(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される機械調の原画像を絵画調画像に変換する絵画調画像への変換プログラムであって、
前記原画像と、該原画像に目的とする絵の感じがでるように所定の濃淡パターンで作成されたフィルタ画像とを合成する合成ステップを有し、
該合成ステップは、前記フィルタ画像における中間濃度よりも低い画素に対しては、その画素に対応する前記原画像の画素の濃度値をより一層低くし、前記フィルタ画像における中間濃度よりも高い画素に対しては、その画素に対応する前記原画像の画素の濃度値をより一層高くする変換を行ない、
該変換によって得られる濃度値は、前記原画像の各画素の濃度値に対して線形関数となる、ことを特徴とする絵画調画像への変換プログラム。
【請求項２】
前記合成ステップは、前記原画像の画素の濃度値をより一層低くする変換、及び前記原画像の画素の濃度値をより一層高くする変換を、色の３原色毎に行なってなる、請求項１に記載の絵画調画像への変換プログラム。
【請求項３】
前記原画像の画素の濃度値をより一層低くする度合い、及び前記原画像の画素の濃度値をより一層高くする度合いを調整可能である、請求項１又は２に記載の絵画調画像への変換プログラム。
【請求項４】
前記合成ステップによる処理の前に前記原画像の輪郭をより一層はっきりさせる鮮鋭化ステップを有してなる、請求項１から３のいずれかに記載の絵画調画像への変換プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絵画調画像への変換プログラムに関する。より詳しくは、写真やＣＧ（コンピュータグラフフィクス）によって機械調に描かれた原画像を、絵画調に描かれた画像にコンピュータを用いて変換するためのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種販売業者は、販売対象の写真やＣＧ画像をチラシ又は雑誌等に載せて宣伝を行なっていた。写真やＣＧ画像は、はっきりしていてわかりやすい。しかし、最近では、このようなはっきりした所謂機械調画像よりも、人間が手書したような絵画調画像、つまり、暈し（ぼかし）や色斑（ムラ）などが少々ある画像が好評になってきている。絵画調画像は、見た感じが柔らかく、馴染みがあり、また面白みがあって実感が湧きやすいということがその理由である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ＣＧにより、はじめから絵画調画像を作成することは可能であるが、手間や時間が多くかかる。また、写真をスキャナで読み取って、そのデータを変更することで絵画調画像とすることも可能であるが、データの変更は、手作業によらなければならず、やはり、手間や時間が多くかかる。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、写真又はＣＧによって機械調に描かれた原画像を、手間や時間を多くかけることなく絵画調画像に変換できるプログラムの提供を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するべく、請求項１の発明は、入力される機械調の原画像Ｇ０を絵画調画像ＧＫに変換する絵画調画像への変換プログラムＴＰであって、前記原画像Ｇ０と、該原画像Ｇ０に目的とする絵の感じがでるように所定の濃淡パターンで作成されたフィルタ画像ＧＦとを合成する合成ステップＫ３を有し、該合成ステップＫ３は、前記フィルタ画像ＧＦにおける中間濃度よりも低い画素に対しては、その画素に対応する前記原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層低くし、前記フィルタ画像ＧＦにおける中間濃度よりも高い画素に対しては、その画素に対応する前記原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層高くする変換を行ない、該変換によって得られる濃度値Ｄは、入力される前記原画像Ｇ０の各濃度値Ｓに対して線形関数となる。
請求項１の発明によると、合成ステップＫ３は、入力された機械調の原画像Ｇ０とフィルタ画像ＧＦとを合成して絵画調画像ＧＫに変換する。フィルタ画像ＧＦは、原画像Ｇ０に目的とする絵の感じがでるように所定の濃淡パターンで作成されている。合成処理は、例えば、パーソナルコンピュータにおけるキーボート又はマウス等による簡単な操作によって行なわれ、手作業でデータの変更をする必要がない。すなわち、手間や時間を多くかけることなく、絵画調画像ＧＫが得られる。
また、原画像Ｇ０の画素が、フィルタ画像ＧＦの画素の濃度Ｍに「染まる」形になり、これによって合成が行なわれる。この合成は画素単位で行なわれるので、きめ細かく合成が行なわれることが期待できる。また、該変換によって得られる濃度値Ｄは、入力される前記原画像Ｇ０の各濃度値Ｓに対して線形関数となるので、入力される原画像Ｇ０の濃度値Ｓ全てについて合成の効果が反映される。
【０００６】
請求項２の発明では、前記合成ステップＫ３は、前記原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層低くする変換、及び前記原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層高くする変換を、色の３原色毎に行なってなる。
請求項２の発明によると、入力されるカラーの原画像Ｇ０に対してフィルタ画像ＧＦを合成して絵画調画像ＧＫが得られる。
【０００７】
請求項３の発明では、前記原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層低くする度合い、及び前記原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層高くする度合いを調整可能である。
請求項３の発明によると、種々の絵の感じを出す画像に変換する場合において、上記度合いを調整することによって、絵画調画像ＧＫにおける模様の表れ方の強弱等について様々な形態を実現することができる。
【０００８】
請求項４の発明は、前記合成ステップＫ３による処理の前に前記原画像Ｇ０の輪郭をより一層はっきりさせる鮮鋭化ステップＫ１を有してなる。
請求項４の発明によると、最終的に得られる絵画調画像ＧＫのエッジが、フィルタ画像ＧＦとの合成によってぼやけたものにならない。
【０００９】
本明細書において、原画像とは、例えば、ＣＧ画像の画像データや、スキャナで読み取った写真等の画像データの意味で用いることがある。また、フィルタ画像についても画像データの意味で用いることがある。つまり、「画像」を、画像データとして解釈することがある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態である変換プログラムＴＰについて説明する。変換プログラムＴＰは、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶される。または、適当なプログラム配信サーバからパーソナルコンピュータ等におけるハードディスクにダウンロードするようにしてもよい。
図１は原画像Ｇ０を示す図、図２及び図３は絵画調画像ＧＫの例を示す図、図４はフィルタ画像ＧＦの一例を示す図である。
変換プログラムＴＰは、入力される原画像Ｇ０を絵画調画像ＧＫに変換するものである。原画像Ｇ０とは、例えば、写真をスキャナで読み取って得られた画像や、ＣＧによって機械調に描かれた画像であり、図１に示すように、画像に暈しや斑がない。なお、原画像Ｇ０はカラー画像である。
これに対して、図２の絵画調画像ＧＫ１では、家の屋根や壁に斑があり、空や地面は靄がかかったように暈され、水彩画の感じがでている。また、図３の絵画調画像ＧＫ２では、全体的にメッシュ状の濃淡模様が現れ、キャンバスに描かれた油絵の感じがでている。
【００１１】
絵画調画像ＧＫへの変換は、フィルタ画像ＧＦによって行なわれる。
フィルタ画像ＧＦは、変換プログラムＴＰの中に組み込まれており、原画像Ｇ０に目的とする絵の感じがでるように所定の濃淡パターンを有している。例えば、図４のフィルタ画像ＧＦは、水彩画の感じのする絵画調画像ＧＫ１に変換するためのものであり、中央付近は黒の割合が多く、中央から遠ざかるに従って徐々に白が混じり、周辺部では真白となるパターンを有したモノクロの濃淡画像である。
なお、フィルタ画像ＧＦには、水彩画の感じをだすためのもの以外にも、図示は省略したが、数種類のものが組み込まれている。それらは、互いに異なる濃淡パターンを有しており、キャンバスに描かれた感じ、雲中にいるような感じ、風が吹いているような感じ、デニム布地に描かれた感じ、水滴がついた感じ、及びスケッチ風に描かれた感じをだすためのものなどがある。
【００１２】
次に、変換プログラムＴＰで行なわれる処理について説明する。
図５は変換プログラムＴＰで行なう処理内容の概略を示すフローチャートである。
図５に示すように、変換プログラムＴＰは、鮮鋭化ステップＫ１、ストレッチステップＫ２、合成ステップＫ３、明るさ調整ステップＫ４及びコントラスト調整ステップＫ５を有する。
鮮鋭化ステップＫ１では、入力画像である原画像Ｇ０の輪郭をより一層はっきりさせる処理を行なう。この処理は、最終的に得られる絵画調画像ＧＫのエッジが、フィルタ画像ＧＦとの合成によってぼやけたものにならないようにするために行なう。
ストレッチステップＫ２では、原画像Ｇ０のサイズとフィルタ画像ＧＦのサイズとが一致していない場合に、両者を一致させる処理を行なう。具体的には、原画像Ｇ０において、注目する画素の幅方向座標値と高さ方向座標値との比を求め、フィルタ画像ＧＦにおいて、その比に対応する画素の位置を、原画像Ｇ０において注目した画素の対応画素とする。この対応付けを原画像Ｇ０全体について行なう。これにより、実質的に、原画像Ｇ０の幅及び高さと、フィルタ画像ＧＦの幅及び高さとがそれぞれ一致するようにフィルタ画像ＧＦを引き伸ばし又は縮小することになる。
【００１３】
合成ステップＫ３では、原画像Ｇ０とフィルタ画像ＧＦとを後述する変換式（＊１）によって合成する処理を行なう。
明るさ調整ステップＫ４では、合成ステップＫ３でフィルタ画像ＧＦを合成した際に、合成された画像のトーンを調整する処理を行なう。また、コントラスト調整ステップＫ５では、コントラストを調整する処理を行なう。これにより、合成ステップＫ３で得られた画像のトーン及びコントラストが下がっても、適当な値に調整される。
以上のステップＫ１からステップＫ５までの処理は、変換プログラムＴＰの動作する例えばパーソナルコンピュータにおいて、キーボート又はマウス等の簡単な入力操作によって行なわれる。従って、手作業でデータの変更をする必要がなく、手間や時間を多くかけることなく、絵画調画像ＧＫが得られる。
【００１４】
次に、合成ステップＫ３の処理について詳しく説明する。
原画像Ｇ０とフィルタ画像ＧＦとの合成は、次に示す変換式（＊１）に基づいて行なわれる。
Ｍ＜１２８のとき、
Ｄr＝Ｓr−｛Ｓr×（１２８−Ｍ）×Ｐ／（１２８×１０００）｝
Ｄg＝Ｓg−｛Ｓg×（１２８−Ｍ）×Ｐ／（１２８×１０００）｝
Ｄb＝Ｓb−｛Ｓb×（１２８−Ｍ）×Ｐ／（１２８×１０００）｝
Ｍ≧１２８のとき、
Ｄr＝Ｓr＋｛（２５５−Ｓr）×（Ｍ−１２８）×Ｐ／（１２８×１０００）｝
Ｄg＝Ｓg＋｛（２５５−Ｓg）×（Ｍ−１２８）×Ｐ／（１２８×１０００）｝
Ｄb＝Ｓb＋｛（２５５−Ｓb）×（Ｍ−１２８）×Ｐ／（１２８×１０００）｝
……（＊１）
【００１５】
変換式（＊１）において、各パラメータを次のように定義する。すなわち、Ｓr，Ｓg，Ｓbは、それぞれ、原画像Ｇ０における任意の画素の色を、色の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分解して表わしたときのＲ，Ｇ，Ｂ各色の濃度値である。Ｍは、フィルタ画像ＧＦにおける任意の画素の濃度値である。Ｄr，Ｄg，Ｄbは、それぞれ変換式（＊１）によって出力される、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の濃度値である。Ｐは、合成の度合いを調整するためのパラメータである。なお、濃度値Ｓ、濃度値Ｍをそれぞれ単に入力Ｓ、出力Ｍと記載し、また、パラメータＰを適用量Ｐと記載することがある。
【００１６】
ここで、変換式（＊１）の理解を容易にするために、図６及び図７を参照して、それぞれ原画像Ｇ０とフィルタ画像ＧＦとを合成するための基本となる変換式（＊２）、及び変換式（＊２）の改良式である変換式（＊３）について説明する。
図６は、変換式（＊２）の入力Ｓと出力Ｄとの関係をフィルタ画像ＧＦの濃度値Ｍを３通り変えて示す図である。図６（Ａ）はＭ＝１２８のとき、図６（Ｂ）はＭ＝０のとき、図６（Ｃ）はＭ＝２５５のときをそれぞれ示す。
変換式（＊２）は次のように表わされる。
Ｄ＝Ｓ＋（Ｍ−１２８）  ……（＊２）
ただし、Ｄ＜０ならばＤ＝０とし、Ｄ＞２５５ならばＤ＝２５５とする。
【００１７】
変換式（＊２）は、入力Ｓについて、次のような変換を行なう。すなわち、フィルタ画像ＧＦにおいて濃度値Ｍが中間濃度（＝１２８）よりも高い画素（１２８＜Ｍ≦２５５）については、その画素に対応する原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層高くし、フィルタ画像ＧＦにおいて濃度値Ｍが中間濃度よりも低い画素（０≦Ｍ＜１２８）については、その画素に対応する原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをより一層低くし、フィルタ画像ＧＦにおいて濃度値Ｍが中間濃度の画素については、その画素に対応する原画像Ｇ０の画素の濃度値Ｓをそのまま出力する。
【００１８】
例えば、フィルタ画像ＧＦの画素の濃度値Ｍが０のときは、図６（Ｂ）の右半分に示すように、その画素に対応する原画像Ｇ０の明るい画素（濃度値が１２８〜２５５の部分）が暗くなる。また、フィルタ画像ＧＦの画素の濃度値Ｍが２５５のときは、図６（Ｃ）の左半分に示すように、その画素に対応する原画像Ｇ０の暗い画素が明るくなる。つまり、原画像Ｇ０の画素が、フィルタ画像ＧＦの対応する画素の濃度に「染まる」形になり、これによって合成が行なわれる。この合成は画素単位で行なわれるので、きめ細かく合成が行なわれることが期待できる。原画像Ｇ０に対し変換式（＊２）を色の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に適用することで、カラー画像に対してフィルタ画像ＧＦを合成することができる。
【００１９】
ところで、変換式（＊２）では、出力Ｄが負になるときはＤを０にし、出力Ｄが２５５を超えるときはＤを２５５にしている。このため、図６（Ｂ）の左半分に示すように、フィルタ画像ＧＦの画素の濃度値Ｍが小さいときは、その画素に対応する原画像Ｇ０の暗い画素は、濃度値Ｓによらず０になってしまう。逆に、フィルタ画像ＧＦの濃度値Ｍが大きいときは、図６（Ｃ）の右半分に示すように、原画像Ｇ０の明るい部分は、濃度値Ｓによらず２５５になってしまう。このため、入力Ｓの全てについて合成の効果が反映されるとは限らなくなる。この問題は、次に示す変換式（＊３）によって改善される。
【００２０】
変換式（＊３）は次のように表わされる。
Ｍ＜１２８のとき、Ｄ＝Ｓ×Ｍ／１２８
Ｍ≧１２８のとき、Ｄ＝Ｓ＋｛（２５５−Ｓ）×（Ｍ−１２８）／１２８｝
……（＊３）
【００２１】
図７は、変換式（＊３）の入力Ｓと出力Ｄとの関係をフィルタ画像ＧＦの濃度値Ｍを５通りに変えて示す図である。直線Ｌ１はＭ＝０のとき、直線Ｌ２はＭ＝６４のとき、直線Ｌ３はＭ＝１２８のとき、直線Ｌ４はＭ＝１９２のとき、直線Ｌ５はＭ＝２５５のときをそれぞれ示す。
図７に示すように、変換式（＊３）は、入力Ｓの全てについての線形関数になるので、変換式（＊２）における上述した問題が改善され、入力Ｓの全てについて合成の効果が反映される。
特に、直線Ｌ１のように、フィルタ画像Ｇ０の濃度値Ｍが０のとき、出力Ｄは０になる。
また、直線Ｌ５のように、フィルタ画像Ｇ０の濃度値Ｍが２５５のとき、入力Ｓの全てに対して２５５になる。従って、フィルタ画像ＧＦとして、周辺部が白で描かれたものを使うことにより、原画像Ｇ０の周辺部も白となり、白い画用紙に描かれた水彩画のような感じがでる。
【００２２】
変換式（＊１）は、変換式（＊３）を基に作成されており、入力Ｓの全てについての線形関数になっている。更に、合成の度合いがパラメータＰによって調整できるようになっている。変換式（＊３）を合成の度合いが調整できる変換式にするために、まず、変換式（＊３）を（＊３´）のように変形する。
Ｍ＜１２８のとき、
Ｄ＝Ｓ−｛Ｓ×（１２８−Ｍ）／１２８｝
Ｍ≧１２８のとき、
Ｄ＝Ｓ＋｛（２５５−Ｓ）×（Ｍ−１２８）／１２８｝
……（＊３´）
変換式（＊３´）を合成の度合いが調整できる変換式にするために、パラメータＰを含む項を入れると次の変換式（＊４）になる。
Ｍ＜１２８のとき、
Ｄ＝Ｓ−｛Ｓ×（１２８−Ｍ）／１２８｝×Ｐ／１０００
Ｍ≧１２８のとき、
Ｄ＝Ｓ＋｛（２５５−Ｓ）×（Ｍ−１２８）／１２８｝×Ｐ／１０００
……（＊４）
【００２３】
パラメータＰは、合成に際し、フィルタ画像ＧＦを合成する度合いを決定するためのものであり、ユーザによって０から１０００の値に設定可能である。パラメータＰが１０００のときを１００パーセントの適用としている。なお、図７では、フィルタ画像ＧＦを１００パーセント適用したときの結果を示した。
図８は、変換式（＊４）において、フィルタ画像ＧＦの濃度値Ｍを０として、入力Ｓと出力Ｄとの関係を適用量Ｐを３通りに変えて示す図である。図７（Ａ）はＰ＝０のとき、図７（Ｂ）はＰ＝５００のとき、図７（Ｃ）はＰ＝１０００のときをそれぞれ示す。
適用量Ｐが０のときは、フィルタ画像ＧＦが適用されないということなので、図７（Ａ）のように、原画像Ｇ０がそのまま出力される。適用量Ｐが１０００のときは、フィルタ画像ＧＦが全て適用されるということなので、図７（Ｃ）のように、原画像Ｇ０は濃度値が０の画像として出力される。適用量Ｐが５００のときは、図７（Ｂ）のように、フィルタ画像ＧＦの合成の度合いは５０パーセントとなる。
変換式（＊４）を整理し、Ｒ,Ｇ,Ｂのそれぞれについて表すと、はじめに示した変換式（＊１）が得られる。
【００２４】
適用量Ｐによる効果は次のようになる。
例えば、フィルタ画像ＧＦが、濃淡のパターンによって凹凸を表わした画像であれば、凹凸の起伏の大きさを変換式（＊１）における適用量Ｐで調整することができる。つまり、フィルタ画像ＧＦが、キャンバス面におけるメッシュの凹部となる部分が淡く描かれ、且つ凸部となる部分が濃く描かれたパターンをもつ濃淡画像であれば、適用量Ｐを大きくすることによって、次のような合成画像が得られる。すなわち、適用量Ｐを大きくすることによって、凹部においては、色が淡くなる度合いが強まり、凸部においては、色が濃くなる度合いが強まる。これにより、凹凸の起伏が大きなキャンバスに描かれたという感じがでる。反対に、適用量Ｐを小さくすることによって、凹凸の起伏が小さなキャンバスに描かれたという感じがでる。
適用量Ｐの値を変えることにより、キャンバスに描かれた感じへの変換だけでなく、他の種々の絵の感じを出す画像に変換する場合においても、模様の表れ方の強弱等について様々な形態を実現することができる。
【００２５】
以上に述べたように、変換プログラムＴＰにおいては、入力された原画像Ｇ０に変換式（＊１）によってフィルタ画像ＧＦを合成することにより、絵画調画像ＧＫが得られる。変換プログラムＴＰの処理は、キーボート又はマウス等の簡単な入力操作によって行なわれる。従って、手作業でデータの変更をする必要がなく、手間や時間を多くかけることなく、絵画調画像ＧＫが得られる。
【００２６】
また、変換式（＊１）による合成は画素単位で行なわれるので、きめ細かく合成が行なわれることが期待できる。そして、変換式（＊１）は、入力Ｓの全てについての線形関数になるので、入力Ｓの全てについて合成の効果が反映される。また、原画像Ｇ０に対し変換式（＊２）を色の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に適用することで、カラー画像に対してフィルタ画像ＧＦを合成することができる。また、適用量Ｐの値を変えることにより、種々の絵の感じを出す画像に変換する場合においても、模様の表れ方の強弱等について様々な形態を実現することができる。更に、鮮鋭化ステップＫ１により、入力画像である原画像Ｇ０の輪郭をより一層はっきりさせる処理を行なうので、最終的に得られる絵画調画像ＧＫのエッジが、フィルタ画像ＧＦとの合成によってぼやけたものにならない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によると、写真又はＣＧによって機械調に描かれた原画像を、手間や時間を多くかけることなく絵画調画像に変換できる。
また、得られる絵画調画像が、きめ細かく合成されることが期待できる。また、入力される原画像の濃度値全てについて合成の効果が反映される。
請求項２の発明によると、入力されるカラーの原画像に対してもフィルタ画像を合成して絵画調画像が得られる。
請求項３の発明によると、適用量の値をユーザが変えることにより、種々の絵の感じを出す画像に変換する場合において、模様の表れ方の強弱等について様々な形態を実現することができる。
請求項４の発明によると、最終的に得られる絵画調画像のエッジが、フィルタ画像との合成によってぼやけたものにならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  原画像を示す図である。
【図２】  絵画調画像の例を示す図である。
【図３】  絵画調画像の例を示す図である。
【図４】  フィルタ画像の一例を示す図である。
【図５】  変換プログラムで行なう処理内容の概略を示すフローチャートである。
【図６】  変換式（＊２）の入力と出力との関係をフィルタ画像の濃度値を３通りに変えて示す図である。
【図７】  変換式（＊３）の入力と出力との関係をフィルタ画像の濃度値を５通りに変えて示す図である。
【図８】  変換式（＊４）において、フィルタ画像の濃度値を０として、入力と出力との関係を適用量を３通りに変えて示す図である。
【符号の説明】
ＴＰ  変換プログラム
Ｇ０  原画像
ＧＫ  絵画調画像
ＧＦ  フィルタ画像
Ｋ１  鮮鋭化ステップ
Ｋ３  合成ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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