(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたカラー画像データに基づき、そのカラー画像データに対応した刺繍データを作成する刺繍データ作成装置であって、
上記カラー画像データを小領域に分割する画像分割手段と、
上記カラー画像データを使用する糸色に応じた色数に減色して表現する画像減色手段と、
上記画像分割手段によって作成された小領域と上記糸色との各組み合わせに対し、上記画像減色手段による減色後のカラー画像データがその糸色の画素をどの程度含むかに応じて、当該小領域におけるその糸色の必要度を表す少なくとも３段階以上のランクを設定するランク設定手段と、
上記各糸色に対し、その糸色の糸が通るべき上記小領域の集合を、上記ランク設定手段が設定したランクに基づいて作成する集合作成手段と、
上記各糸色に対し、その糸色の糸が上記集合作成手段が作成した小領域の集合を順次通るように刺繍データを作成する刺繍データ作成手段と、
を備えたことを特徴とする刺繍データ作成装置。
【請求項２】
上記必要度のランクが上位の小領域が隣接している場合、上記集合作成手段が、その隣接している小領域をまとめて一つの上記集合とすることを特徴とする請求項１記載の刺繍データ作成装置。
【請求項３】
上記ランクが上位の小領域をまとめて得られた集合が複数あり、その集合同士が、糸色の必要度が低くてその糸色の糸の使用が禁止されるランクよりも上位のランクの上記小領域を経由して接続できる場合、上記集合作成手段が、該接続時に経由される上記小領域と上記複数の集合とをまとめて一つの上記集合とすることを特徴とする請求項２記載の刺繍データ作成装置。
【請求項４】
糸色の必要度が高くてその糸色の糸の使用が必須とされるランクよりも下位のランクの上記小領域の周囲に、同等以上のランクの小領域が一つも存在しない場合、上記集合作成手段が、その小領域を含まないように上記集合を作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の刺繍データ作成装置。
【請求項５】
いずれかの上記小領域で後から他の糸色の糸が通ることが確定している場合、上記ランク設定手段がその小領域を、糸色の必要度が低くてその糸色の糸の使用が禁止されるランクよりも上位のランクに設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の刺繍データ作成装置。
【請求項６】
上記ランク設定手段が、上記ランクを「通らなければいけない」，「通った方がよい」，「通らない方がよい」，「通ってはいけない」を含む４段階以上に設定し、
「通った方がよい」以上のランクの上記小領域が隣接している場合、上記集合作成手段が、その隣接している小領域をまとめて一つの上記集合とすることを特徴とする請求項１記載の刺繍データ作成装置。
【請求項７】
上記「通った方がよい」以上のランクの小領域をまとめて得られた集合が複数あり、その集合同士が、上記「通らない方がよい」以上のランクの小領域を経由して接続できる場合、上記集合作成手段が、該接続時に経由される上記小領域と上記複数の集合とをまとめて一つの上記集合とすることを特徴とする請求項６記載の刺繍データ作成装置。
【請求項８】
「通った方がよい」以下のランクの上記小領域の周囲に同等以上のランクの小領域が一つも存在しない場合、上記集合作成手段が、その小領域を含まないように上記集合を作成することを特徴とする請求項６または７記載の刺繍データ作成装置。
【請求項９】
いずれかの上記小領域で後から他の糸色の糸が通ることが確定しており、上記画素をどの程度含むかに応じたランク付けではその小領域が「通ってはいけない」小領域に対応する場合、上記ランク設定手段がその小領域を「通らない方がよい」ランクに設定することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の刺繍データ作成装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の刺繍データ作成装置としてのコンピュータを、上記各手段として機能させるため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読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載の刺繍データ作成装置としてのコンピュータを、上記各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力されたカラー画像データに基づき、そのカラー画像データに対応した刺繍データを作成する刺繍データ作成装置、並びに、その刺繍データ作成装置としてコンピュータを機能させるための記憶媒体及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、家庭用ミシンの分野においては、イメージスキャナ装置等の読み取り手段やＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体を介して入力されたカラー画像データに基づいて刺繍データを作成する種々の刺繍データ作成装置が開発されている。この種の刺繍データ作成装置では、入力されたカラー画像データを使用する糸色に応じた色数に減色して表現し、その糸色で表現された箇所をステッチが順次通るように、各糸色の糸に関する刺繍データを作成している。
【０００３】
例えば、特開平２−２２１４５３号の刺繍データ作成装置では、イメージスキャナ装置で読み込んだ画像データを、マトリクス状の複数の小矩形領域の分割画像データに分割すると共に、各小矩形領域の階調性に対応してモザイク化し、異なる階調値を有する小矩形領域を縫製するに際して糸替えを行うことができるようにしている。この糸替えのためには、その糸替位置に縫製停止を指令する停止コード（ストップコード）を随時挿入するようにして、モザイク化した各小矩形領域毎にクロスステッチ縫目を形成する刺繍データを作成するようにしている。
【０００４】
また、本願出願人は、カラー画像データを、高さが十分小さく（刺繍糸の太さ程度）、可変幅を有する複数の小領域の分割画像データに分割し、各小領域を、その周囲の色を反映させながら限られた色数に減色して、各小領域をそれぞれ一本の縫目に変換する刺繍データ作成装置も提案している（特開２０００−２８８２７５号公報）。更に、特開平１１−１１４２６０号公報では、画像データの濃淡変化の特徴に基づいて、図柄を刺繍で表現するのにふさわしい縫目方向と糸密度を持つモザイク風の刺繍縫目の刺繍データを自動的に作成することができる刺繍データ作成装置を提案している。
【０００５】
また更に、本願出願人は、画像データから各部の角度の特徴を抽出し、その特徴に従った線分（細長い小領域）を画像全体に配置し、各線分を周囲の色を反映しながら限られた色に減色して、各線分を一本の縫目に変換する刺繍データ作成装置も提案している（特開２００１−０１０１３９号公報）。この装置で作成した刺繍データによって写真等を刺繍すれば、元の写真等にかなり近似した色及び緻密さが得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの従来技術では、カラー画像データの種類によっては各糸色の縫目を飛び飛びに形成する必要があり、この場合、縫目と縫目との間はジャンプステッチ（いわゆる渡り糸）で接続される。このような渡り糸が発生すると、縫製終了後に使用者は手作業でその渡り糸を切断しなければならず、使用者に対して大きな負担となっていた。また、工業用の刺繍ミシンでは、糸色を替える際に自動的に糸を切断し、止縫いを行うものも提案されている。この場合、縫目を飛び飛びに形成する場合でも渡り糸は発生しないが、糸の切断と止縫いが頻繁に繰り返され、時間がかかって作業性が低下するばかりか団子状の止縫いが多数形成されるため縫製品質が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、各糸色による縫製部分を適切に集合化することにより、図柄の品質を落とすことなく渡り糸または止縫いの発生を抑制することのできる刺繍データ作成装置、並びに、その刺繍データ作成装置としてコンピュータを機能させるための記憶媒体及びプログラムの提供を目的としてなされた。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、入力されたカラー画像データに基づき、そのカラー画像データに対応した刺繍データを作成する刺繍データ作成装置であって、上記カラー画像データを小領域に分割する画像分割手段と、上記カラー画像データを使用する糸色に応じた色数に減色して表現する画像減色手段と、上記画像分割手段によって作成された小領域と上記糸色との各組み合わせに対し、上記画像減色手段による減色後のカラー画像データがその糸色の画素をどの程度含むかに応じて、当該小領域におけるその糸色の必要度を表す少なくとも３段階以上のランクを設定するランク設定手段と、上記各糸色に対し、その糸色の糸が通るべき上記小領域の集合を、上記ランク設定手段が設定したランクに基づいて作成する集合作成手段と、上記各糸色に対し、その糸色の糸が上記集合作成手段が作成した小領域の集合を順次通るように刺繍データを作成する刺繍データ作成手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明では、画像分割手段は入力されたカラー画像データを小領域に分割し、画像減色手段は上記カラー画像データを使用する糸色に応じた色数に減色して表現する。すると、これらの処理に応じてランク設定手段は、上記作成された小領域と上記糸色との各組み合わせに対し、上記減色後のカラー画像データがその糸色の画素をどの程度含むかに応じて、当該小領域におけるその糸色の必要度を表す少なくとも３段階以上のランクを設定する。
【００１０】
このランク設定手段により設定されたランクに基づいて、集合作成手段は、上記各糸色に対し、その糸色の糸が通るべき上記小領域の集合を作成する。そして、刺繍データ作成手段は、上記各糸色に対し、その糸色の糸が上記集合作成手段が作成した小領域の集合を順次通るように刺繍データを作成する。
【００１１】
このように、本発明では、集合作成手段によって各糸色の糸が通るべき小領域の集合を作成することで、予め各糸色の糸が通過する領域を指定できるので、刺繍データ作成手段によって刺繍データを作成する際、不連続なステッチ（糸の縫目）が発生し難くすることができ、渡り糸または止縫いの少ない刺繍データが作成できる。また、集合作成手段は、ランク設定手段が設定した３段階以上のランクに基づいて上記集合を作成しているので、その集合をまとまった連続したものとすること（すなわち渡りまたは止縫いを少なくすること）と、刺繍される図柄の品質を確保することとを両立させることができる。従って、本発明では、図柄の品質を落とすことなく渡り糸または止縫いの発生を抑制することのできる刺繍データの作成が可能となる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に加え、上記必要度のランクが上位の小領域が隣接している場合、上記集合作成手段が、その隣接している小領域をまとめて一つの上記集合とすることを特徴としている。
本発明では、必要度のランクが上位の小領域が隣接している場合、それらをまとめて一つの集合としている。すなわち、その小領域が必ずしも上記糸色を必要とする小領域でなくても、自身のランクが上位であり、しかも、隣接する小領域の中にもランクが上位のものが含まれる場合は、それらをまとめて上記糸色の糸が通るべき集合とするのである。このため、本発明では、請求項１記載の発明の効果に加えて、上記集合を一層良好に連続化することによって渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成に加え、上記ランクが上位の小領域をまとめて得られた集合が複数あり、その集合同士が、糸色の必要度が低くてその糸色の糸の使用が禁止されるランクよりも上位のランクの上記小領域を経由して接続できる場合、上記集合作成手段が、該接続時に経由される上記小領域と上記複数の集合とをまとめて一つの上記集合とすることを特徴としている。
【００１４】
本発明では、上記ランクが上位の小領域をまとめて得られた集合が複数あり、その集合同士が、糸色の必要度が低くてその糸色の糸の使用が禁止されるランクよりも上位のランクの小領域を経由して接続できる場合、その接続時に経由される小領域と上記複数の集合とをまとめて一つの集合とする。すなわち、ランクが上位の小領域をまとめて得られた集合がこのように接続できる場合は、その接続時に経由される小領域もその小領域が当該糸色の使用が禁止されるランクになければ糸が通るべき小領域としてしまうのである。このため、本発明では、請求項２記載の発明の効果に加えて、上記集合を更に連続化することによって渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、糸色の必要度が高くてその糸色の糸の使用が必須とされるランクよりも下位のランクの上記小領域の周囲に同等以上のランクの小領域が一つも存在しない場合、上記集合作成手段が、その小領域を含まないように上記集合を作成することを特徴としている。
【００１６】
本発明では、糸色の必要度が高くてその糸色の糸の使用が必須とされるランクよりも下位のランクの小領域の周囲に同等以上のランクの小領域が一つも存在しない場合、その小領域を含まないように上記集合を作成している。すなわち、当該糸色の使用が必須でない小領域が孤立して存在する場合は、その小領域を除外して上記集合を作成するのである。このため、本発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、その糸色の使用が必須でない孤立した小領域は無視することにより、渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、いずれかの上記小領域で後から他の糸色の糸が通ることが確定している場合、上記ランク設定手段がその小領域を糸色の必要度が低くてその糸色の糸の使用が禁止されるランクよりも上位のランクに設定することを特徴としている。
【００１８】
ある小領域で後から他の糸色の糸が通ることが確定している場合、仮にその小領域に全く必要のない糸色の糸が通ったとしても、その糸を上記他の糸色の糸によって隠すことができる。そこで、本発明では、このような場合にはランク設定手段がその小領域を、当該糸色の使用が禁止されるランクよりも上位のランクに設定する。このため、本発明では、各種糸色の糸が通っても支障のない小領域を増やすことができ、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、上記集合を一層良好に連続化することによって渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の構成に加え、上記ランク設定手段が、上記ランクを「通らなければいけない」，「通った方がよい」，「通らない方がよい」，「通ってはいけない」を含む４段階以上に設定し、「通った方がよい」以上のランクの上記小領域が隣接している場合、上記集合作成手段が、その隣接している小領域をまとめて一つの上記集合とすることを特徴としている。
【００２０】
本発明では、ランク設定手段が、上記ランクを「通らなければいけない」，「通った方がよい」，「通らない方がよい」，「通ってはいけない」を含む４段階以上に設定し、「通った方がよい」以上のランクの小領域が隣接している場合、集合作成手段が、それらをまとめて一つの上記集合としている。このため、本発明では、請求項１記載の発明の効果に加えて、上記集合を一層良好に連続化することによって渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の構成に加え、上記「通った方がよい」以上のランクの小領域をまとめて得られた集合が複数あり、その集合同士が、上記「通らない方がよい」以上のランクの小領域を経由して接続できる場合、上記集合作成手段が、該接続時に経由される上記小領域と上記複数の集合とをまとめて一つの上記集合とすることを特徴としている。
【００２２】
本発明では、「通った方がよい」以上のランクの小領域をまとめて得られた集合が複数あり、その集合同士が「通らない方がよい」以上のランクの小領域を経由して接続できる場合、その接続時に経由される小領域と上記複数の集合とをまとめて一つの上記集合とする。すなわち、「通った方がよい」以上の小領域をまとめて得られた集合がこのように接続できる場合は、その接続時に経由される小領域もその小領域が「通らない方がよい」以上のランクであれば糸が通るべき小領域としてしまうのである。このため、本発明では、請求項６記載の発明の効果に加えて、上記集合を更に連続化することによって渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載の構成に加え、「通った方がよい」以下のランクの上記小領域の周囲に同等以上のランクの小領域が一つも存在しない場合、上記集合作成手段が、その小領域を含まないように上記集合を作成することを特徴としている。
【００２４】
本発明では、「通った方がよい」以下のランクの小領域の周囲に同等以上のランクの小領域が一つも存在しない場合、その小領域を含まないように上記集合を作成している。すなわち、「通った方がよい」以下のランクの小領域が孤立して存在する場合は、その小領域を除外して上記集合を作成するのである。このため、本発明では、請求項６または７記載の発明の効果に加えて、「通った方がよい」以下のランクの孤立した小領域は無視することにより、渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２５】
請求項９記載の発明は、請求項６〜８のいずれかに記載の構成に加え、いずれかの上記小領域で後から他の糸色の糸が通ることが確定しており、上記画素をどの程度含むかに応じたランク付けではその小領域が「通ってはいけない」小領域に対応する場合、上記ランク設定手段がその小領域を「通らない方がよい」ランクに設定することを特徴としている。
【００２６】
ある小領域で後から他の糸色の糸が通ることが確定している場合、仮にその小領域を「通ってはいけない」糸色の糸が通ったとしても、その糸を上記他の糸色の糸によって隠すことができる。そこで、本発明では、このような場合にはランク設定手段がその小領域を「通らない方がよい」ランクに設定する。このため、本発明では、各種糸色の糸が通っても支障のない小領域を増やすことができ、請求項６〜８のいずれかに記載の発明の効果に加えて、上記集合を一層良好に連続化することによって渡り糸または止縫いの発生を一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２７】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の刺繍データ作成装置としてのコンピュータを、上記各手段として機能させるため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読み取り可能な記憶媒体を要旨としている。
このため、コンピュータに本発明の記憶媒体に記憶されたプログラムを実行させれば、請求項１〜９のいずれかに記載の各手段としてそのコンピュータを機能させることができる。従って、請求項１〜９のいずれかに記載の発明と同様の効果が生じる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の刺繍データ作成装置としてのコンピュータを、上記各手段として機能させるためのプログラムを要旨としている。
このため、コンピュータに本発明のプログラムを実行させれば、請求項１〜９のいずれかに記載の各手段としてそのコンピュータを機能させることができる。従って、請求項１〜９のいずれかに記載の発明と同様の効果が生じる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１に示すように、本実施の形態の刺繍データ作成装置はパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）１を中心に構成され、このパソコン１には、周辺機器として、マウス２，キーボード３，メモリカードコネクタ４，スキャナ５，及び表示装置６が接続されている。
【００３０】
パソコン１は、図２に示すようにＣＰＵ７，ＲＡＭ８，ＲＯＭ９を中心に構成され、Ｉ／Ｏポート１０を介して前述の周辺機器（マウス２，キーボード３，メモリカードコネクタ４，スキャナ５，及び表示装置６）に接続されている。また、メモリカードコネクタ４はメモリカード１１を着脱自在に構成されている。
【００３１】
このメモリカード１１は、加工布を保持する刺繍枠をＸＹ座標系で指示されるミシンベッド上の所定位置に移動させつつ縫製を行う周知の刺繍ミシン（図示せず）に装着され、その刺繍ミシンに制御データを与えるものである。このため、メモリカード１１に所望の図柄に応じた刺繍データを書き込んでおけば、上記刺繍ミシンによってその図柄を自動的に刺繍することができる。
【００３２】
次に、記憶媒体としてのＲＯＭ９に記憶されたプログラムに基づいてパソコン１が実行する処理を、図３，図４のフローチャートを用いて説明する。処理を開始すると、先ず、パソコン１は、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、スキャナ５を介して写真画像を読み込むことによって取得した図１１に示すカラー画像データ（以下、入力画像ともいう）を入力する。なお、この画像入力は、ハードディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ等の外部記憶装置から読み出されたカラー画像データを直接入力することによっても可能である。
【００３３】
ここで、本実施の形態における入力画像と刺繍データのサイズを説明する。図５に示すように、本実施の形態における入力画像は３９０画素×５４０画素（ｄｏｔ）とする。これを元に、１３０mm×１８０mmの刺繍データを作成する場合、３画素が１mmに相当する。また、ステッチ幅を３mmと設定する。この場合は１ステッチは９画素に相当する。すなわち、３画素／mm，３mm／stitch，９画素／stitchである。図３に戻って、続くＳ２では、入力されたカラー画像データから角度特徴及び強度を計算する処理を実行する。
【００３４】
このＳ２の処理の詳細を図４に示す。図４に示すように、先ず、入力されたカラー画像データをグレースケール化する（Ｓ２１）。これは、カラー画像をモノクロ画像に変換する処理であり、ここでは、ＲＧＢの３原色成分からなるカラー画像データを構成している各画素データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の内、最大値と最小値の和の１／２を、その画素の輝度値として設定している。例えば、ある画素のＲＧＢ値が（２００、１００、５０）である場合の輝度値は、（２００＋５０）÷２＝１２５となる。なお、画像データをグレースケール化する方法は、この方法に限定されるものではなく、例えば、各画素データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の最大値を輝度値として設定することも可能である。
【００３５】
続くＳ２２では、グレースケール化された画像データに対して、図６（Ａ），（Ｂ）に示すＳｏｂｅｌのオペレータを適用することで、画像の水平方向成分及び垂直方向成分を算出する。続くＳ２３では、算出した画像の水平方向成分及び垂直方向成分に基づいて、画像を構成する各画素についての角度特徴とその角度特徴の強度とを算出する。ここで、上記Ｓｏｂｅｌのオペレータを適用した場合、座標（ｘ、ｙ）において、水平オペレータを適用した結果をＳｘ、垂直オペレータを適用した結果をＳｙとすると、座標（ｘ、ｙ）における角度特徴及びその強度は、数１に示す数式によって計算することができる。なお、角度特徴とその角度特徴の強度とを算出する方法としては、ここに示した方法以外にも、特開２００１−２５９２６８号公報に示すような方法がある。
【００３６】
【数１】
0003969159.tif 000002
図４に戻って、次に、Ｓ２で求めた各画素における角度特徴とその強度に基づいて、線分データを作成する（Ｓ３）。この線分データによって特定される線分が、最終的に刺繍データの縫目（ステッチ）となるものである。最終的に作成される線分データは、角度成分、長さ成分及び色成分から構成されるが、ここでは、先ず、角度成分及び長さ成分を有する線分データを作成する。なお、本実施の形態では、線分データを作成するに当たり、糸密度は３本／mmとする。また、この糸密度は予め設定された値でもよいし使用者が指定できるようにしてもよい。
【００３７】
角度成分については、Ｓ２において、各画素に対して算出された角度特徴がそのまま設定されることになるが、長さ成分については、予め設定された固定値または使用者が入力した入力値が設定されることになる。具体的には、図７に示すように、注目画素を中心に、設定された角度成分及び長さ成分を有する線分が配置されるような線分データが作成される。なお、図７では、角度成分が４５°の場合を示してある。
【００３８】
ここで、画像を構成する全ての画素に対して線分データを作成すると、この線分データに基づいて作成される刺繍データに従って刺繍縫製を行うとき、針数が極端に多くなったり、同じところを何度も縫うことになって縫製品質が損なわれると共に、角度特徴の強度の小さい画素についても一律に線分データが作成されることになる。この場合、画像全体としての特徴が効果的に反映されない刺繍データが作成されることになる。
【００３９】
そこで、画像を構成する各画素を左から右へ、上から下へと順に走査し、算出された角度特徴の強度が所定の閾値より大きい画素について、順次、線分データを作成していく。従って、図８に示すように、既に作成された線分データによって特定される線分に重なり合う画素であっても、その画素の角度特徴の強度が所定の閾値より大きい画素については、線分データが作成されることになる。
【００４０】
次に、図８に示すように、角度特徴の強度が所定の閾値より小さい画素であって、既に作成された線分データによって特定される線分に重なり合わない画素について、以下のようにして線分データを作成する。先ず、注目画素の周囲の画素を走査し、角度特徴の強度が上記閾値よりも大きい画素について、角度特徴のｃｏｓ値と角度特徴の強度の積の和Ｓ１、角度特徴のｓｉｎ値と角度特徴の強度の積の和Ｓ２をそれぞれ求める。そして、Ｓ２／Ｓ１のアークタンジェント値を新たな角度特徴として角度成分を決定し、前述した長さ成分を有する線分データを作成する。
【００４１】
例えば、注目画素の周囲の画素が、図９に示すような場合は、S1=cos(45)×30＋cos(70)×50＋cos(80)×15＋cos(90)×80＋cos(60)×100=90.92，S2=sin(45)×30＋sin(70)×50＋sin(80)×15＋sin(90)×80＋sin(60)×100=249.57，tan-1(249.57/90.92)=70.02となる。なお、図９において、斜線で示す画素が、角度特徴の強度が閾値以下の画素である。
【００４２】
角度特徴の強度が小さい画素については、その角度特徴が線分データに的確に反映されているとは言い難いので、前述のように周囲の画素の角度特徴を加味して算出された新たな角度特徴に基づいて線分データを作成する。Ｓ３では、このようにしてステッチに対応する線分を仮配置する。この線分データの作成も、上記公報に開示したように種々の方法が適用できる。また、このステップでは、上記公報に開示したように、余分な線分データを削除する。
【００４３】
例えば、注目画素について作成された線分データによって特定される線分の延長線上の所定範囲内の画素を走査し、注目画素の角度特徴に近似した角度特徴を有し、しかも、その角度特徴の強度が注目画素の角度特徴の強度より小さい画素が存在すれば、その画素について作成された線分データを削除する。逆に、注目画素の角度特徴に近似した角度特徴を有し、しかも、その角度特徴の強度が注目画素の角度特徴の強度より大きい画素が存在すれば、注目画素について作成された線分データを削除する。
【００４４】
Ｓ３にて線分データを作成した後は、Ｓ４へ移行して、刺繍に使用する糸色数及び糸色を決定する。これは、予め設定された値でもよいし、使用者が指定できるようにしてもよい。本実施の形態では、図１０に示す糸色を使用するものとする。また、糸色数及び糸色は、ミシンで使用可能な糸色数と入力画像で使用されている色とに応じて自動的に選択できるようにしてもよい。これには、例えば、入力画像で使用されている色のヒストグラムを作成し、最も多く使用されている色から上記糸色数分だけ選択する方法や、メディアンカットによる方法などが挙げられる。
【００４５】
続くＳ５では、糸色間の縫い順を決定する。これは、予め設定された値でもよいし、使用者が指定できるようにしてもよい。本実施の形態では、前述の図１０に示した縫い順を設定するものとする。Ｓ５にて縫い順を設定した後はＳ６へ移行し、入力画像の色を使用する糸色数に減色する。減色の方法としては平均誤差最小法等の種々の方法が適用できるが、本実施の形態では誤差拡散法を適用する。この処理により、例えば図１１に例示する入力画像が、図１２に例示する画像に変換される。
【００４６】
Ｓ７では、上記減色後の画像全体をブロック（小領域に相当）で分割する。本実施の形態では、ブロックの一辺は予め設定された前述のステッチ長（３mm＝９画素）とする。また、この長さは、予め設定された値でもよいし、使用者がその都度指定できるようにしてもよい。図１３は、入力画像（顔）における目の近傍の画像がどのように分割されるかを例示する説明図である。
【００４７】
こうして、入力画像がブロックに分割されると、続くＳ８では、各ブロック内の色の割合を求める。すなわち、この例では１ブロックは８１画素から構成されるが、その８１画素の内、各色の画素が占める割合を算出するのである。例えば、あるブロックで各色の画素が図１４に示す画素数だけ存在した場合、各色の割合は図１４の右欄に示す割合（％）となる。
【００４８】
Ｓ８の処理が終了すると、続いて、Ｓ９〜Ｓ１２の処理を上記糸色毎に実行する。また、各糸色に対する処理の順序は、Ｓ５で決定された縫い順が後のものから順に行うこととする。先ず、Ｓ９では、入力画像を構成する全てのブロックにおけるその糸色の必要度を、「通らなければいけない」，「通った方がよい」，「通らない方がよい」，「通ってはいけない」の４段階にランク分けすることにより、ブロックの分類を行う。ブロックを分類するための閾値は、予め設定された値でもよいし、使用者が設定できるようにしてもよい。
【００４９】
ここでは、一例として、Ｓ８で求めた色の割合が４０％以上のブロックを「通らなければいけない」ブロックとし、１５％以上４０％未満を「通った方がよい」、１％以上１５％未満を「通らない方がよい」、１％未満を「通ってはいけない」ブロックとする。図１０で縫い順１０に対応付けた色に関する分類結果を図１５に例示する。
【００５０】
続くＳ１０では、Ｓ９で分類したブロックの内、「通らなければいけない」または「通った方がよい」ランクに分類されたブロックが８方向のいずれかに隣接している場合、それらをまとめて一つのブロック群（「島」ともいう：特許請求の範囲における「集合」に相当）とする。例えば、分類後のブロックが図１６（Ａ）に示すように配置されている場合、図１６（Ｂ）に示すような島が形成される。そして、このように島が形成されると、その島を構成する全てのブロックを「通らなければいけない」ブロックとする。
【００５１】
続いて、Ｓ１１では、上記島間の接続検査を行う。すなわち、図１７に例示するよう島Ａ，Ｂのように、Ｓ１０で形成された島間を「通らない方がよい」ブロックを経由して接続できるか否かを検査する。そして、接続できる場合は、その接続時に経由されるブロックを「通らなければいけない」ブロックに変更する。
【００５２】
より詳細には、先ず、Ｓ１０で形成された任意の２つの島Ａ，Ｂについて、最も距離の短いブロックａ，ｂを検索する。これは、例えば、島Ａ，Ｂにそれぞれ含まれるブロック間の距離を総当りで検査すれば容易に実行できる。続いて、ブロックａからブロックｂまで、８方向のいずれかに隣接する「通らない方がよい」ブロックを経由して接続できるか否かを検査するのである。
【００５３】
Ｓ１１までの処理が終了すると、Ｓ１２へ移行し、入力画像を構成する全てのブロックに対してその糸色の糸の通過可否を確定する。すなわち、Ｓ１１が終了した時点で「通らない方がよい」ブロックは「通ってはいけない」ブロックに変更する。また、「通った方がよい」ブロックは「通らなければいけない」ブロックに変更する。但し、「通った方がよい」ブロックが一つだけ孤立して、すなわち、周囲の８方向に「通らなければいけない」ブロックも「通った方がよい」ブロックも隣接しない状態で存在する場合は、その「通った方がよい」ブロックは「通ってはいけない」ブロックに変更する。
【００５４】
続くＳ１３では、全ての「通らなければいけない」ブロックを最低一回は通るように、ブロック間の縫い順を決定する。このとき、一つの島に含まれるブロックは必ず連続するものとする。以下に、ブロック間の縫い順決定方法の具体的な例を示す。
【００５５】
ある島について、縫い順の開始ブロックを決める。これは、任意のブロックでよい。例えば、入力画像を左上から走査し、最初に見つかったブロックを開始ブロックとしてもよい。次に、優先順位に従って、次に進行するブロックを決定する。このときの縫い順進行方向の優先順位は、例えば、１：下、２：右、３：上、４：左、５：右下、６：右上、７：左上、８：左下とする。
【００５６】
ここで、直前の進行方向から進行方向が変化したら、スタックに積んで記憶する。既に進行したブロックへは、次回検索では進行できないとする。もし、どこへも進行できる方向がなければ、直前のスタックに戻る。この操作を繰り返すと、全てのブロックを最低一回通過して最初のブロックに戻る。このように縫い順が決定されたブロックの一例を図１８（Ａ）に示す。また、このときのスタックは図１８（Ｂ）のように変化する。
【００５７】
続くＳ１４では、全ての糸色についてＳ９〜Ｓ１３の処理が終了したか否かを判断する。全ての糸色について上記処理が終了していない場合は（Ｓ１４：ＮＯ）、縫い順が後のものから順に、他の糸色に対しても同様の処理（Ｓ９〜Ｓ１３）を実行する。但し、２順目以降のＳ９におけるブロックの分類では、後から縫われる糸色が通ることが確定しているブロックに対しては、上記割合が１％未満であっても「通らない方がよい」ブロックとする。これは、仮にそのブロックを「通ってはいけない」糸色の糸が通ったとしても、その糸の真上に他の糸色の糸を被せることによって後から隠すことができるからである。
【００５８】
Ｓ９〜Ｓ１３の処理を全ての糸色に対して実行し終わると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｓ１５へ移行して、Ｓ３で配置した線分の色を上記Ｓ９〜Ｓ１４の処理結果に基づいて決定する。ここでは、例えば、前述の特開２００１−２５９２６８号公報に開示された演算を適用することができる。すなわち、注目線分を中心として所定幅の領域を設定し、その領域内の画素の色に基づいて線分の色を決定する。
【００５９】
このとき、線分の色は、その線分が含まれるブロック（線分の中心が配置されるブロック）においてＳ１２で「通らなければいけない」とされた糸色の中から選択する。また、このような演算によって線分の色を決定する場合、注目ブロックで「通らなければいけない」とされた糸色の線分がそのブロックに存在しなくなる可能性も全くなくはない。そこで、そのブロックで最も最後に縫われる「通らなければいけない」糸色については最低１本は必ず使用することとする。これは、前述のように他の糸色の糸を隠す必要がある場合を考慮したものである。
【００６０】
続くＳ１６では、Ｓ１５で色を決定した各線分の縫い順及び接続方法を決定する。ここで、Ｓ１３にて決定された縫い順に従って各ブロックに含まれる線分に順次縫い順を設定するに当たり、そのブロックを最後でないときに通過する場合と最後に通過する場合とで次のように処理を異ならせる。すなわち、例えば図１８に数字１０を付したブロックは３回通過することになるが、１回目及び２回目と３回目とでは処理を異ならせるのである。
【００６１】
［最後でないときに通過する場合］図１９（Ａ）に例示するように、直前の縫い順のブロックにおける終了線分の端点と、直後の縫い順のブロックの中心点とを見て、この間に挿入したとき最も経路が短くなる線分を選択する。このとき選択される線分は、現在の注目色の線分である場合もあれば、現在の注目色よりも後に縫われる色の線分（すなわち後から縫われる色によって隠される線分）である場合もある。このように選択された線分は、現在の注目ブロックの終了線分とされ、直後のブロックでの線分選択に利用される。また、選択された線分が現在の注目色の線分である場合、当該線分を「既に縫われたもの」として記憶する。
【００６２】
［最後に通過する場合］図１９（Ｂ）に例示するように、上記「最後に縫われたもの」として記憶された線分を除いて、現在の注目ブロックに含まれる注目色の線分を全て接続する。直前の縫い順のブロックにおける終了線分の端点と最も近い点を持つ線分を開始線分とし、直後のブロックの中心点と最も近い点を持つ線分を終了線分とする。現在の注目ブロックに含まれる注目色の線分で上記開始線分とも終了線分ともならなかったものは、経路が最短となるように上記開始線分と終了線分との間に順次接続する。また、現在の注目ブロックを最後に通過する際に、現在の注目色の線分でまだ縫われていないものがない場合は、最後でないときに通過する場合と同様の方法で、現在の注目線分または後から縫われる色の線分を選択する。
【００６３】
Ｓ１６に続くＳ１７では、全てのブロックに対してＳ１６の処理が終了したか否かを判断し、終了するまでＳ１６の処理を繰り返す。Ｓ１７にて全てのブロックに対してＳ１６の処理が終了した（ＹＥＳ）と判断すると、Ｓ１８にて全ての糸色に対してＳ１６，Ｓ１７の処理が終了したか否かを判断し、全ての糸色に対して処理が終了するまでＳ１６，Ｓ１７の処理を繰り返す。
【００６４】
こうして、全ての線分に対して縫い順及び接続方法が決定すると（Ｓ１８：ＹＥＳ）、縫い順が決定した線分をステッチとして刺繍データを作成し（Ｓ１９）、処理を終了する。このようにして作成された刺繍データは、使用者からの指示に応じて周知のようにメモリカード１１に書き込まれ、前述の刺繍ミシンの制御に利用される。
【００６５】
このように、本実施の形態では、各糸色の糸が通るべきブロックを連続的な集合とし、一方で、その糸色に対する必要度が低くかつ孤立したブロックは無視している。このため、本実施の形態では、図柄の品質を落とすことなく渡り糸または止縫いの発生を抑制することのできる刺繍データの作成が可能となる。例えば、図１１の入力画像に対応する刺繍データには、従来の方法では図２１に示すように２９８本もの渡り糸が発生していたが、本実施の形態によれば、図２０に示すように渡り糸の数をわずか３７本に、すなわち従来の約１／８まで低減することができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態において、Ｓ７が画像分割手段に、Ｓ６が画像減色手段に、Ｓ８及びＳ９がランク設定手段に、Ｓ１０〜Ｓ１２が集合作成手段に、Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１６，及びＳ１９が刺繍データ作成手段に、それぞれ相当する処理である。また、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、図２０のように渡り糸を発生させる代わりに、糸を切断して止縫いを行ってもよい。
【００６７】
また、ブロックのランク分けは３段階でもよいし、５段階以上にランク分けしてもよい。前者の場合、中間のランクのブロックに糸を通すか通さないか適宜選択することにより、渡り糸または止縫いの発生を抑制することができる。また、５段階以上にランク分けする場合は、例えば、「通らなければいけない」と「通った方がよい」との間に「極力通った方がよい」を設けたり、「通った方がよい」と「通らない方がよい」との間に「全くどちらでもよい」を設けたりすることが考えられる。この場合、「極力通った方がよい」ブロックは単独で孤立していても活かすとか、島間を接続する場合は「通らない方がよい」ブロックよりも「全くどちらでもよい」ブロックを優先するなど、より詳細な処理が可能となる。
【００６８】
更に、糸色間の縫い順は上記のように重要なパラメータであり、縫い順によって渡り糸が多くなったり少なくなったりする。そこで、渡りの多くなりそうな糸から順に縫ってもよい。この場合、その糸が後から隠されるので全体としての表面に表れる渡りが少なくなる。また、明るい順に糸色の縫い順を自動で設定してもよい。
【００６９】
また更に、記憶媒体としては、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の素子の他、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等を適用することもでき、インターネット上のファイルサーバを適用してもよい。また、本発明は、全ての縫目が微細なクロスステッチで構成される刺繍データを作成する装置等、各種刺繍データ作成装置に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した刺繍データ作成装置の構成を表す概略図である。
【図２】  その刺繍データ作成装置の制御系の構成を表すブロック図である。
【図３】  その刺繍データ作成装置の処理を表すフローチャートである。
【図４】  図３のＳ２の詳細を表すフローチャートである。
【図５】  上記処理の入力画像及び刺繍データのサイズを表す説明図である。
【図６】  図４の処理で使用するＳｏｂｅｌのオペレータを表す図である。
【図７】  ある画素について作成された線分データによって特定される線分を描画した結果を表す説明図である。
【図８】  線分データの作成方法を表す説明図である。
【図９】  角度特徴の強度が閾値より小さい画素に対する線分データの作成方法を表す説明図である。
【図１０】  上記処理で使用する糸色及び縫い順を表す説明図である。
【図１１】  上記処理で使用する入力画像を例示する説明図である。
【図１２】  誤差拡散後の上記入力画像を例示する説明図である。
【図１３】  その入力画像をブロックに分割した結果を例示する説明図である。
【図１４】  ブロック内の色の割合の算出結果を例示する説明図である。
【図１５】  ブロックの分類結果を例示する説明図である。
【図１６】  島の形成処理について例示する説明図である。
【図１７】  島の接続検査について例示する説明図である。
【図１８】  ブロック間の縫い順決定について例示する説明図である。
【図１９】  線分の縫い順及び接続方法の決定について例示する説明図である。
【図２０】  上記処理で得られる刺繍データを例示する説明図である。
【図２１】  従来の処理で得られる刺繍データを例示する説明図である。
【符号の説明】
１…パーソナルコンピュータ      ２…マウス              ３…キーボード
４…メモリカードコネクタ        ５…スキャナ            ６…表示装置
１０…Ｉ／Ｏポート              １１…メモリカード      Ａ，Ｂ…島
ａ，ｂ…ブロック
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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