JPH0721829B2

JPH0721829B2 - 画像処理方法

Info

Publication number: JPH0721829B2
Application number: JP62078217A
Authority: JP
Inventors: 剛小林; 裕行木村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-30
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS63244178A

Description

【発明の詳細な説明】＜発明の属する分野＞本発明は画像データを変換処理する画像処理方法に関す
る。

＜従来技術＞従来、この種の画像処理方法の１つとして、印刷業界で
の電子製版技術、写真ラボ業界でのコンピユータ写真画
像処理を応用したプロラボ技術が知られている。

例えば画像原稿上をレイアウトスキヤナ、レーザーカラ
ープリンタ等の高精度スキヤナにより光電走査に再生画
像を得る場合その工程の中間に信号処理部を設けて入力
濃度信号に対して濃度表現修正（γ補正）、階調設定、
色修正、切り抜き合成等の処理を行い以下の様な効果を
得ている。

カラーフイルムの退色復元。

ハイライト、シヤドウの階調を整え、色彩表現の誇
張。

機器故障、撮影ミス、現像ミス等の救済。

クリエイテイブイメージを表現し、イメージ領域の拡
大、新しいデザインを創造する。

この様な特殊処理を実行する場合、フイルム原稿をカラ
ースキヤナの高精度スキヤナ又はカラー撮像管、カラー
撮像板（たとえばCCD）等により光電走査して得たフイ
ルム原稿の濃度信号又は輝度信号等のデジタル画像信号
を処理している。

このデジタル画像信号に対する処理として、入力画像１
画素のデータをｍ×ｎ画素を単位とするブロック内の複
数画素の変換データに変換し、その後変換されたデータ
に対しモザイク処理等の特種処理を行い、クリエイティ
ブイメージを表現することが知られている。

しかしながら、入力画像の１画素のデータを入力画像デ
ータのレベル数よりもそれぞれレベル数の少ない複数画
素の変換データに変換する際、入力データを正確に表現
することができないといった欠点、更には、ブロック単
位でパターンが目立ってしまうといった欠点があった。

＜目的＞本発明は、上述従来技術の欠点を除去し、入力データを
少ないデータでなるべく正確に表現することができると
ともに、ブロック単位でのパターンの発生を防止するこ
とができる画像処理方法の提供を目的とする。

＜実施例＞具体的に、本実施例で提案しようとしている処理方法
は、自然画像をフランスのスーラーに代表される新印象
派主義の画家が描く点描タツチの絵画風に変換させる画
像処理である。新印象派の点描絵画の特徴とは、絵具を
パレツト上で混ぜ合わせないで原色のままキヤンバスに
ドツトを描き、混色が必要な時はそれらの色を並べ、ま
た暗い色が必要な時は補色の色を並べることにより、少
し離れて見た時に、人間の網膜上で色が混ざって見えた
り、暗い色に見えたりさせるものである。

本実施例は以上の様な高度な絵画手法を画像処理で簡単
に行うものであり、これによって絵画を描く能力のない
人でも容易に新印象派の絵画が得られる様にするもので
ある。

以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例である画像処理方法に用いら
れる装置の構成図を示したものである。

１はTVカメラとか、ドラムスキヤナー等の画像入力装置
であり、写真フイルムやプリント等の自然画像をセツト
すれば、ここでサンプリング、A/D変換されてデジタル
画像が作られる。このデジタル画像は、中央処理装置２
を介して、画像メモリ３に送られる。この画像メモリ３
にはオリジナル画像や処理画像や処理途中で必要なワー
ク用の画像が収納される。４は画像処理コマンドを入力
する為のキーボードとかデイジタイザー等のコマンド入
力装置で、キーボードの場合は希望する処理コマンドを
キーをたたいて入力し、デイジタイザーの場合はデイジ
タイザー上面に描かれたメニユーの中から希望するコマ
ンドの上にスタイラスペンをもってきて押したり、後述
モニタTV5上にメニユーが表示されている場合は、スタ
イラスペンの位置に合わせてモニタTV5上に表示されて
いるカーソルを希望するメニユーの上に動かして、その
位置でスタイラスペンを押せば良い。５はモニターTV
で、画像メモリ３の画像（オリジナル画像、処理画像、
ワーク画像）や、コマンド入力装置４から入力された画
像処理メニユーを必要に応じて表示することができる。
中央処理装置２は各種装置を制御すると共に、指示され
た処理コマンドに対してオリジナル画像データから色情
報を読み出し、処理画像を作成する。この結果、作成さ
れた処理画像はプリンター、フイルムレコーダー等の出
力装置６に送られて処理結果を出力する。

ところで画家が絵を描く場合、三原色を全部混ぜるよう
なことが起こると、濁った暗灰色になってしまうため
に、特に印象派の画家たちはパレツトに数種類の絵具し
か用意せず、それを直接もしくは白を混ぜ合わせたり、
飽和色にしてキヤンバス上に絵筆を運ぶ。

そしてキヤンバス上に小さな原色の点を併置して、ある
距離から眺めたときに、網膜の上で「混合色」として知
覚されるという手法をとった。また暗い部分の描写に関
しても、暗い色の絵具で描くのではなく、上述の原色ま
たは飽和色に近い色と、その補色の色を併置することに
より、暗部であることを表現するという手法をとった。

このことから明らかなように、キヤンバス上の筆のタツ
チ１つ１つは比較的原色に近い色をしているため、従来
のコンピユーター画像処理における絵画処理では、絵画
風的な色再現が実現されていない。さらに絵画の筆のタ
ツチは一様ではなく、画像のエツジラインに沿った方向
性を持つ筆のタツチによって描かれている場合が多い。

したがって本実施例では（１）原画の方向性を抽出し、方向性画像データを作成
する“方向性抽出処理” （２）絵画風的な色再現を行う“絵画風色再現処理” （３）（１）の方向性画像データを用い、筆のタツチに
方向性を持たせる“方向性付ランダムモザイク処理” （４）暗部を補色で再現する“暗部補色モザイク処理” から成り、（１），（２），（３），（４）の順で処理
を行うことにより、前記従来の欠点を補った絵画処理を
実現した。

以下、順を追って処理実施例を記す。

（１）方向性抽出処理一般に絵画の筆のタツチは一様ではなく、画像のエツジ
ラインに沿った方向性を持つ筆タツチによって描かれて
いる場合が多い。したがって、方向性を持たせた筆タツ
チ処理を行うためには、まずオリジナル画像の絵がらの
方向性を抽出しなければならない。よって本実施例にお
いては、まずオリジナル画像に対して差分処理を行い、
エツジの方向性を抽出し、方向画像データを前もって作
成しておき、モザイク処理する際にこの方向画像データ
を用い、方向性のあるモザイクパターンを発生させるこ
とにより筆タツチを表現したモザイク画像を実現した。

方向性抽出処理について第2-3図を基にその概略を説明
する。

step1の説明）入力されるオリジナル画像はカラー画像
であるが、方向性を抽出するためには必ずしもカラー画
像である必要はない。したがって、入力のカラー画像を
白黒画像に変換する。

step2の説明）step1で作成された白黒画像にウインドウ
サイズｍ×ｎの差分処理を行い、方向画像データを作成
する。

次にstep1の白黒画像作成処理と、step2の方向画像デー
タ作成処理を詳細に説明する。

−白黒画像作成処理− 第2-4図を基に白黒画像作成処理について説明する。

step11の説明）オリジナル画像データをメモリ−Ｘ（x
a,ya,za）にストアする。ここでZa＝１＝R,Za＝２＝G,Z
a＝３＝Ｂで、それぞれ赤成分画像，緑成分画像，青成
分画像を示す。

step12の説明）出力される白黒画像データ用メモリXw
（xa,ya）のラインカウンタＹを初期化するため１をセ
ツトする。

step13の説明）上記白黒画像データ用メモリのカラムカ
ウンタｘを初期化するため１をセツトする。

step14の説明）メモリＸ（xa,ya,za）からオリジナル画
像データの赤，緑，青成分を入力し、次式に示すように
平均化を行い白黒画像データを算出する。

Ｗ＝｛Ｘ（x,y,1）＋Ｘ（x,y,2）＋Ｘ（x,y,3）｝13 step15の説明）step14により算出された白黒画像データ
ｗを白黒画像メモリXw（xa,ya）に入力する。

step16,17の説明）カラムカウンタｘをカウントアツプ
し、オリジナル画像のカラムサイズxaより大きくなるま
でstep14,15,16をくり返す。

step18,19の説明）ラインカウンタｙをカウントアツプ
し、オリジナル画像のラインサイズyaより大きくなるま
でstep13,14,15,16,17,18をくり返す。これによって白
黒画像データが作成される。

−方向データ画像作成処理− 方向データ画像作成処理の概念について第2-1図、第2-2
図を基に説明する。

前記白黒画像作成処理によって出力された白黒画像Xw
（xa,ya）に対してａ×ｂのウインドウを走査し、ウイ
ンドウ内（例えば５×５）の差分処理を行い方向を検知
する。ウインドウ内の差分処理と、その時に検知される
方向性を第2-1図に示す。この差分処理によって右45°
方向（０方向の差分が最大）、横方向（１方向の差分が
最大）、左45°方向（２方向の差分が最大）、縦方向
（３方向の差分が最大）の４方向の検知が可能である。
例として第2-2図のような絵がらの方向性検知の様子を
示す。

第2-2図に示される５×５のウインドウ内の差分処理を
行うと０の方向の差分値が最も大きいため、ウインドウ
の中心画素の方向性は右45°と検知され、方向データと
して０を出力する。

次に方向データ画像作成処理の処理内容を第2-5図を基
に説明する。

step21の説明）白黒画像作成処理によって出力される白
黒画像データ用メモリXw（xa,ya）のラインカウンタｙ
を初期化するためにをセツトする。

step22の説明）上記メモリのカラムカウンタｘを初期化
するためをセツトする。

step23の説明）ウインドウサイズａ×ｂ内の４方向の差
分を次式の演算により算出する。

step24の説明）step23で求めたからまでの差分値の
絶対値の最大値IDmaxを求める。

step25の説明）方向データを方向データ画像用メモリXD
（x,y）に出力するが、１）差分値の絶対値の最大値が
の場合は方向データ画像用メモリXDに０を出力し、
２）最大値がの場合は１、３）最大値がの場合は
２、４）最大値がの場合は３を出力する。

step26,27の説明）カラムカウンターｘをカウントアツ
プし、カウンタがより大きくなるまでstep23,24,25,26をくり返す。カウ
ンタのストツプの値がなのはａ×ｂのウインドウで画像を走査するためであ
る。

step28,29の説明）カラムカウンタｙをカウントアツプ
し、カウンタがより大きくなるまでstep22,23,24,25,26,27,28をくり返
す。これにより、オリジナル画像の各画素位置での方向
性が決定する。

（２）絵画風色再現処理キヤンバス上の筆のタツチ１つ１つは比較的原色に近い
色をしていることは前にも述べたが、絵画的な色再現を
実現するために本実施例では使用するR,G,Bデータを限
定し、さらに、限定されたR,G,Bデータを用いてオリジ
ナル画像データをなるべく正確に表現するようにした。

絵画風色再現処理について第3-1図,3-2図,3-3図を基に
説明する。第3-1図はこの処理の概略フローチヤートで
ある。

step31の説明）オリジナル画像データをメモリＸ（xa,y
a,za）に入力する。ここで、Z₁＝R,Z₂＝G,Z₃＝Ｂで、順
に赤成分画像，緑成分画像，青成分画像を示す。

step32の説明）使用する色数を決定する。

ここでオペレータはキーボード等の外部入力装置によっ
て色数ｉを入力する。例えばｉが３と入力されればR,G,
Bはそれぞれ３色ずつとなり、R,G,Bの組み合わせは27通
りである。ただし、あまり色数ｉを大きくすると、徐々
にオリジナルの色再現に近ずくからｉは３〜４が適当で
ある。そして、選ばれたｉの値に応じて、あらかじめ用
意されたフアイルからＲ（１）,R（ｉ）,G（１）,G
（ｉ）,B（１）,B（ｉ）の値が読み出され、３×ｉ色の
色が決定する。なお、ここで用意されたフアイル内の色
の値は、新印象派の色の使い方の特長を生かす為に原色
もしくは飽和色に近い色になる様に選んでおく。

step33の説明）オペレータによりキーボード等の外部入
力装置によって色分解画像出力画素ブロツクサイズm,n
を入力する。例えばｍ＝3,n＝３と入力すれば、オリジ
ナル画像の１画素がstep36の色分解処理により３×３の
画素ブロツクとして出力される。

step34の説明）メモリＸ（xa,ya,za）のラインカウンタ
ｙに１を代入する。

step35の説明）メモリＸ（xa,ya,za）のカラムカウンタ
ｘに１を代入する。

step36の説明）step12によって限定された色数によって
オリジナル画像データを表現するための処理で、詳細は
後述する。

step37の説明）step36によって出力される画素ブロツク
データをそのまま出力すると、画素ブロツク単位が目立
ってしまうために、画素ブロツク単位内のならびをラン
ダムにすることにより、画素ブロツク単位ごとの目立ち
を軽減するための処理で、詳細は後述する。

step38の説明）カラムカウンタｘをカウントアツプす
る。

step39の説明）カラムカウンタがxaより大きくなるまで
step6,7,8をくり返す。

step40の説明）ラインカウンタｙをカウントアツプす
る。

step41の説明）ラインカウンタｙがyaより大きくなるま
でstep6,7,8,9,10をくり返す。

次に色分解処理の原理について説明する。

色分解処理とは限定された色数で、なるべくオリジナル
画像のデータを正しく再現しようとするもので、オリジ
ナル画像の１画素を限定された色数を複数画素使用する
ことにより表現しようとするものである。例えば、オリ
ジナル画像１画素を色分解処理時に２×２画素で出力し
た場合について説明する。

オリジナル画像データのR,G,BデータをそれぞれＸ＝
（x,y,1）＝70,X＝（x,y,2）＝140,X＝（x,y,3）＝180
（以下（70,140,180）の様に記す）とし、色数ｉ＝３
（50,100,200）とする。

表１は、このＸ＝（70,140,180）の１画素のデータを色
数ｉ＝３で２×２画素で処理した場合を示している。

表１における演算内容は出力データの１画素目はオリジ
ナル画像データ（70,140,180）に最も近い色数データは
（50,100,200）であるから、この値に決定する。ここ
で、オリジナル画像データとのエラー量はＲは＋20,Gは
−40,Bは＋20である。よって次の出力を求める時、この
誤差量を考慮する。つまりＲは20不足したわけだからオ
リジナル画像データのＲの70に20を加えておき、この値
に最も近い色数データを抽出する。G,Bについても同様
な処理を行う。そして、この演算を２×２画素分くり返
す。

このようにして出力されたデータを色分解画像データを
呼ぶことにするが、オリジナル画像１画素が２×２画素
に出力されるため、出力画像サイズも２倍×２倍にな
る。もしオリジナル画像１画素を色分解処理時に１画素
で出力すると、オリジナル画像データに対する出力画像
データの出力エラーはそれぞれ表２に示すようにである。しかし色分解処理時に２×２画像として処理し
た場合、オリジナル画像データも１画素を２×２画素に
拡大して考えればその出力エラーはで、前者に比べはるかに小さくなっている。つまり、色
分解処理時のオリジナル画像に対する出力画像を大きく
とることによって、限定された色数でもオリジナル画像
を比較的少ないエラーで表現できるわけである。

次に第3-2図のフローチヤートを用いて前述色分解処理
を説明する。

step61の説明）オリジナル画像データ累積値カウンタRs
um,Gsum,Bsum、出力データ累積値カウンタRout,Gout,Bo
utをクリアする。

step62の説明）出力画素ブロツクラインsyに１を代入す
る。

step63の説明）出力画素ブロツクカラムカウンタsxに１
を代入する。

step64の説明）最初のループはstep67へジヤンプする。

step65,66の説明）オリジナル画像データ及び出力デー
タの累積値を求める。

step67の説明）前ピクセル（画素）分までのオリジナル
画像データと、出力データとの誤差量を計算し、この誤
差量とオリジナル画像データを加算し、出力データを決
定するための目標値とする。

step68の説明）前記目標値に最も近い色数データをR,G,
Bの順に求め、出力データとする。

step69の説明）step68で出力されたデータのR,G,B各デ
ータが等しい場合は、無彩色として出力されてしまう。
しかし一般に絵画の色の使い方をみると、無彩色部はほ
とんど存在せず、特に点描画はその最たるものであり、
絵画における無彩色部は濃い青えのぐを用いて表現する
のが一般的である。よって、より絵画風に近ずけるため
にstep68の出力データが無彩色と判断された場合、青成
分を少し強めることにより無彩色表現を行う。

step610の説明）以上の手法により出力された色分解画
像データを色分解画像サブメモリmX（sx,sy,z）へ出力
する。

step611,612の説明）出力画素ブロツクカラムカウンタ
をカウントアツプし、カウンタがｍより大きくなるまで
step64,65,66,67,68,69,610,611をくり返す。

step613,614の説明）出力画素ブロツクラインをカウン
トアツプし、カウンタがｎより大きくなるまでstep64,6
5,66,67,68,69,610,611,612,613をくり返す。

次に第3-1図step37のランダム座標変換処理について第3
-3図を用いて説明する。

絵画風色再現処理は出力をｍ×ｎの画素単位で出力する
ために、そのまま出力すると画素ブロツク単位が目立っ
てしまうために、画素ブロツク単位ごとにブロツク単位
内のならびをランダムにする必要がある。

step71,72の説明）出力画素ブロツクラインカウンタ、
カラムカウンタsy,sxに１を代入する。

step73の説明）乱数を発生させて、色分解画像サブメモ
リのランダム座標（IX,IY）を求める。この場合IX,IYが
出力画素ブロツクサイズｍ×ｎの範囲内に入るように次
式により制御を行う。

Xadress＝INT（RAN（１）・ｍ・ｎ）＋１ IX＝MOD（Xadress,m）＋１ IY＝INT（Xadress/n）＋１ step74の説明）色分解画像サブメモリのランダム座標を
求める際に、同じランダム座標が算出されることがある
ため、同値のランダム座標が算出された場合は異なるラ
ンダム座標が出力されるまで乱数を発生させる。

step75の説明）出力画素ブロツクサイズm,nが１より大
きい場合にはオリジナル画像の１画素がｍ×ｎ画素に出
力されるため、オリジナル画像データのメモリＸのアド
レスと出力画像のメモリXoutは１対１に対応しない。よ
って、ここでは出力画像メモリXoutのアドレスを次式の
演算により求め、step73,74で算出されたランダム座標
（IX,IY）の色分解画像サブメモリの値を入力する。

JX＝ｍ（ｘ−１）＋sx JY＝ｎ（ｙ−１）＋sy ただしJXは出力画像メモリカラムアドレス JYは出力画像メモリラインアドレス step76,77の説明）出力画素ブロツクカラムカウンタを
カウントアツプし、カラムカウンタが出力画素ブロツク
のカラムサイズｍより大きくなるまでstep73,74,75,76
をくり返す。

step78,79の説明）出力画素ブロツクラインカウンタを
カウントアツプし、ラインカウンタが出力画素ブロツク
のラインサイズｎより大きくなるまでstep72,73,74,75,
76,77,78をくり返す。

（３）方向性付ランダムモザイク処理方向性付ランダムモザイク処理について第4-1図，第4-2
図，第4-3図を基に説明する。

step81の説明）前記絵画風色再現処理によって作成され
た色分解画像データをメモリXout（JX,JY,JZ）にストア
する。ただしJZ＝１は赤成分画像データ、JZ＝２は緑成
分画像データ、JZ＝３は青成分画像データを示す。尚、
メモリXout（JX,JY,JZ）にはオリジネル画像データＸ
（xa,ya,za）を処理したデータが格納されており、例え
ば１画素３×３で処理した場合、XoutにはＸの９倍のデ
ータが格納されている。

step82の説明）方向性抽出処理によって作成された方向
画像データをメモリX_D(xa,ya)にストアする。

step83の説明）ここで演算に必要なパラメータの設定を
行なう。あらかじめパラメータメモリに格納しておいた
モザイクパターンの種別番号及びその画素ブロツクサイ
ズｍ′,n′を入力する。第4-2図に例としてモザイクパ
ターンが比較的楕円な形をした画素ブロツクサイズ
ｍ′,n′が５×５の各方向の画素ブロツクを示す。尚、
第4-2図では５×５のブロツクサイズ内９画素が１とな
っているモザイクパターンを示しているがこの限りでは
ない。さらに画面内に占めるモザイクの面積率を入力す
る。例えばオペレータがこの面積率を80％にしたければ
キーボード等のキー入力によって80と入力すれば次式よ
りモザイクの画素ブロツク発生回数を決定する。

NSTOP＝（JX/m′）×（JY/n′）×p/100 但し JX,JY ：色分解画像サイズｍ′,n′：モザイク画素ブロツクサイズｐ：キー入力面積率（％） NSTOP ：モザイク画素ブロツク発生数 step84の説明）モザイク画素ブロツク発生カウンタに１
を代入する。

step85の説明）乱数を発生させて、モザイクを重ねる際
の中心値(x_R,y_R)を求める。この場合、x_R,y_Rの値が画像
の領域内に入るように乱数の範囲を設定する。本実施例
ではx_R≦JX,y_R≦JYとなる。

step86の説明）step85で算出されたモザイクを重ねる際
の中心値(x_R,y_R)に対応する方向画像データのメモリア
ドレスを計算する。絵画風色再現処理の際オリジネル画
像の１ピクセルがｍ×ｎのブロツク単位ごとに出力され
る。もちろんｍ＝1,n＝１の場合はオリジナル画像と色
分解画像は１対１に対応するから、方向画像データとも
１対１に対応する。しかしｍ＞1,n＞１の場合は色分解
画像は拡大されて出力されるために方向画像データと１
対１に対応しないために次式により中心値(x_R,y_R)に対
応する方向画像データメモリアドレスix,iyを計算す
る。

ix＝x_R/m,iy＝y_R/n step87の説明）step86にて求めたアドレスix,iyの方向
画像データX_D(ix,iy)をモザイクの中心値(x_R,y_R)の方向
データとする。

step88の説明）方向データに対応するモザイク画素パタ
ーンをパラメータメモリから得る。第4-2図に方向デー
タとモザイク画素パターンを示す。

step89の説明）モザイク画素パターンと色分解画像デー
タから出力モザイク画素データを求め色分解画像データ
メモリへ出力する。これを第4-3図を基に説明する。

第4-3図は方向データが０の場合を示すもので、方向デ
ータ０に対応するモザイク画素パターンは（ｂ）に示す
ような右45°に傾く５×５のモザイク画素パターンであ
る。ここで画素パターン中の１のところは、演算を行な
い座標(x_R,y_R)の色分解画像データを代入しデータを書
きかえ、０のところは元のイメージのままの値とする。

step810の説明）モザイク画素ブロツク発生カウンタを
カウントアツプする。

step811の説明）モザイク画素発生回数分、処理を行な
ったならば方向性付ランダムモザイク処理を終了する。

（４）暗部補色モザイク処理次に、暗部の補色モザイク処理について第4-4図、第4-5
図のフロートヤートを用いて説明する。

このフローチヤートにおいて前述の方向付ランダムモザ
イク処理の第4-1図のフローチヤートと同一処理内容の
ステツプに関しては、同一のstep番号を付け、異なる処
理内容の部分のみ説明する。

step82′の説明）暗部の判定に、明度情報が必要な為、
第2-4図に示した白黒画像データを白黒画像メモリXw（x
a,ya）に入力する。

step83′の説明）このstepではパラメータの設定を行な
う。ここで必要な第１のパラメータは、暗部であるか否
かを判定する為のスレシホールドレベルDPであり、これ
をキーボード等のコマンド入力装置から入力する。ここ
で入力する値は、明度を直接入力しても良いし、画像全
体の暗部と判定すべき割合を入力し、画像のヒストグラ
ムから、演算して判定すべき明度を求める方法でも良
い。次にもう１つここで必要なパラメータは、暗部モザ
イクの発生個数NSTOP′であり、この入力も、キーボー
ド等のコマンド入力装置から、個数を直接入力する方法
でも良いし、第4-1図のフローのステツプ３で求めたモ
ザイク画素発生回数NSTOPに対する割合（例えば30％と
か50％）を入力する方法でも良い。

step86′の説明）step85で作成したランダムな座標の明
度Xw（ix,iy）が、暗部スレシホールドレベルDPより明
るいか暗いかを、つまりDPより小さいか大きいかを判定
し、明るい場合は、暗い部分が選ばれるまで、ランダム
の発生を繰返す。

step88′の説明）補色でモザイク処理を行なう為に、座
標値(x_R,y_R)の現在の色分解画像データの色の補色を求
める。補色を求める処理フローは、第4-5図に示したも
のであり、まずR,G,Bの色をＨ・Ｌ・Ｓ（色相・明度・
彩度）に１度変換し（step813）、次に色相を180°反転
させ（step814）、この反転されたＨ・Ｌ・Ｓを再度R,
G,Bに変換する（step815）ことによって求める。なお、
R,G,BからＨ・Ｌ・Ｓに変換する処理、及びＨ・Ｌ・Ｓ
からR,G,Bに変換する方法は公知のマトリツクス演算に
より求める事ができる。なお、ここでは、方向付ランダ
ムモザイク処理後の色分解画像データの色の補色を求め
たが、第3-2図で作成したオリジナルの色分解画像デー
タを用いて補色を求めてもかまわない。

step89′の説明）ステツプ88′で求めた補色を用いて、
方向付ランダムモザイク処理を行なう。用いる色が補色
である点を除けば、第4-1図のstep89と同一処理内容で
ある。

step811′の説明）ステツプ85〜910のフローをフローを
NSTOP′回繰返す。

この処理によって、方向付ランダムモザイク処理が行な
われた上に、暗部のみに、その補色のドツトが打たれる
ことになり、これによって、新印象派の思想に忠実な点
描タツチの絵画が完成する。

以上の説明は、逐次処理を行なうタイプの画像処理装置
を用いて変換処理を行なった場合の処理フローである
が、次に、並列処理の能力を持つ画像処理装置を用いた
場合の処理手順について説明する。

最初に、方向性抽出処理を並列処理の能力を持つ画像処
理装置で行なった場合の処理手順を第5-1図，第5-2図の
フローチヤートを基に説明する。

step91の説明）オリジナル画像データをメモリＸ（xa,y
a,za）にストアする。

ここでZa＝１＝R,Za＝２＝G,Za＝３＝Ｂで、それぞれ赤
成分画像，緑成分画像，青成分画像を示す。

step92の説明）全ての画素の値を1/3倍にする。

step93の説明）R,G,Bの値を足す。これによって白黒の
画像データが作り出される。これを、白黒画像メモリXw
（xa,ya）に入れる。これによって画像の白黒化が完了
したことになる。この白黒画像を基に次のステツプ94〜
904において、縦方向、横方向、右45°方向・左45°方
向の４つの方向の抽出を行なう。

step94の説明）方向を示すカウンタＤに０を代入する。

step95の説明）第5-3図に示された様に（第5-3図は、７
×７のウインドウで差分計算を行なう場合の図である）
P₁(D)（この場合P₁(0)すなわち、ウインドウの左上画
素）の位置が、中心画素０の位置に来るまで、白黒画像
メモリXw（xa,ya）をシフトする。第5-3図の７×７のウ
インドウサイズの場合は、右へ３画素、下へ３画素分シ
フトすれば良いことになる。そして、シフトした白黒画
像メモリXw（xa,ya）の値を、差分計算メモリＸ（Ｄ）
（xa,ya）（この場合Ｘ（Ｄ）（xa,ya））に代入する。

step96の説明）今度は、P₂(D)（この場合P₂(D)すなわち
ウインドウの右下画素）の位置が、中心画素０の位置に
来るまで、白黒画像メモリXw（xa,ya）をシフトする。
この場合、step95で、P₁(0)が中心画素位置０に来てい
るので、P₂(0)が中心画素位置０に来る為には左に６画
素上に６画素シフトすれば良いことになる。そして、シ
フトした白黒画像メモリXw（xa,ya）と差分計算メモリ
Ｘ（Ｄ）（xa,ya）（現在はＸ（Ｏ）（xa,ya）の値の差
の絶対値をとり、これを再び差分計算メモリＸ（Ｄ）
（xa,ya）に代入する。

step97,98）次にＤに１と足し（すなわちＤ＝１）再びs
tep95にもどって今度は縦方向（P₁(1)からP₂(1)に向か
う方向）に対して差分計算を行ない、この結果を差分計
算メモリＸ（１）（xa,ya）に収納する。同様に方向
２、方向３の場合も差分計算を行なう。

step99の説明）以上の演算で得られた差分計算メモリＸ
（０）（xa,ya）〜Ｘ（３）（xa,ya）の値の最大値を求
め、これをXmax（xa,ya）に収納する。

step901〜904の説明）ステツプ99で求めたXmax（xa,y
a）とＸ（Ｄ）（xa,ya）（Ｄ＝0,1,2,3）を比べ、各画
素に於てXmax（xa,ya）と一致しているＸ（Ｄ）（xa,y
a）のＤの値を方向画像データーメモリX_D(xa,ya)に代入
する。具体的に説明すると、Xmax（xa,ya）とＸ（Ｄ）
（xa,ya）の画素の値が一致している画素に対しては方
向画像データーメモリX_D(xa,ya)に０の値を代入し、Ｘ
（１）（xa,ya）の画素の値が一致している画素に対し
ては１を代入し、これをＤ＝３まで繰返す。

これによって、方向画像データーが完成する。この様に
並列処理を用いて処理を行なうと、全画素の処理が１度
に行なえるので、きわめて高速の処理が可能になる。

次に絵画風色再現処理について並列処理を行なった場合
に関して説明する。第6-1図は、この処理のフローチヤ
ートである。

step101の説明）使用する色数ｉを決定する。ここでオ
ペレータによりキーボード等の外部入力装置によって色
数ｉが入力される。例えば、ｉが３と入力されれば、Ｒ
・Ｇ・Ｂの組み合わせは27通りである。

step102の説明）ステツプ101で作られた色数に合わせた
ルツクアツプテーブルを作る。ルツクアツプテーブルと
は、実際のメモリの値を希望する値に変換させる為の変
換テーブルである。具体的にＲに関するルツクアツプテ
ーブルは次の様になる。

これによって第6-2図の様に見えていた色は、第6-3図の
様に色数が制限されて見えることになる。（但し第6-3
図はｉ＝３の場合） step103の説明）オペレータによりキーボード等の外部
入力装置によって、色分解画像出力画素ブロツクm,nを
入力する。例えばｍ＝3,n＝３と入力すればオリジナル
画像の１画素が以下の色分解処理により３×３の画素ブ
ロツクとして出力される。

step104の説明）オリジナル画像データをメモリX(x₀,
y₀,z₀)にストアする。但し、並列処理の場合、異なるメ
モリサイズ間での演算は不可能であるので、オリジナル
画像データをあらかじめｍ×ｎ倍に拡大して（横にｍ
個、縦にｎ個ずつ同一の値を入れていくことにより）お
き、後の処理が容易に行なえる様にしておく。

step107の説明）メモリX(x₀,y₀,z₀)の値をstep102で定
めたルツクアツプテーブルを通してメモリの値を書き直
し、再びメモリX(x₀,y₀,z₀)に代入する。これによりメ
モリの値は、最初指定された色数の色に変換されたこと
になる。

step108,109の説明）step107の結果、R,G,Bの値が全く
同一になってしまった場合は、Ｂの値にBias分だけ加え
る。これは、本発明第１の実施例の第3-2図のstep69と
同一内容の処理である。

step110の説明）step107,step109で色が定められたが、
この定められた色と、実際の色との誤差分を次回の処理
で補正する為に、メモリX(x₀,y₀,z₀)とワーク用メモリX
w(x₀,y₀,z₀)の差分をメモリX(x₀,y₀,z₀)に加えておく。

step111の説明）この選ばれた色を、ランダムに配置し
ていく為に、ｍ×ｎのウインドウ内に１個ずつランダム
な座標を発生させ、これをランダムメモリX_R(x₀,y₀)に
入れる。この際前回までの処理で選択された座標値とダ
ブった場合は、再度ランダム座標と発生させて、座標値
がダブらない様にする。これは第3-3図のstep73,74に類
似した処理内容である。

step112の説明）step111で選ばれたランダム座標値に対
するワーク用メモリX_W(x₀,y₀,z₀)の値を出力画像間メモ
リXout(x₀,y₀,z₀)に入れる。

step105,106,113,114,115,116の説明）以上の処理をｍ
×ｎ回繰返す。

以上の処理によってオリジナル画像がｍ×ｎ倍されて、
なおかつ、選ばれた色に変換されたことになる。この様
に並列処理の行なえる装置を用いた場合は、ルツクアツ
プテーブルを用いた変換等が、全画素同時に行なえるの
で、処理のスピードがきわめて高速となる。

次に、並列処理の能力を持った画像処理装置を用いて、
方向性付ランダムモザイク処理を行なう場合の処理手順
を第7-1図，第7-2図のフローチヤートを基に説明する。
なお、この処理に於て、前述第１の実施例と同一処理を
行なう部分に関しては同一のstep番号を付け、その処理
内容の説明は省略する。

step82′の説明）方向性抽出処理によって作成された方
向画像データをメモリX_D′(x₀,y₀)にストアする。但
し、並列処理の場合、前述第一の実施例の場合と異な
り、異なるメモリサイズ間での演算は不可能であるの
で、方向画像データもｍ×ｎ倍に拡大して（横にｍ個、
縦にｎ個ずつ同一の値を入れていくことにより）、色分
解画像データと同一のメモリサイズにしておく。stepの
130番台は、並列処理の特長を生かす為に、前もってラ
ンダムの座標を全て発生させるフローである。

step131の説明）ランダムに発生させた座標位置を記憶
しておく為のランダム位置メモリX_R(x₀,y₀)を用意し、
全ての値を０にする。なおこのランダム位置メモリX_R(x
₀,y₀)は、ランダム座標のON,OFFさえ判別できればよい
ので、１ビツトあれば十分である。

step132の説明）ランダム座標の個数を数えるカウンタ
ーcountを１にする。

step133の説明）ランダム座標を発生させて、座標位置
を求めるstepであり、前述第一の実施例のstep85と同一
である。

step134の説明）発生させたランダム座標x_R,y_Rに対応す
るランダム位置メモリを１にする。

step135の説明）ランダム座標の個数を数えるカウンタc
ountをカウントアツプする。

step136の説明）ランダム座標の個数を数えるカウンタc
ountの値が必要なランダム座標の個数NSTOPに達するま
で、step33からstep35までを繰返し、NSTOPに達した場
合は、次のstepに進む。

stepの140番台は、130番台で作成されたランダム座標に
対して、方向データ毎に処理を行なっていくフローであ
る。

step141の説明）方向データIdirectionを０にする。こ
れによって、以下の処理で右下45°方向に関して処理が
行なわれることになる。

step142の説明）並列処理の場合画素の値をシフトさせ
ながら合成していくことになるのでこの為のシフト用メ
モリX_S(x₀,y₀,z₀)を用意して、その全ての値を０にす
る。

step143の説明）ランダム位置メモリX_R(x₀,y₀)に１が立
っている（すなわち、ランダム座標値である）座標で、
かつ方向画像データX_W′(x₀,y₀)がIdirection（現在は
０）になっている座標値を選び出す。これによって、45
°方向に処理するランダム座標値が選ばれたことにな
る。そしてこの選ばれた座標値に対して、色分解画像デ
ータX(x₀,y₀,z₀)の色の値をシフト用メモリX_S(x₀,y₀,
z₀)に移す。

step144の説明）方向データーがIdirection（現在は
０）であるモザイク画素パターンをあらかじめ作られた
フアイルの中から読み出す。第7-3図に７×７の右下方
向のモザイク画素パターンの例を示す。この例で、１と
なっている点がモザイクとして処理を行なう画素０とな
っている点が処理を行なわず、元の色が残る画素を示し
ている。

step145の説明）モザイク画像パターンの処理を行なう
画素位置１画素ずつにシフト用メモリを動かし、各画素
位置で、シフト用メモリに収納されている色情報と、そ
の位置に対応する色分解画像メモリに入れる。第7-3図
の７×７のモザイク画像パターンを例に第7-4図もう少
し詳細に説明する。最初にシフト用メモリが保持してい
る色情報は、モザイク画像パターンの中心位置（０の画
素位置）の色情報である。次に、このシフト用メモリを
モザイク画像パターンの第１の画素位置（１の画素位
置）になる様に右へ１画素上へ３画素動かす。この位置
で、シフト用メモリに収納された色を、色分解画像デー
ターメモリに移す。これによって、中心位置（０の画
素）の色が、１の画素位置にも配置されたことになる。
次に、このシフト用メモリを２の画素位置まで、すなわ
ち右へ１画素分動かす。そして、この位置でシフト用メ
モリに収納された色を色分解画像データーメモリに移
す。これによって２の位置に６中心位置（０の画素）の
色が移されたことになる。このstepを28まで繰返すと、
モザイク画像パターンで指定された全ての画素に、中心
画素の色が配置されていたことになる。

step147の説明）方向データIdirectionに１を加える。
これによってIdirectionは１となる。

step147の説明）step142にもどって、方向データーが１
の場合（すなわち横方向）の処理を行なう。

以上の処理を、方向データが３を越すまで繰返して、こ
の処理が完了する。この様に、並列処理の可能な装置を
用いれば方向データが同一のモザイク処理を１度に行な
える様になるので、ランダム座標１画素ごとにモザイク
処理を行なうのに比べて非常に短時間で処理を行なうこ
とができる。

次に、暗部補色モザイク処理の手順を第7-5図，第7-6図
のフローチヤートを基に説明する。このフローも、前述
第１の実施例の場合と同様に、処理内容が方向付ランダ
ムモザイク処理と類似しているので、第7-1図，第7-2図
の方向付ランダムモザイク処理のフローと異なる部分の
みを説明する。

step82″の説明）暗部の判定に、明度情報が必要な為、
第5-1図step93で作成した白黒画像データを白黒画像メ
モリX_W(x₀,y₀)に入力する。

但し、並列処理の場合、前述第一の実施例の場合と異な
り、異なるメモリサイズ間での演算は不可能であるの
で、白黒画像データもｍ×ｎ倍に拡大して（横にｍ個、
縦にｎ個ずつ同一の値を入れていくことにより）色分解
画像データと同一のメモリサイズにしておく。

step83′の説明）パラメータの設定を行なう。ここで必
要な第10パラメータは、暗部であるか否かを判定する為
のスレシホールドレベルDPであり、これをキーボード等
のコマンド入力装置から入力する。ここで入力する値
は、明度を直接入力しても良いし、画像全体の暗部と判
定すべき割合を入力し、画像のヒストグラムから演算し
て、判定すべき明度を求める方法でも良い、次にもう１
つここで必要なパラメータは、暗部モザイクの発生個数
NSTOP′である。この数も、キーボード等のコマンド入
力装置から入力するのであるが、本実施例では、前述の
第１の実施例の場合と異なり、後述のstep137に於て画
面全体に対する暗部の割合に応じて、ドツトの数が調整
されるので、それを考慮した値にする必要がある。

step136′の説明）ランダムの座標値をNSTOP′個発生す
るまでstep133〜135をくり返す。

step137の説明）NSTOP′個のランダム座標がX_R(x₀,y₀)
に格納されているが、このNSTOP′個のランダム座標の
位置がX_W(x₀,y₀)に於てDPより明るい部分であったな
ら、この座標を取消す様にする。これによって以降の処
理で明度がDPより低い部分に関してのみ、補色モザイク
処理が行なわれることになる。

step143′の説明）シフト用メモリX_S(x₀,y₀,z₀)に入れ
られた値を補色に変換して再びシフト用メモリX_S(x₀,
y₀,z₀)に入れる。補色への変換処理は並列処理を用いて
も第4-5図で説明したフローを用いてもよい。これによ
って、補色の色がたくわえられたシフト用メモリX_S(x₀,
y₀,z₀)がstep145に於てモザイク形状に合わせて動かさ
れ、補色が色分解画像データーメモリX(x₀,y₀,z₀)上に
描かれることになる。

この様に、並列処理を用いて処理を行なうと、ランダム
に発生させた座標位置でも、一度に処理することができ
るので、短時間で処理を完了させることができる。

このように本実施例を用いる事により以下の効果があ
る。

モザイクに方向性を付加したことにより、従来の単一
な方向性のモザイクに比べ、絵がらの方向性を表現可能
となる。

より絵画風な色再現が可能となる。

明度の低い暗部では暗い点描を行なうのではなく、補
色の色を併置する事により従来の画像処理に比べ、はる
かにリアルな絵画処理が可能となり、絵画を描く能力の
ない人でも容易に新印象派風の絵画が得られるようにな
る。

従来の銀塩システムで行なわれていた「暗室処理」
や、印刷システムの電子製版では無かったあたらしい画
像を提供できるとともに作画の自由度を増すことができ
る。

画像処理のプロセスを無人化できるので、ラボ的な普
及が望める。

尚、本実施形では、フイルムより画像入力したがスチー
ルビデオカメラ，ビデオカメラ等から被写体から直接画
像データを取りこんでも又磁気フロツピーデイスク，磁
気テープ，光デイスク，バブルメモリ等の記録媒体を介
して画像データを入力しても同様の効果は得られる。

＜効果＞以上説明した如く本発明によれば、入力データをレベル
数の少ない変換データに変換する際、１画素のデータを
誤差を補正しながらｍ×ｎ画素を単位とするブロック内
の複数画素の変換データに変換することで、入力データ
を少ないデータでなるべく正確に表現することができ、
更に、前記変換されたデータをブロック内にランダムに
配置することにより、ブロック単位でのパターンの発生
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第2-1図，第2-2図は方向性抽出処理原理図、第2-3図は方向性抽出処理概略フローチヤート図、第2-4図は白黒画像作成処理フローチヤート図、第2-5図は方向データ画像作成処理フローチヤート図、第3-1図は絵画風色再現処理概略フローチヤート図、第3-2図は色分解処理フローチヤート図、第3-3図はランダム座標変換フローチヤート図、第4-1図は方向性付ランダムモザイク処理フローチヤー
ト図、第4-2図は各方向性の画素ブロツク図、第4-3図はモザイク演算処理原理図、第4-4図は暗部補色モザイク処理のフローチヤート図、第4-5図は補色変換のフローチヤート図、第5-1図，第5-2図は方向性抽出処理を並列処理能力を持
つ画像処理装置で行なった場合のフローチヤート図、第5-3図は７×７のウインドウ差分計算例図、第6-1図は絵画風色再現処理を並列処理能力を持つ画像
処理装置で行なった場合のフローチヤート図、第6-2図，第6-3図は色数を制限するためのルツクアツプ
テーブルの内容を示した図、第7-1図，第7-2図は方向性付ランダムモザイク処理を並
列処理能力を持つ画像処理装置で行なった場合のフロー
チヤート図、第7-3図は７×７のモザイク画像パターン例を示した
図、第7-4図はモザイク画像出力例を示した図、第7-5図，第7-6図は暗部補色モザイク処理を並列処理能
力を持つ画像処理装置で行なった場合のフローチヤート
図である。図中、１は画像入力装置、２は中央処理装置、３はメモ
リ、４はキーボード、デジタイザ、５はモニタTV、６は
プリンタである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像１画素のデータをｍ×ｎ画素を単
位とするブロック内の複数画素の変換データに変換する
画像処理方法において、前記変換は前記入力画像の１画素のデータを入力画像デ
ータのレベル数よりもそれぞれレベル数の少ない複数画
素の変換データに変換するものであり、前記入力画像の１画素のデータと変換された１つの画素
の変換データとの誤差を前記入力画像の１画素のデータ
に加算し、加算されたデータを変換データに変換する変
換処理をブロック内の複数画素の変換データが得られる
まで繰り返し、変換された複数画素の変換データを前記ｍ×ｎ画素のブ
ロック内にランダムに配置することを特徴とする画像処
理方法。