JPH08163436A - Image generator - Google Patents

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JPH08163436A
JPH08163436A JP32998494A JP32998494A JPH08163436A JP H08163436 A JPH08163436 A JP H08163436A JP 32998494 A JP32998494 A JP 32998494A JP 32998494 A JP32998494 A JP 32998494A JP H08163436 A JPH08163436 A JP H08163436A
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pixel
texture
pattern
class
computer graphics
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哲二郎 近藤
Hideo Nakaya
秀雄 中屋
Takeharu Nishikata
丈晴 西片
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Abstract

PURPOSE: To generate an image with a desired pattern and a desired texture from a computer graphic image. CONSTITUTION: A classification circuit 3 generates a class code depending on a pattern of level distribution of plural picture elements in a block of computer graphics signals. A class versus representative picture element value table obtained by learning is stored in a ROM table 4. A representative picture element value is decided by using a real image of a pattern and a texture desired to be added in the case of learning. An area signal generating circuit 5 generates an area signal used to designate the area to which a texture is desired to be added. A selector 2 selects a representative picture element value in place of picture elements of the computer graphics signal in the area. A desired pattern and a desired texture are expressed by the representative picture element value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータグラフ
ィックスで作成した画像に対して、例えば芝生の面のよ
うなテクスチャーを付加した画像を生成するための画像
生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image generating apparatus for generating an image in which a texture such as a lawn surface is added to an image generated by computer graphics.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータグラフィックスを用いて作
成した画像に対して、特定の模様、または芝生の面、木
目、光沢面のような質感(テクスチャーと称する)を付
加することにより、画像をよりリアルなものとにでき
る。従来の手法は、コンピュータグラフィックス作成ツ
ール(コンピュータグラフィックスを作成するための道
具、コンピュータ上で動作するアプリケーションソフ
ト)に、予め用意されている模様等をコンピュータグラ
フィックスの物体の形状に合わせて、張り合わせるもの
であった。
2. Description of the Related Art An image is made more realistic by adding a specific pattern or a texture (referred to as a texture) such as a surface of grass, a grain of wood or a glossy surface to an image created by using computer graphics. It can be anything. The conventional method is to make a computer graphics creation tool (a tool for creating computer graphics, application software that runs on a computer) a pattern prepared in advance according to the shape of an object of computer graphics, It was a piece of glue.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アプリ
ケーションソフトがコンピュータグラフィックス作成者
が意図する模様や、テクスチャーを全て網羅すること
は、事実上不可能である。コンピュータグラフィックス
の作成者が世の中で見たこともない全くのオリジナルの
模様やテクスチャーを使用したい場合は別として、映画
のある風景で見た、あるいは、写真で見たというよう
に、映像サンプルが存在する場合には、これらを利用す
ることによって、作成ツールの負担を軽減し、また、作
成者が意図するものを容易に得ることが可能である。
However, it is virtually impossible for the application software to cover all the patterns and textures intended by the computer graphics creator. Unless the computer graphics creator wants to use a completely original pattern or texture that they have never seen in the world, there are video samples such as those seen in a scene of a movie or in a photograph. If they exist, by utilizing them, it is possible to reduce the load on the creation tool and easily obtain what the creator intends.

【0004】従って、この発明の目的は、画像信号中に
含まれる所望の模様や、テクスチャーを学習し、これを
コンピュータグラフィックスで作成した画像に付加する
ことによって、意図する模様、テクスチャーを容易に付
加することが可能な画像生成装置を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to learn a desired pattern or texture contained in an image signal and add it to an image created by computer graphics, thereby facilitating an intended pattern or texture. An object is to provide an image generation device that can be added.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、コンピュー
タグラフィックスで作成した画像に対して、模様あるい
はテクスチャーを付加する画像生成装置において、注目
画素の周辺のコンピュータグラフィックス信号内の複数
画素を使用して注目画素のクラスを決定するための手段
と、予め学習により得られた、所望の模様あるいはテク
スチャーに関する代表画素値がクラス毎に格納されたテ
ーブルと、模様あるいはテクスチャーを付加したいエリ
ア内の注目画素に関しては、クラス決定手段からのクラ
スと対応してテーブルから読出された代表画素値をコン
ピュータグラフィックス信号の画素の代わりに選択的に
出力する手段とからなることを特徴とする画像生成装置
である。また、代表画素値の代わりに線形1次結合の係
数をテーブルに格納することができる。
According to the present invention, in an image generating apparatus for adding a pattern or texture to an image created by computer graphics, a plurality of pixels in a computer graphics signal around a pixel of interest are used. Means for determining the class of the pixel of interest, a table in which representative pixel values related to the desired pattern or texture obtained by learning in advance are stored for each class, and attention in the area where the pattern or texture is to be added Regarding the pixel, the image generating apparatus is characterized by comprising a means for selectively outputting the representative pixel value read from the table corresponding to the class from the class determining means, instead of the pixel of the computer graphics signal. is there. Further, the coefficient of the linear linear combination can be stored in the table instead of the representative pixel value.

【0006】[0006]

【作用】模様あるいはテクスチャーの実画像の信号を使
用して、注目画素の周辺の複数の画素のレベル分布のパ
ターン、すなわち、クラス毎の代表画素値が求められ
る。この代表画素値がテーブルに格納される。模様ある
いはテクスチャーを付加したいエリア内のコンピュータ
グラフィックス信号の画素値がテーブルから出力される
代表画素値に置き換えられる。これにより模様あるいは
テクスチャーが付加された画像信号が出力される。コン
ピュータグラフィックスの作成ツールの負担を増すこと
なく、ユーザーが所望の模様あるいはテクスチャーを付
加することができる。
Using the signal of the actual image of the pattern or texture, the level distribution pattern of a plurality of pixels around the pixel of interest, that is, the representative pixel value for each class is obtained. This representative pixel value is stored in the table. The pixel value of the computer graphics signal in the area where the pattern or texture is desired to be added is replaced with the representative pixel value output from the table. As a result, an image signal with a pattern or texture added is output. The user can add a desired pattern or texture without increasing the load on the computer graphics creation tool.

【0007】[0007]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、この発明の一実施例の全体ブ
ロック図である。図1において、1がコンピュータグラ
フィックス信号(GC信号)の入力端子である。このG
C信号がセレクタ2の一方の入力端子A、クラス分類回
路3およびエリア信号発生回路5に供給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall block diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is an input terminal for a computer graphics signal (GC signal). This G
The C signal is supplied to one input terminal A of the selector 2, the class classification circuit 3, and the area signal generation circuit 5.

【0008】クラス分類回路3は、後述のように、所望
の模様、テクスチャー等を付加したい画素の周辺のCG
信号の複数の画素のレベル分布に応じたクラスコードを
発生する。このクラスコードがROMテーブル4にアド
レス信号として供給される。ROMテーブル4には、予
め学習により獲得されたクラス対代表画素値のテーブル
が記憶されている。ROMテーブル4から読出された代
表画素値がセレクタ2の入力端子Bに供給される。
As will be described later, the class classification circuit 3 uses the CG around the pixel to which a desired pattern, texture or the like is to be added.
A class code is generated according to the level distribution of a plurality of pixels of the signal. This class code is supplied to the ROM table 4 as an address signal. The ROM table 4 stores a table of class-to-representative pixel values acquired by learning in advance. The representative pixel value read from the ROM table 4 is supplied to the input terminal B of the selector 2.

【0009】セレクタ2は、エリア信号発生回路5から
のエリア信号で制御される。すなわち、CG信号中で、
元の画素をそのまま出力するエリアでは、セレクタ2が
入力端子Aを選択する。一方、CG信号中で、テクスチ
ャーを付加したい画素に関しては、入力端子B、すなわ
ち、ROMテーブル4からの代表画素値が選択される。
セレクタ2の出力信号が出力端子6に取り出される。エ
リア信号発生回路5は、例えばユーザーが予めCGをモ
ニタで再生し、テクスチャーを付加したいエリアを指定
し、その指定されたエリアの座標値を記憶するメモリを
有している。エリア指定は、これに限らず、CG信号中
の各画素に対して、テクスチャーを付加するエリアとそ
うでないエリアとを区別するフラグを付加することでも
可能である。また、図1の構成をコンピュータグラフィ
ックスのシステム内に組み込むこともできる。
The selector 2 is controlled by the area signal from the area signal generating circuit 5. That is, in the CG signal,
In the area where the original pixel is output as it is, the selector 2 selects the input terminal A. On the other hand, in the CG signal, for the pixel to which the texture is added, the input terminal B, that is, the representative pixel value from the ROM table 4 is selected.
The output signal of the selector 2 is taken out to the output terminal 6. The area signal generation circuit 5 has, for example, a memory in which a user reproduces CG on a monitor in advance, specifies an area to which a texture is to be added, and stores coordinate values of the specified area. The area designation is not limited to this, and each pixel in the CG signal can be added with a flag that distinguishes an area to which a texture is added from an area to which a texture is not added. The configuration of FIG. 1 can also be incorporated in a computer graphics system.

【0010】図2は、学習時の処理を説明するためのブ
ロック図である。付加したいテクスチャーの実画像例え
ば芝生の面の画像がテレビジョンカメラで撮影される。
この画像は、静止画像である。テレビジョンカメラに限
らず、VTR、ディスク再生装置等の画像ソースを使用
できる。また、実際には、入力端子11に供給される画
像信号は、画像メモリから読出された信号であり、その
信号レートは、処理速度に応じたものとされる。入力さ
れたテクスチャー信号がディジタル信号に変換され、図
2の入力端子11から2次元ローパスフィルタ12およ
びテーブル計算回路13に供給される。テーブル計算回
路13の能力の範囲内で、静止画像の枚数が多くされ
る。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the processing at the time of learning. An actual image of the texture to be added, for example, an image of the surface of the lawn is photographed by the television camera.
This image is a still image. Not only a television camera, but an image source such as a VTR or a disc reproducing device can be used. Further, in reality, the image signal supplied to the input terminal 11 is a signal read from the image memory, and its signal rate depends on the processing speed. The input texture signal is converted into a digital signal and supplied from the input terminal 11 of FIG. 2 to the two-dimensional low pass filter 12 and the table calculation circuit 13. The number of still images is increased within the capability of the table calculation circuit 13.

【0011】2次元ローパスフィルタ12は、テクスチ
ャー成分を除去するための回路の一例である。ローパス
フィルタ以外にも、テクスチャーに応じてテクスチャー
成分を除去する回路を使用できる。ローパスフィルタ1
2の出力信号がクラス分類回路14に供給される。クラ
ス分類回路14は、図1中のクラス分類回路3と同様
に、テクスチャーを付加する画素のクラスを決定する。
The two-dimensional low pass filter 12 is an example of a circuit for removing a texture component. In addition to the low-pass filter, a circuit that removes the texture component according to the texture can be used. Low pass filter 1
The two output signals are supplied to the class classification circuit 14. The class classification circuit 14 determines the class of the pixel to which the texture is added, like the class classification circuit 3 in FIG.

【0012】クラス分類回路14からのクラスコードが
テーブル計算回路13に供給され、また、クラスコード
がROMテーブル15にアドレスとして供給される。テ
ーブル計算回路13は、各クラスの代表画素値を計算す
る。計算された代表画素値がROMテーブル15に書込
まれる。このROMテーブル15が図1のROMテーブ
ル4として使用される。
The class code from the class classification circuit 14 is supplied to the table calculation circuit 13, and the class code is supplied to the ROM table 15 as an address. The table calculation circuit 13 calculates the representative pixel value of each class. The calculated representative pixel value is written in the ROM table 15. This ROM table 15 is used as the ROM table 4 in FIG.

【0013】テーブル計算回路13の一例を図3に示
す。入力端子11からの入力信号と、クラス分類回路1
4からのクラスコードが平均化回路21に供給される。
また、クラスコードがデータ数カウンタ22に供給され
る。平均化回路21は、1フレームの静止画像の全画素
がクラス分類され、各クラスの画素値の累算される。一
方、各クラスデータ数がデータ数カウンタ22により累
算される。そして、各クラスの画素値の累算値がデータ
数の累算値で割算されることにより、各クラスの平均画
素値が求められる。この平均画素値が代表画素値であ
り、ROMテーブル15に貯えられる。
An example of the table calculation circuit 13 is shown in FIG. Input signal from input terminal 11 and class classification circuit 1
The class code from 4 is supplied to the averaging circuit 21.
Further, the class code is supplied to the data number counter 22. The averaging circuit 21 classifies all pixels of a still image of one frame into classes and accumulates pixel values of each class. On the other hand, the number of data of each class is accumulated by the data number counter 22. Then, the average pixel value of each class is obtained by dividing the cumulative value of pixel values of each class by the cumulative value of the number of data. This average pixel value is the representative pixel value and is stored in the ROM table 15.

【0014】代表画素値を求める時に、累算した場合の
語長が長くなることを防止するために、正規化処理を導
入しても良い。例えばクラス分類に使用する複数画素か
らなるブロックのダイナミックレンジDR(=最大値M
AX−最小値MIN)を計算し、平均化のために累算す
る画素値を、最小値MINを減算し、ダイナミックレン
ジDRで割算する正規化がなされる。
When obtaining the representative pixel value, a normalization process may be introduced in order to prevent the word length when accumulated from becoming long. For example, the dynamic range DR (= maximum value M
AX-minimum value MIN) is calculated, and the pixel value accumulated for averaging is normalized by subtracting the minimum value MIN and dividing by the dynamic range DR.

【0015】クラス分類回路14の一例を図4に示す。
23で示すブロック化回路に対して、2次元ローパスフ
ィルタ12の出力が供給される。ブロック化回路23に
より時系列が変換される。ブロック化回路23の出力信
号が2値化回路24およびしきい値決定回路25に供給
される。しきい値決定回路25は、ブロック毎にしきい
値THを決定する。このしきい値THとブロック化回路
23の出力信号が比較され、各画素が2値(`0' または
`1' )に変換される。すなわち、ブロック化回路23か
らの画素値をLで表すと、L≧THならば、Lが`1' に
変換され、逆に、L<THならば、Lが`0' に変換され
る。
An example of the class classification circuit 14 is shown in FIG.
The output of the two-dimensional low-pass filter 12 is supplied to the blocking circuit indicated by 23. The blocking circuit 23 converts the time series. The output signal of the blocking circuit 23 is supplied to the binarizing circuit 24 and the threshold value determining circuit 25. The threshold value determination circuit 25 determines the threshold value TH for each block. This threshold value TH is compared with the output signal of the blocking circuit 23, and each pixel is binary (`0 'or
Is converted to `1 '). That is, when the pixel value from the blocking circuit 23 is represented by L, L is converted to "1" if L≥TH, and conversely, L is converted to "0" if L <TH.

【0016】2値化回路24の出力がクラスコード発生
回路26に供給される。クラスコード発生回路26は、
ブロック内の画素数と等しいビット数のクラスコードを
発生する。なお、クラス分類回路3は、入力信号がCG
信号であること以外では、図4の構成と同一のものであ
る。
The output of the binarization circuit 24 is supplied to the class code generation circuit 26. The class code generation circuit 26
Generate a class code with the same number of bits as the number of pixels in the block. In the class classification circuit 3, the input signal is CG.
The configuration is the same as that of FIG. 4 except that it is a signal.

【0017】図5は、ブロック化回路23の時系列変換
により発生するブロックの一例である。3×3画素(×
で示すa〜iの9画素)のローパスフィルタ12の出力
信号が1ブロックを構成する。この1ブロックの中心画
素(○で示す)が注目画素Xである。9画素a〜iのレ
ベル分布のパターンに基づいて、注目画素がクラス分類
される。
FIG. 5 shows an example of blocks generated by the time series conversion of the blocking circuit 23. 3 × 3 pixels (×
The output signals of the low-pass filter 12 of 9 pixels of a to i) indicated by 1 form one block. The central pixel (indicated by ◯) of this one block is the target pixel X. The pixel of interest is classified into classes based on the pattern of the level distribution of the 9 pixels a to i.

【0018】しきい値決定回路25が例えばブロックの
9画素の値の平均値をしきい値として発生する。そし
て、図6に示すように、この平均値THとa〜iの各画
素の値とが比較され、上述したように、`0' または`1'
に2値化される。図6の例では、(00011110
0)の9ビットがクラスコードとして発生する。従っ
て、この場合には、29 の数のクラスが存在する。
The threshold value determining circuit 25 generates an average value of the values of 9 pixels in a block as a threshold value. Then, as shown in FIG. 6, the average value TH is compared with the value of each pixel of a to i, and as described above, `0` or` 1`.
Is binarized to. In the example of FIG. 6, (00011110
9 bits of 0) occur as a class code. Therefore, in this case, there are 2 9 classes.

【0019】クラス分類としては、ADRCを使用する
ことができる。まずブロック内の複数の画素値の最大値
MAXと最小値MINを検出する。その差分(ダイナミ
ックレンジDR)を2のn乗(nビット量子化の場合)
で割り算し、量子化のステップ幅を求める。画素値から
最小値MINを引いた値に対して、求めた量子化ステッ
プ幅で割り算し、整数に丸めることで適応量子化を行な
う。これは、ADRC符号化方式と呼ばれるもので、下
式で表されるものである。ここで、Qが量子化値、x^
が復号値、〔 〕は切捨て処理をそれぞれ表す。
ADRC can be used as a class classification. First, the maximum value MAX and the minimum value MIN of a plurality of pixel values in a block are detected. The difference (dynamic range DR) is the nth power of 2 (in the case of n-bit quantization)
Divide by to obtain the quantization step size. The value obtained by subtracting the minimum value MIN from the pixel value is divided by the obtained quantization step width, and rounded to an integer to perform adaptive quantization. This is called the ADRC coding method and is expressed by the following equation. Where Q is the quantized value and x ^
Indicates the decrypted value, and [] indicates the truncation process.

【0020】DR=MAX−MIN Q=〔(x−MIN)×(2n /DR)〕 x^=〔Q×(DR/2n )+MIN〕 このようにしてADRC符号化されたコードを複数個あ
つめて、正規化されたパターンを構成し、これをパター
ン分類によるクラスとして表現する。
DR = MAX-MIN Q = [(x-MIN) * ( 2n / DR)] x ^ = [Q * (DR / 2n ) + MIN] A plurality of ADRC-encoded codes The normalized patterns are assembled and expressed as a class by pattern classification.

【0021】図7は、テーブル計算回路13により得ら
れるテーブルを概略的に示す。9ビットのクラスコード
のそれぞれと対応して、例えば8ビットの代表画素値が
計算される。このテーブルがROMテーブル4あるいは
15として使用される。
FIG. 7 schematically shows the table obtained by the table calculation circuit 13. For example, an 8-bit representative pixel value is calculated corresponding to each of the 9-bit class codes. This table is used as the ROM table 4 or 15.

【0022】ユーザーが付加したい模様あるいはテクス
チャーが上述した例の芝生の面と異なるもの例えば木目
の場合では、図2の入力端子11に供給される入力信号
が変更される。そして、学習によって、木目の場合の代
表画素値が獲得され、これがROMテーブル15に格納
される。
If the pattern or texture that the user wants to add is different from the surface of the lawn in the above-mentioned example, for example, in the case of wood grain, the input signal supplied to the input terminal 11 of FIG. 2 is changed. Then, by learning, the representative pixel value in the case of the grain of wood is acquired and stored in the ROM table 15.

【0023】図1の構成に戻って説明すると、CG信号
が供給されると、クラス分類回路3によりクラスコード
が生成され、ROMテーブル4からクラスコードで指定
されるテクスチャーの代表画素値が読出される。エリア
信号生成回路5からのエリア信号によって、セレクタ2
が選択され、指定したエリアに含まれる画素値が代表画
素値に変更される。従って、出力端子6からのCG信号
は、指定したエリアが所望のテクスチャーを呈するもの
に変更された信号である。
Returning to the configuration of FIG. 1, when the CG signal is supplied, the class classification circuit 3 generates a class code, and the representative pixel value of the texture designated by the class code is read from the ROM table 4. It The selector 2 receives the area signal from the area signal generation circuit 5.
Is selected, and the pixel value included in the designated area is changed to the representative pixel value. Therefore, the CG signal from the output terminal 6 is a signal in which the designated area has been changed to have a desired texture.

【0024】図8を参照してこの発明の他の実施例を説
明する。図1に示す一実施例の構成と同様に、エリア信
号により指定されたエリアに対して所望の模様、テクス
チャーを付加するものである。他の実施例では、ROM
テーブル7がクラス対係数のテーブルである。このテー
ブルは、学習により予め獲得される。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Similar to the configuration of the embodiment shown in FIG. 1, a desired pattern and texture are added to the area designated by the area signal. In another embodiment, a ROM
Table 7 is a class-to-coefficient table. This table is acquired in advance by learning.

【0025】ROMテーブル7から読出された係数が演
算回路8に供給される。演算回路8では、ブロック化回
路9を介されたCG信号が供給される。ブロックの構造
を図5に示すものとすると、ROMテーブル7から係数
1 〜w9 が読出される。そして、係数と周辺の画素a
〜i(各画素値をx1 〜x9 とする)の線形1次結合に
よって、注目画素Xの値が生成される。
The coefficients read from the ROM table 7 are supplied to the arithmetic circuit 8. The arithmetic circuit 8 is supplied with the CG signal through the blocking circuit 9. Assuming that the block structure is as shown in FIG. 5, the coefficients w 1 to w 9 are read from the ROM table 7. Then, the coefficient and the surrounding pixel a
By linear combination of the through i (each pixel value is x 1 ~x 9), the value of the target pixel X is generated.

【0026】 X=w1 ×x1 +w2 ×x2 +・・・・+w9 ×x9 (1) ここで、このクラス分類のために使用する複数の画素
は、補間演算に使用する複数の画素x1 〜x9 と同一で
ある必要はなく、相違していても良い。
X = w 1 × x 1 + w 2 × x 2 + ... + w 9 × x 9 (1) Here, a plurality of pixels used for this class classification are a plurality of pixels used for interpolation calculation. The pixels x 1 to x 9 need not be the same, and may be different.

【0027】係数を決定する学習のために、図9の構成
が使用される。この構成は、前述の図2の構成と同様の
もので、13で示す係数決定回路において、最小二乗法
によって、クラス毎に係数が決定され、決定された係数
がROMテーブル16に貯えられる。係数決定回路13
には、模様、テクスチャー等に対応した入力信号と、ク
ラスコードと、2次元ローパスフィルタ12の出力信号
とが供給される。係数決定回路13では、注目画素に関
して、(1)式で予測される予測画素値と、真値との誤
差の二乗和を最小とする係数が最小二乗法により決定さ
れる。
For learning to determine the coefficients, the arrangement of FIG. 9 is used. This configuration is the same as the configuration of FIG. 2 described above. In the coefficient determination circuit indicated by 13, the coefficient is determined for each class by the least square method, and the determined coefficient is stored in the ROM table 16. Coefficient determination circuit 13
Is supplied with an input signal corresponding to a pattern, texture, etc., a class code, and an output signal of the two-dimensional low-pass filter 12. In the coefficient determination circuit 13, the coefficient that minimizes the sum of squares of the error between the predicted pixel value predicted by the equation (1) and the true value of the pixel of interest is determined by the least square method.

【0028】また、学習の方法は、図10のフローチャ
ートに示される。図10において、ステップ31は、学
習用のデータ(ユーザーが使用したい模様、テクスチャ
ーを含む画像)を収集するための撮像処理のステップで
ある。撮像画像は、ディジタル化され、メモリに蓄積さ
れる(ステップ32)。このメモリに蓄積された画像信
号を使用してクラスコードが生成される(ステップ3
3)。これは、ブロック内の注目画素の周辺の画素を2
値化する処理である。
The learning method is shown in the flowchart of FIG. In FIG. 10, step 31 is a step of an imaging process for collecting learning data (images including patterns and textures that the user wants to use). The captured image is digitized and stored in the memory (step 32). A class code is generated using the image signal stored in this memory (step 3).
3). This is because the pixels around the pixel of interest in the block are
This is a process of digitizing.

【0029】このステップ33の後の破線で囲んで示す
処理が最小二乗法により係数を決定する処理である。後
述のように、観測方程式がステップ35において作成さ
れ、ステップ36において正規方程式が作成され、正規
方程式がステップ37において掃き出し法で求められ
る。そして、求められた係数がステップ38において出
力される。
The process surrounded by the broken line after step 33 is the process of determining the coefficient by the method of least squares. As will be described later, the observation equation is created in step 35, the normal equation is created in step 36, and the normal equation is obtained by the sweep method in step 37. Then, the obtained coefficient is output in step 38.

【0030】最小二乗法により係数を求める演算につい
て以下に説明する。一般に観測方程式を次の式(2)お
よび(3)で表す。xijが入力画像中の画素データであ
り、yi が補間値に対応する真値である。基本的には、
この連立方程式を解いて係数w1 〜wn を求めれば良
い。
The calculation for obtaining the coefficient by the method of least squares will be described below. The observation equation is generally expressed by the following equations (2) and (3). x ij is the pixel data in the input image, and y i is the true value corresponding to the interpolation value. Basically,
It suffices to solve the simultaneous equations and obtain the coefficients w 1 to w n .

【0031】〔観測方程式〕 XW=Y (2)[Observation equation] XW = Y (2)

【0032】[0032]

【数1】 [Equation 1]

【0033】つまり、式(4)で示すように、残差行列
Eが加えられた形となり、二乗誤差が最小となるよう
に、係数行列が決定される。
That is, as shown in equation (4), the coefficient matrix is determined so that the residual matrix E is added and the square error is minimized.

【0034】〔残差方程式〕[Residual Equation]

【数2】 [Equation 2]

【0035】式(4)から、係数wi の最確値を見いだ
すには、Σei 2 (Σは、i=1からi=mの累算を意
味する)を最小にする条件を満足するw1 ,w2 ,・・
・,wn を見いだせば良い。すなわち、次の式(5)に
n個の条件をいれてこれを満足するw1 ,w2 ,・・
・,wn を求める。
From the equation (4), in order to find the most probable value of the coefficient w i , w satisfying the condition of minimizing Σe i 2 (Σ means accumulation of i = 1 to i = m) 1 , w 2 , ...
・, W n should be found. That is, n 1 , which satisfy the following equation (5), satisfy w 1 , w 2 , ...
·, Seek w n.

【0036】[0036]

【数3】 (Equation 3)

【0037】式(4)から次の式(6)が成立する。From the equation (4), the following equation (6) is established.

【0038】[0038]

【数4】 [Equation 4]

【0039】式(5)の条件をi=1,2,・・・,n
について立てればそれぞれ次の式(7)が得られる。
The condition of the equation (5) is i = 1, 2, ..., N
The following equations (7) are obtained respectively.

【0040】[0040]

【数5】 (Equation 5)

【0041】ここで、式(4)および(7)から次の正
規方程式が得られる。
Here, the following normal equation is obtained from the equations (4) and (7).

【0042】[0042]

【数6】 (Equation 6)

【0043】これは、未知数の数n個と対応する数の連
立方程式であるから、この正規方程式から最確値たる各
i を求めることができる。正確には、式(8)におい
て各wi にかかる(Σxjnjn)を要素とする行列が正
則であれば、この正規方程式を解くことができる。実際
には、Gauss−Jordanの消去法(掃き出し
法)を用いてこの正規方程式を解くことになる。
Since this is a simultaneous equation with a number corresponding to the number n of unknowns, each w i which is the most probable value can be obtained from this normal equation. To be precise, if the matrix having (Σx jn x jn ) elements for each w i in Expression (8) is regular, this normal equation can be solved. Actually, the Gauss-Jordan elimination method (sweeping method) is used to solve this normal equation.

【0044】また、係数wi の演算は、インデックスコ
ードで示されるクラス毎になされる。このようにして求
められたクラス毎の係数は、ROMテーブル(図8にお
けるROMテーブル7および図9におけるROMテーブ
ル16)に蓄えられて画素値生成に使用される。
The coefficient w i is calculated for each class indicated by the index code. The coefficient for each class thus obtained is stored in the ROM table (ROM table 7 in FIG. 8 and ROM table 16 in FIG. 9) and used for pixel value generation.

【0045】[0045]

【発明の効果】この発明によれば、コンピュータグラフ
ィックスの画像に対して、ユーザーが所望の模様、テク
スチャーを付加したい時に、予め模様、テクスチャーの
実画像を使用して、学習を行い、代表画素値あるいは予
測のための係数を決定している。従って、コンピュータ
グラフィックスの作成ツールに対する負担を増加させる
ことなく、所望の模様、テクスチャーを付加することが
できる。
According to the present invention, when a user wants to add a desired pattern or texture to an image of computer graphics, learning is performed by using an actual image of the pattern or texture in advance and the representative pixel is used. Values or coefficients for prediction are determined. Therefore, desired patterns and textures can be added without increasing the load on the computer graphics creation tool.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例の学習のための構成を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration for learning according to an embodiment of the present invention.

【図3】テクスチャー計算回路の一例のブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram of an example of a texture calculation circuit.

【図4】クラス分類回路の一例のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an example of a class classification circuit.

【図5】ブロック構造の説明に用いるための略線図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram used for explaining a block structure.

【図6】クラス分類処理の一例を示す略線図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of class classification processing.

【図7】クラス対代表画素値のテーブルの一例を示す略
線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a table of class vs. representative pixel value.

【図8】この発明の他の実施例のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of the present invention.

【図9】この発明の一実施例の学習のための構成を示す
ブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration for learning according to an embodiment of the present invention.

【図10】学習時の処理を表すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a process at the time of learning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 セレクタ 3 クラス分類回路 4 ROMテーブル 13 最小二乗法による係数決定回路 2 selector 3 class classification circuit 4 ROM table 13 coefficient determination circuit by least square method

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンピュータグラフィックスで作成した
画像に対して、模様あるいはテクスチャーを付加する画
像生成装置において、 注目画素の周辺の上記コンピュータグラフィックス信号
内の複数画素を使用して上記注目画素のクラスを決定す
るための手段と、 予め学習により得られた、所望の模様あるいはテクスチ
ャーに関する代表画素値が上記クラス毎に格納されたテ
ーブルと、 上記模様あるいはテクスチャーを付加したいエリア内の
上記注目画素に関しては、上記クラス決定手段からのク
ラスと対応して上記テーブルから読出された代表画素値
を上記コンピュータグラフィックス信号の画素の代わり
に選択的に出力する手段とからなることを特徴とする画
像生成装置。
1. An image generation apparatus for adding a pattern or texture to an image created by computer graphics, wherein a plurality of pixels in the computer graphics signal around a pixel of interest are used to classify the pixel of interest. A table for storing representative pixel values for a desired pattern or texture obtained by learning in advance for each class, and for the pixel of interest in the area to which the pattern or texture is to be added, And an image generating device which selectively outputs the representative pixel value read from the table in correspondence with the class from the class determining means, instead of the pixel of the computer graphics signal.
【請求項2】 請求項1に記載の画像生成装置におい
て、 上記テーブルに対して、正規化された代表画素値を格納
することを特徴とする画像生成装置。
2. The image generating apparatus according to claim 1, wherein a normalized representative pixel value is stored in the table.
【請求項3】 コンピュータグラフィックスで作成した
画像に対して、模様あるいはテクスチャーを付加する画
像生成装置において、 注目画素の周辺の上記コンピュータグラフィックス信号
内の複数画素を使用して上記注目画素のクラスを決定す
るための手段と、 上記模様あるいはテクスチャーの信号に含まれる注目画
素の値を、上記注目画素の近傍に位置し且つ上記コンピ
ュータグラフィックス信号に含まれる複数の画素データ
と複数の係数の線形1次結合により予測し、この予測画
素データと上記注目画素の真値との誤差の二乗和を最小
とするように、上記複数の係数を決定し、上記クラス毎
に、上記決定された係数が格納されたテーブルと、 上記模様あるいはテクスチャーを付加したいエリアにお
いては、上記クラス決定手段からのクラスと対応して上
記テーブルから読出された係数を使用して形成された予
測画素値を上記コンピュータグラフィックス信号の画素
の代わりに選択的に出力する手段とからなることを特徴
とする画像生成装置。
3. An image generation apparatus for adding a pattern or texture to an image created by computer graphics, wherein a plurality of pixels in the computer graphics signal around a pixel of interest are used to classify the pixel of interest. For determining the value of the pixel of interest included in the signal of the pattern or texture, and the linearity of a plurality of pixel data and a plurality of coefficients located in the vicinity of the pixel of interest and included in the computer graphics signal. Prediction is performed by linear combination, the plurality of coefficients are determined so as to minimize the sum of squares of the error between the predicted pixel data and the true value of the pixel of interest, and the determined coefficient is determined for each class. In the stored table and in the area where you want to add the pattern or texture, click from the class determining means. Image generating apparatus, which comprises means for selectively outputting a predicted pixel value formed by using the coefficient read from the table corresponding to the raster, instead of the pixel of the computer graphics signal. .
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