目メッシュの色情報を保持して該注目メッシュに対応付けられたサンプリング点と、前記隣接メッシュの色情報を保持して該隣接メッシュに対応付けられたサンプリング点とを、同一の座標に保持するように制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記共有する辺の両端には、前記辺を共有するメッシュのそれぞれに対応する色の情報を有した複数のサンプリング点が保持され、
前記描画手段は、サブメッシュのサンプリング点が前記共有する辺上にある場合、同一の座標に保持された複数のサンプリング点のうち該サブメッシュが含まれるメッシュに属するサンプリング点の色の情報を用いて前記レンダリングを行うことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記注目メッシュと前記隣接メッシュの前記サンプリング点の数のうち大きい方の値と、前記共有する辺の曲率に基づいて規定される分割数の値のうち、より大きい方の値を前記分割数とするように、前記制御を行うことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記曲率は、前記共有する辺における両端を結ぶ直線と該辺の制御点がなす角度を用いて決定することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記曲率は、前記共有する辺における両端と該辺の制御点との距離を用いて決定することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記曲線の辺は、画像におけるエッジ線または輪郭を示すことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記メッシュは3頂点から成り且つ該3頂点を結ぶ辺が直線または曲線であり、
前記サブメッシュは三角形であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 制御手段、分割手段、および描画手段を有し、メッシュにより構成される画像をレンダリングする画像処理装置における画像処理方法であって、各メッシュは辺の情報とサンプリング点の情報を有し、
前記制御手段が、各メッシュにおいて、曲線の辺上にあるサンプリング点と、該辺を共有する隣接メッシュにおける該辺上のサンプリング点との関係を制御し、
前記分割手段が、サンプリング点を頂点として各メッシュをサブメッシュに分割し、
前記描画手段が、各サブメッシュに属するサンプリング点の色情報を用いて前記サブメッシュをレンダリングし、
前記制御手段は、前記分割手段による分割によって、注目メッシュにおいて前記共有する辺に面するサブメッシュの数が、前記隣接メッシュにおいて前記辺に面するサブメッシュの数よりも少なくなる場合には、前記分割手段による分割によって、前記辺を共有するメッシュ間において前記共有する辺に面するサブメッシュの数が同じとなるように、前記注目メッシュのサンプリング点を追加することを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータ装置で実行されることにより、該コンピュータ装置を請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
- 請求項16に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ可読な記憶媒体。
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