JPS61150077A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電子的に様々な複合画像処理が実行できる画
像処理装置に関するものである。

〈従来技術〉 最近、テレビカメラ、ビデオテープレコーダ等から、画
像を入力し、その画像に線を加筆したり他の画像全合成
したり、色彩を変更したりする電子画像処理装置が提案
されている。この種の装置は、画像作成に絵具等を必要
とせず、また、画像の保存、部分的修正、複製等が、非
常に容易である、という特徴から、今後、デザイン分野
ンはじめ、芸術分野、ホビー分野等へ広まっていくと考
えられる。

ところで、従来の画像作成装置は、手書き入力が主体で
あった。このため、画像作成の方法としては、最初に色
を選択し、ペンの太さを指定し、ディスプレイ画面上に
ライトペン、デジタイザ等ビ使って、線を引いていく方
法が普通であった。

また、ペンについては、太さが変えられるだけでなく、
エアプラン状のタッチの線が引けたり、油絵の筆のよう
なタッチが表わせるものもあり、油絵のような画像Ｚデ
ィスプレイ上で作成できる装置も発表されている。しか
し、このように手書きで画像乞作成するのは、非常に時
間がかかる。特にカラー濃淡画像Ｚ作成する時は、色デ
ータが複雑なため、入力が大変である。また、ある程度
の絵の才能も必要で、一般人が芸術的な絵を作成するの
は困難であった。

さて、画像は、前述したように、テレビカメラビデオテ
ープレコーダ等からのビデオ信号を、Ａ／Ｄ変換するこ
とによっても入力することが可能である。この画像入力
方法は、一枚の画像入力に要する時間が、ｌ／３０秒程
度であり、手書き入力に較べて、非常に高速で画像を入
力できる。

そこで、一つの魅力的な画像作成方法は、絵に描きたい
像を、テレビカメラ等から入力し、これにマイクロプロ
セッサで処理を加え、油絵のような画像に変換すること
である。この方法によれば油絵のような画像を、非常に
速く、しかも、絵の才能がなくても作成することができ
る、と期待される。

出願人は、先に特願昭５９−１１６３０８号「画像処理
装置」において、画像処理プロセス！、■）走査点の走
査方法 ２）走査点上で処理を行なうかどうかの判断３）処理を
行なうこととなった走査点暑中心とした処理点の決定 ４）処理点の処理内容 の４つの処理プロセスに分解し、それぞれに関して独立
にパラメータ乞設定する画像処理装置？提案した。本装
置によれば、従来単機能としてそれぞれ独立に存在して
いた種々の画像処理ビ有機的に結合し、柔軟な複合処理
が可能である。

〈発明の目的〉 本発明は、上記した画像処理装置の改良に係り、例えば
、写真のような実物的な画像から油絵のような芸術的画
像乞生成する際等に、非常に有用な画像処理装置を提供
するものである。

すなわち、本発明の画像処理装置は、テレビ、写真、Ｖ
ＴＲ等の一般の映像機器から入力した画像に、画像処理
ン加え油絵のような芸術的画像ビ自動的に作成すること
、さらに以上のようにして得られた画像ヲ細かく修正で
きること、またパラメータを変更することにより対話的
に様々な油絵タッチの画像ビ作成できる等の諸機能ビ有
している０ 〈実施例〉 以下図面に従って本発明の一実施例Ｚ説明する。

第１図は本発明の装置の構成例ン示すブロック図である
。

制御用マイクロプロセッサｌは、バス２乞介して制御用
プログラムを格納しているＲＯＭ３と、制御用の変数ン
記憶するＲＡＭ４と、制御用の命令乞入力するための、
キーボード等の命令入力装置５に接続されている。さら
に、このバス２には２つの画像メモリ（Ａ）６．（Ｂ）
７と、インターフェース８を介して、フロッピーディス
ク、ハードディスク等の外部記憶装置９とが接続されて
いる。命令の入力には、上記キーボード等に代えてデジ
タイ・サー、タブレット等の座標入力装置ＩＯビ用いて
、カーソルを操作し、表示されたメニューより命令２選
ぶ、という方法でもよい。

テレビカメラ、ビデオテープレコーダ、テレビチューナ
ー、ビデオディスクプレーヤー等の原画像！入力するた
めの画像入力装置１１は、アナログ信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器１２ン介して、画像メモ！ｊ（
Ａ）６　Ｖ？−原画像乞入力する。

また、ディスプレイ１３Ａ、１３Ｂは、デジタル信号ン
アナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１４Ａ。

１４ＢＹ介して、それぞれ画像メモリ（ホ）６．Ｑ３）
７の内容全表示する。２画面分の画像メモリと、それ乞
表示する２台のディスプレイビ用いた画像処理装置は、
本出願人により特願昭５９−７８９１０号「画像処理装
置」として提案したとおりである。

一画面分の領域指定用メモＩＪ　（Ｃ）　１５は、画像
処理に際して処理する領域等を指定するために用いられ
る。

＠２図は画像処理プロセスの動作！説明するためのフロ
ーチャートである。

ここでは、走査点’＆Ｐ、処理を行なう走査点をＰ′、
処理点をＱｉとする〇 ステップｌでは、走査点Ｐの初期値全設定する。

この初期値は、点Ｐの画面走査の方法によって変わる。

ステップ２では、走査点Ｐで処理を行なうかどうか判断
する。その判断の条件は、あらかじめパラメータとして
設定される。ここで、走査点Ｐで処理７行なわないと判
断されると、処理はステップ５に飛ぶ。ステップ３は、
処理を行なうことになった走査点Ｐ′を基準に、処理点
Ｑｉを決定する部分である。この処理点Ｑｉの決定には
、エレメント図形と呼ばれる小図形を用いる方法がある
Ｏ これビ、第３図（ａ）（ｂ）ｖ用いて説明する。第３図
（ａ）は、エレメント図形の一例である。この場合、基
準点はＡであり、エレメント図形は、基準点Ａのまわり
の４点Ｂ、〜Ｂ４から成りたっている。処理点Ｑｉは、
走査点Ｐを基準に、エレメント図形２描いた時、エレメ
ント図形に含まれる点にする。

このようす乞、第３図（ｂ）に示す。Ｑ１〜Ｑ４が処理
点（ドツト）である。

再び、第２図にもどって、ステップ４は、ステップ３で
決められた処理点Ｑ１〜ＱＮ（Ｎはエレメント図形の構
成点数である）に対し、あらかじめ設定された処理を行
なう部分である。ステップ５では、あらかじめ設定され
た方法に従って、次の走査点ＰＹ計算する部分である。

ステップ６では、処理音長えるかどうかの判断７行ない
、処理？続ける場合は、ステップ２に処理を移す。

以上の説明から明らかなように、本発明の画像処理プロ
セスは、ｌ）画像上の走査方法、２）走査点で処理７行
なうかどうかの判断基準、３）処理点の決定（エレメン
ト図形）、４）処理内容、の４種類のパラメータン持ち
、それらを独立に設定できるようになっている。

各パラメータの具体例は、前出した特願昭５９−１１６
３０８号「画像処理装置」にも述べられている。例えば
、 があるＯ ａ）手＠き走査　　操作者が、デジタイザ、タブレット
等の座標入力装置１０を用いて、直接走査点Ｐの座標を
入力していく方法。手書き文字を書きこんだり、色あい
の変更、ぼかし等の処理ビ、直接場所を指定して行なう
時に使用する。

ｂ〕　計算走査　　操作者が、デジタイザ等を用いて入
力した座標点ンもとに、マイクロプロセッサｌが走査点
の座標を計算する方法。例えば、入力した点を直線で結
ぶように走査点Ｐ’ａ−計算するとか、それらン滑らか
な曲線で結ぶように走査点Ｐン計算するとか、中心と半
径を入力し、円弧ビ引くように走査点Ｐ￥計算する。

Ｃ）全面走企　　画面全体を自動的に走査する方法。こ
の場合は、走査する順序により、何通りかの方法が考え
られる。

２）判定基準については、次のようなものがある。

ａ）処理領域条件　　画面上のある領域だけに処理７行
なう時に用いる条件。例えば、画面に対応した領域指定
用メモＩＪ　（ｃ）　］　５　ｉｃ、処理を行なってよ
い場所と、処理ビ行なわない場所の情報を書き込んでお
く。そして、ある走査点Ｐに処理を行なうかどうかは、
メモＵ　（Ｃ）　１５上の走査点ＰＬ対応したデータン
見て、処理７行なうかどうかを判断する。

ｂ）密度条件　　画面上の走査点Ｐの密度（まびき等）
ンキめる条件、例えば、奇数・偶数の座標点によって、
その走査点ＰＶｃ、処理！行なうかどうかン判断する。

Ｃ）データ条件　　走査点Ｐおよびそのまわりの色情報
の内容から、処理ビ行なうかどうか判断する。例えば、
あらかじめ定められた色あいビ持つ点にのみ、処理を行
なったり、画像のエツジの部分にのみ処理を行なう時に
使用する０３）処理点Ｑｉの決定（エレメント図形）に
は、次のようなものがある。

ａ）　ドツト　　中心点１点のみからなるエレメント図
形で、処理点Ｑｉ暑暑中点点＝処理されることとなった
走査点Ｐ’）だけにする。すなわち、エレメント図形を
用いない場合と同じ処理乞することになる。

ｂ）ノーマル　　中心点付近に、比較的集中したエレメ
ント図形である。こういった図形？用いれば、画質の変
換が行なえる。

Ｃ）マルチ　　中心点より、比較的分散した点よりなる
エレメント図形である。この図形音用いれば、処理点Ｑ
ｉはバラバラに分散されるためパターンの繰り返し図形
ビ作成することができる０ 最後に４〉処理内容について掲げる。

ａ）画き込み処理　　処理点Ｑ１上で、メモリ（Ｂ）７
の色情報をメモＩＪ　（Ａ）　６のものと置きかえる処
理。メモリ釦６上の画像全、メモリの）６の画像の中に
合成したり、メモリ（３）６で設定された色でメモリ［
Ｆ］）６上に線ビ画きこんだりする時に使用する。

ｂ）ぼかし処理　　処理点ＱｉＹ中心に、メモリ（Ａ）
６上のある範囲の色情報の平均！とり、得られた平均の
色情報で、メモＩＪ　（Ｂ）　７上の処理点Ｑｉの色情
報装置きかえる処理。画像！ぼかす効果がある。

Ｃ）色平均処理　　処理点Ｑｉ上で、メモリ囚６の色情
報とメモＩＪ　（Ｂ）　７の色情報の平均乞とり、得ら
れた色情報で、メモリの）７上の処理点Ｑ１の色情報を
置きかえる処理。２つの画像ン平均し、重ねたような画
像が得られる。

ｄ）色あい変更処理　　メモリの）７上の処理点Ｑｉの
色情報に、ある演算２行なって色あいの変更２行ない、
得られた色情報で、メモリの）７上の処理点Ｑｉの色情
報を置きかえる処理。画像の色あい全変更する時に使用
する。

ｅ）白黒化処理　　メモＵ　（Ｂ）　７上の処理点Ｑ１
の色情報から明るさ全計算し、その明るさン持つ無彩色
の色情報で、メモＩＪ　（Ｂ）　７上の処理点Ｑｉの色
情報を置きかえる処理。この処理を施すことにより白黒
画像が得られる。

以上のようなパラメータの任意設定により、画像のエツ
ジ領域だけンぼかすや、画像を部分的に色変更する等、
種々の複合画像処理が簡単に行なえる。

さて、油絵のような芸術的画像ビ生成する場合であるが
、次の２つの方法が考えられる。

（１）画像メモリ（３）６に画像入力装置１１’＆通じ
て写真のような原画ン入力し、その原画を自動的に油絵
風に変更する。さらに必要があれば、得られた画像ン手
書きにより細かく修正する。

（１１）画像メモＩＪ（Ａ）６に画像入力装置１１Ｙ通
じて写真のような原画を入力し、その原画をもとに対話
的に油絵風の画像ビ作成する。

本発明の装置は、いずれの方法でも画像の生成ビ行なう
ことができる。芸術的な画像生成のために、荷に、次の
ようなパラメータ設定手段が備えられる。

ｌ）走査方法−全画面走査。画面全体ン自動的に走査す
る。

このなかで走査する順序により、いくつかの方法が選択
できる。画面の左上から横−行づつ順次走査していくラ
スタースキャンの方法、中心から外側に向かってうずま
き状に走査していく方法、乱数的に全画面？走査する方
法、斜めに走査していく方法等である。これらの走査法
の違いについては後述する。

２）判断基準−判断の結果により、処理が行なわれる点
（走査点Ｐ’）が、画面全体に適当に分散するような判
断基準、代表的なものは、走査点Ｐ近傍における色デー
タの変化率がある値以下であること。この場合、変化率
としては、横方向の変化率、縦方向の変化率、その平均
、緑色のデータの変化率、−赤色のデータの変化率、輝
度の変化率色度の変化率等がある（データ条件）。

また他の基準として、乱数的に走査点２７２選ぶ、ある
いは走査点Ｐの座標にある演算７行ないその結果から走
査点Ｐ′に選ぶ、という方法もある。後者の方法の具体
例として、走査点Ｐの座標ビ（ｘ、ｙ）とし、パラメー
タを（ＰＸ、Ｐｙ）とし、次式を満たすかどうか乞基準
にする方法がある。

（Ｆ　ＡＸ）（ＰｙＡｙ）＝φ △はＡＮＤ、■はＯＲである。

この方法では、例えばＰ　ｘ＝Ｐ　ｙ＝＝　１とすれば
、縦方向、横方向ともに１つおきに走査点Ｐ′が選ばれ
ることになる（密度条件）。

判断基準においてこれらの方法は、単独にもちいるだけ
でなく並用することも可能である。

上に述べたように、判断基準は、それによって選ばれる
走査点Ｐ′が、画面全体に適当に分散するような基準で
さえあれば、どんな判断基準でもよい。しかし、落ちつ
いた画質を得るためには、走査点Ｐにおける色データの
変化率がある値より小さいという基準ビ用いるのが適当
である。その効果については後述する。

３）処理点の決定（エレメント図形）一様々なエレメン
ト図形が考えられる。エレメント図形の効果については
後述する。

４）処理内容−原画の蓄えられた画像メモリ（Ａ）６上
の走査点Ｐ′の色データを、処理結果ビ蓄える画像メモ
ＩＪ　（Ｂ）　７の処理点ＱｉｌＣかきこむという処理
。

式で表現すれば、 Ｂ（Ｑｉ　）：＝Ａ（Ｐ’） となる。ここで、Ｐ′は判断基準を満たした走査点、Ｑ
ｉはｐ　／　Ｙ基準に生成された処理点、Ａ（Ｐ’）は
画像メモリ囚６上のＰ′の色デー名Ｂ（Ｑｉ）は、画像
メモＩＪ　０３）　７上のＱｉの色データである。

二二は代入！意味する。

油絵のような画像乞生成する原理は、同出願人の特願昭
５９−５５６６８号「画質変更装置」（整理番号５９−
５３３）に述べられている。これを簡単に説明すれば、
次のようになる。

第４図のＡは画像メモＩＪ　（Ａ）　６の画面、Ｅは選
択されたエレメント図形である。ここで、ある走査点Ｐ
′に対し処理を実行すれば、画像メモＩＪ　（Ｂ）　７
の画面Ｂ上に、画像メモＩＪ　（Ａ）　６のＰ′の点の
色乞もったエレメント図形がかきこまれる。これ″＋ニ
ア点の走査点ｐ／１〜ｐ／７に対して行なった結果が第
５図（ａ）ら）である。この場合、走査は１〜７の順に
行なわれたため、８画面上に最初にかきこまれたエレメ
ント図形は、あとでかきこまれたエレメント図形に１部
分が塗り変えられ、第５図（ｂ）のように、複雑な形が
残る。これが油絵の筆あとに相自するものとなり、油絵
風の画像ができる。

今、１）の走査方法として全画面走査、１１）の判断基
準として走査点Ｐの色変化率がある値より小さい、■）
の処理点の決定として第４図のＥのようなエレメント図
形、■）の処理内容として画像メモリ（Ａ）６の走査点
Ｐ′の色データン画像メモリ（Ｂ）　７の処理点Ｑｉに
移す処理に設定すると、写真のような画像から油絵のよ
うな芸術的画像が自動的に生成できる。

エレメント図形によりタッチが変更されることは、上述
した原理より明らかである０次に判断基準であるが、第
６図は、第５図より、処理の行なわれる走査点Ｐ′の数
！減らしているＱ第６図（ｂ）より明らかなように、こ
の場合は第５図に比して、より荒い画面が得られること
になる０また、処理の行なわれる走査点Ｐ′の数が同じ
であっても、その位置が異なれば、当然タッチも異なっ
てくる。

いずれにしても、油絵のような画像ビ生成するためには
、判断の結果により、処理の行なわれる走査点Ｐ′が画
面全体に適当に分散する基準であることが必要である。

色データの変化率が少ない走査点２選ぶことは、原画に
沿って走査点Ｐ”＆画面全体に適当に分散させ、また画
像の細かい部分を失なわせることとなり、油絵風にぴっ
たりの大らかな画面とする利点がある。

なお、判断基準を例えば乱数的に選ぶものとすれば、雑
音がのったようなタッチの画像とすることができる。

走査方法はここでは％に特定していないが、これの設定
によってもタッチを種々に変更できる。

第７図（ａ）（ｂ）は走査順序を右側より縦方向に行な
ったものである。左側から横方向に行なった場合の第５
図（ｂ）とは、色の残る形が異なってくる。第５図（ｂ
）ではエレメント図形（第４図のＥ参照）の左上部分が
残るのに対し、第７図（ｂ）ではエレメント図形の右上
部分が残る。これらは−例に過ぎず、うずまき状、乱数
的走査、斜め走査等によっても異なってくる。これらは
原画、複合処理後の画像に応じて適当に決めればよい。

以上、自動的に油絵のような画像ン生成する場合乞説明
したが、対話的に作成する方法を次に説明する。この場
合は、１）の走査方法ビ次のように変更する。

１）走査方法−手書き走査もしくは計算走査。

手書き走査は、走査点Ｐｉ座標入力装置１０ｉ用いて、
人間が直接入力する方法である。計算走査は、同様な方
法で、人間が入力した座標をもとに、処理装置が走査点
２動かす方法である。

計算走査には、入力された座標点全直線で結ぶように走
査する方法、なめらかな曲線で結ぶように走査する方法
、入力された座標点全直線に円弧７描くように走査２行
なう方法等が選択可能である。

このような手書き走査で、画面全体ビ走査すれば、自動
走査よりはきめが荒いが、任意の走査順序で、原画を油
絵風に変更していける。また、対話的な画像作成方法２
用いれば、結果を画像メモＩＪ　（Ｂ）　７の内容を表
示するディスプレイ１３Ｂで確認しながら、画質変更が
行なえる。特に、処理７行なう部分を対話的に指定でき
るため、原画の一部分のみを油絵タッチにすることが可
能である。

もちろん、これらの場合、随時、他のパラメータ２他の
ものに設定することも可能である。

なお、これは、自動走査により得られた画像を細かく修
正したい場合心も適用可能である。例えば、手＠きの走
査順序が異なることによって一部塗り変えることが可能
であり、また必要によってはエレメント図形乞一部変更
して手書き走査することもできる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、従来単機能として
独立に存在していた種々の画像処理！有機的に結合し、
柔軟な複合処理ができるものであって、かつ、簡単な操
作により写真のような実物的な画像から油絵のような芸
術的画像の生成が行なえる装置が提供できる。

この装置ビ用いれば、絵暑描く技術をもたない人でも、
筆、絵具等の道具を用いず、手を汚すことなく、簡単に
油絵のような芸術的画像２描くことができる。

【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ック構成図、第２
図は動作を説明するフローチャート、第３図（ａ）　（
ｂ）は処理点Ｑｉとエレメント図形の関係を説明する図
、第４図は処理することとなった走査点Ｐ′と処理点Ｑ
ｉ（エレメント図形）の関係を説明する図、第５図（ａ
）山）は７つの走査点Ｐ′における処理ビ説明する図、
第６図（ａ）（ｂ）は５つの走査点Ｐ′における処理を
説明する図、第７図（ａ）（ｂ）は第５図（ａ）（ｂ）
との対比で走査順序の変更による処理を説明する図であ
る。 １・・・制御用マイクロプロセッサ、２・・・バス、５
・・・命令入力装置、６・・・画像メモリ（３）、７・
・・画像メモリの）、１１・・・画像入力装置、１２・
・Ａ／Ｄ変換器、　　１３Ａ、　１３Ｂ・・・ディスプ
レイ、　　＋４Ａ、　１４Ｂ・・・Ｄ／Ａ変換器。 限理人　弁理士　福　士　愛　彦　（他２名）第１図 第４図 （ａ）（ｂ） 第５図 （ａ） 第６図 （ａ） 第７図 （ｂ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像処理プロセスにおいて、走査点をＰ、処理を行
   なうこととなった走査点をＰ′、処理を行なうこととな
   った走査点Ｐ′を基準に決められる処理点をＱｉとし、 それぞれ独立に次のパラメータ、 走査点Ｐの走査方法 走査点Ｐ上で処理を行なう（走査点Ｐ′とする）かどう
   かの判定基準 処理を行なう処理点Ｑｉ 処理点Ｑｉに対して行なう処理内容 を設定する手段を備え、 前記判定基準として、前記走査点Ｐ′が画面全体に分散
   する判定手段、及び 前記処理点Ｑｉを形作る各種エレメント図形の選択手段 とを有してなることを特徴とする画像処理装置。