(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像を取り込む第１の工程と、
第１の工程で取り込んだ原画像の中から処理の対象となるパターンを抽出し、抽出したパターンのそれぞれについて代表点を定める第２の工程と、
第２の工程で抽出したパターンのそれぞれについて向きを求める第３の工程と、
第１の工程で取り込んだ原画像に座標系を定め、その座標系において角度を示す値の２次元スカラ場を設定する第４の工程と、
第２の工程で抽出したパターンのそれぞれについて、第４の工程で設定された２次元スカラ場から求めた代表点の位置での角度と、第３の工程で求めた向きとから、パターンの変更方向と変更角度を求める第５の工程と、
第２の工程で抽出したパターンのそれぞれについて、第５の工程で求めた変更方向に、求めた変更角度だけ変更する処理を施す第６の工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記第４の工程で設定される２次元スカラ場は、当該座標系の全ての位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、
第５の工程で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場の当該代表点の位置に与えられた角度を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記第４の工程で設定される２次元スカラ場は、当該座標系のいくつかの位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、
第５の工程で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場に定められている位置の角度から補間して求める
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項４】
入力手段と、
制御装置と
を備える画像処理装置であって、
前記制御装置は、
前記入力手段から原画像の画像データを取り込む第１の処理と、
第１の処理で取り込んだ原画像の画像データの中から処理の対象となるパターンを抽出し、抽出したパターンのそれぞれについて代表点を定める第２の処理と、
第２の処理で抽出したパターンのそれぞれについて向きを求める第３の処理と、
第１の処理で取り込んだ原画像の画像データ上に座標系を定め、その座標系において角度を示す値の２次元スカラ場を設定する第４の処理と、
第２の処理で抽出したパターンのそれぞれについて、第４の処理で設定された２次元スカラ場から求めた代表点の位置での角度と、第３の処理で求めた向きとから、パターンの変更方向と変更角度を求める第５の処理と、
第２の処理で抽出したパターンのそれぞれについて、第５の処理で求めた変更方向に、求めた変更角度だけ変更する処理を施す第６の処理と
を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記第４の処理で設定される２次元スカラ場は、当該座標系の全ての位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、
第５の処理で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場の当該代表点の位置に与えられた角度を用いる
ことを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第４の処理で設定される２次元スカラ場は、当該座標系のいくつかの位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、
第５の処理で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場に定められている位置の角度から補間して求める
ことを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像のパターンの向きを任意に変更することができる画像処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
壁紙等の建材に用いられる絵柄には、同様の形状をしたパターンが多数配置されることが多い。このような同様のパターンが多数配置された絵柄はその他の種々の目的にも用いられている。
【０００３】
その例を図６（ａ）に示す。図６（ａ）では略棒状のパターンが複数配置されている。ここで、一つ一つの略棒状のパターンは長さも、向きも、幅も異なっている。このような絵柄は、例えば木目柄にエンボス加工する導管のパターンに現れる。
【０００４】
このような絵柄において、各パターンの向きを変更すると原画像とは異なった雰囲気を与えることができる。その例を図６（ｂ）、（ｃ）に示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）の原画像の各パターンの向きを中心から外側に略放射状に向くように変更した例であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）の原画像の各パターンの向きを中心から外側に略渦巻き状に広がるように変更した例である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように同様な形状のパターンが多数配置された画像の中の各パターンの向きを変更する場合の手法は種々であり、例えば当該画像を撮影したフィルム上において各パターンを削除して新たに書き加えるという処理によっても行うことができるし、あるいは当該画像をスキャナで読み込んでモニタに表示し、画像処理のプログラムを起動してモニタ画面上でパターンの一つ一つに対して回転等の処理を施すことによっても行うことができるが、何れにしても作業者が一つ一つのパターンに対して回転等の適宜な操作を施す必要があった。つまり、従来においては全面的に作業者の手作業に頼らざるを得ず、作業時間が長くなり、負担が非常に大きいものであった。
【０００６】
そこで、本発明は、画像内のパターンの向きを所望のように変更する処理を自動的に行うことができ、以て作業者の負担を大幅に軽減することができる画像処理方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の画像処理方法は、原画像を取り込む第１の工程と、第１の工程で取り込んだ原画像の中から処理の対象となるパターンを抽出し、抽出したパターンのそれぞれについて代表点を定める第２の工程と、第２の工程で抽出したパターンのそれぞれについて向きを求める第３の工程と、第１の工程で取り込んだ原画像に座標系を定め、その座標系において角度を示す値の２次元スカラ場を設定する第４の工程と、第２の工程で抽出したパターンのそれぞれについて、第４の工程で設定された２次元スカラ場から求めた代表点の位置での角度と、第３の工程で求めた向きとから、パターンの変更方向と変更角度を求める第５の工程と、第２の工程で抽出したパターンのそれぞれについて、第５の工程で求めた変更方向に、求めた変更角度だけ変更する処理を施す第６の工程とを備えることを特徴とする。
請求項２記載の画像処理方法は、請求項１記載の画像処理方法において、前記第４の工程で設定される２次元スカラ場は、当該座標系の全ての位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、第５の工程で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場の当該代表点の位置に与えられた角度を用いることを特徴とする。
請求項３記載の画像処理方法は、請求項１記載の画像処理方法において、前記第４の工程で設定される２次元スカラ場は、当該座標系のいくつかの位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、第５の工程で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場に定められている位置の角度から補間して求めることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４記載の画像処理装置は、入力手段と、制御装置とを備える画像処理装置であって、前記制御装置は、前記入力手段から原画像の画像データを取り込む第１の処理と、第１の処理で取り込んだ原画像の画像データの中から処理の対象となるパターンを抽出し、抽出したパターンのそれぞれについて代表点を定める第２の処理と、第２の処理で抽出したパターンのそれぞれについて向きを求める第３の処理と、第１の処理で取り込んだ原画像の画像データ上に座標系を定め、その座標系において角度を示す値の２次元スカラ場を設定する第４の処理と、第２の処理で抽出したパターンのそれぞれについて、第４の処理で設定された２次元スカラ場から求めた代表点の位置での角度と、第３の処理で求めた向きとから、パターンの変更方向と変更角度を求める第５の処理と、第２の処理で抽出したパターンのそれぞれについて、第５の処理で求めた変更方向に、求めた変更角度だけ変更する処理を施す第６の処理とを行うことを特徴とする。
請求項５記載の画像処理装置は、請求項４記載の画像処理装置において、前記第４の処理で設定される２次元スカラ場は、当該座標系の全ての位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、第５の処理で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場の当該代表点の位置に与えられた角度を用いることを特徴とする。
請求項６記載の画像処理装置は、請求項４記載の画像処理装置において、前記第４の処理で設定される２次元スカラ場は、当該座標系のいくつかの位置に対して所望の角度を示す値が与えられたものであり、第５の処理で求めるそれぞれのパターンの代表点の位置での角度は、当該２次元スカラ場に定められている位置の角度から補間して求めることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ実施の形態について説明する。
まず、本発明に係る画像処理方法について説明する。図１は画像処理方法における処理の工程の一実施形態を示すフローチャートである。なお、ここでは原画像として図６（ａ）に示す画像を用いた場合について説明する。また、ここでは図６（ａ）に示す原画像は２値画像であるとする。
【００１０】
［ステップＳ１］
まず、原画像を取り込む。これは、例えば、原画像が描かれた原稿あるいはフィルムをスキャナで読み取ればよい。また、原画像が予めスキャナ入力されていてビットマップ形式の画像データとして記憶手段に登録されているのであれば、それを取り込めばよい。
【００１１】
［ステップＳ２］
さて、原画像の各パターンの向きを変更するに際しては、一つ一つのパターンが認識されなければならないことは明らかである。そこで、このステップにおいては原画像の中から角度変更の処理の対象となるパターンを抽出する。このパターン抽出は、原画像が２値画像の場合には、ステップＳ１で取り込んだ原画像のビットマップ形式の画像データを２値化して各パターンの輪郭が認識できるようにして、ベクタ化することによって行えばよい。
【００１２】
このベクタ化によって、一つ一つのパターンについて位置の情報と形状の情報が得られることになる。なお、ベクタ化するに際しては座標系が必要になるが、座標系は適宜に定めればよい。ここでは、図２に示すようにｘ−ｙの直交座標系をとるものとするが、極座標系をとってもよいことは当然である。
【００１３】
ここで、ベクタ化の手法、及びベクタデータの形態としては、一つ一つのパターンの位置と形状の情報が得られればどのような形態であってもよい。また、このとき各パターンに対して代表点を定めておくようにする。この代表点をどのように定めるかは任意であり、例えばパターンの重心を代表点として定めてもよいし、パターンに外接する矩形の中心を代表点と定めてもよいし、あるいは図６（ａ）に示すような略棒状のパターンの場合には、パターンの二つの端点を結ぶ線分の中心位置を代表点としてもよい。
【００１４】
［ステップＳ３］
ところで、各パターンの向きを変更するには、まず、原画像において各パターンがどのような向きにあるかが分からなければならない。そこで、このステップでは原画像における各パターンの向きを求める。このパターンの向きをどのように定義するかは任意に定めることができるが、図６（ａ）に示すような略棒状のパターンの場合には両端点を結ぶ線分とｘ軸とのなす角度をパターンの向きとし、図２の座標系のｘ軸を 0度として反時計回りに測るようにすればよい。
【００１５】
［ステップＳ４］
各パターンの向きを変更するには、原画像における各パターンの角度が分かると共に、それらのパターンをどのような角度にするかが定められる必要がある。この二つが分かってはじめて、各パターンの角度をどれだけどちらの方向に変更すればよいかが定まるからである。
【００１６】
そこで、このステップでは、当該座標系の任意の位置に対して角度を設定する。この設定によってある位置Ｑに与えられた角度は、その位置Ｑにパターンの代表点があったとしたとき、そのパターンのあるべき角度を示すものとなるものである。
角度はスカラ量であるので、これによって当該座標系に対して２次元のスカラ場が設定されることになる。
【００１７】
ここで、当該座標系のどの位置にどの角度を与えるか、及びその角度を与える手法は任意であるが、例えばｘ，ｙを二つの変数として、適宜な２変数の関数を用いて与えることができる。即ち、位置（ｘ，ｙ）における角度θx,y を
θx,y ＝ｆ（ｘ，ｙ）        …(1)
で与えるようにするのである。そして、この関数ｆを、パターンが中心から放射状に広がるような形に配置できる角度を与える関数とすると、図６（ｂ）に示すような画像を得ることができ、パターンが中心から略渦巻き状に広がっていくような角度を与える関数とすると、図６（ｃ）に示すような画像を得ることができることになる。
【００１８】
また、同様に、極座標系をとった場合には、位置（ｒ，θ）における角度を、ｒ，θを二つの変数とする２変数関数ｇ（ｒ，θ）で与えることができる。
【００１９】
このようにすることによって、当該座標系の任意の位置に角度を設定することができることは明らかである。
【００２０】
以上は、座標系の任意の位置、即ち全ての位置に対して所望の角度を与えるものとしたが、この場合には座標系の全ての位置に対して角度を与える必要はなく、パターンの代表点の位置に対して角度が与えられれば十分である。そこで、当該座標系のいくつかの位置において所望の角度を与え、それらの位置の角度から各パターンの代表点の位置での角度を補間するようにしてもよい。例えば、いま、当該座標系中のｎ個の位置Ｑ1 ，…，Ｑn を任意に選び、それらの位置にそれぞれ所望の角度θ1 ，…，θn を与えたとすると、各パターンの位置Ｑにおける角度θは適宜な関数によって補間することができる。その一例を次の(2) 式に示す。
【００２１】
【数１】
0004089924.tif 000002
【００２２】
この(2) 式によれば、各パターンの代表点の位置における望ましい角度は、当該代表点の位置と当該範囲内に選ばれた位置Ｑi (i=1,…,n） との距離の２乗に反比例する影響を受ける。即ち、パターンの代表点の位置における角度θは、その近傍にある選ばれた位置に与えられた角度からの影響を大きく受け、遠くにある選ばれた位置に与えられた角度の影響は小さなものとなる。
【００２３】
［ステップＳ５］
ステップＳ３で原画像における各パターンの角度が求められ、ステップＳ４によってパターンがあるべき角度を示す２次元スカラ場が与えられたので、このステップでは各パターンの角度の変更を行う。
【００２４】
まず、各パターンについて、どちらの方向に何度変更すればよいか、即ち変更方向と変更角度は、ステップＳ３で求められた原画像中の各パターンの角度と、ステップＳ４で与えられた２次元スカラ場における各パターンの代表点の位置に与えられた角度とから求める。
【００２５】
そして、各パターンに対して、その求めた変更方向に変更角度だけ角度を変更する処理を行う。この角度変更の処理は、実際には、回転を行うプログラムを起動させて行ってもよいし、あるいは、せん断を行うプログラムを起動させて行ってもよい。なお、この際、回転あるいはせん断をパターンのどの位置を中心にして行うようにするかは任意に定めることができ、パターンの代表点の位置を中心にして行ってもよく、あるいは図６（ａ）に示すような略棒状のパターンの場合には一方の端点を中心にして行うようにしてもよい。これによって、各パターンについて新たなベクタデータが得られることになる。
【００２６】
［ステップＳ６］
このステップでは各パターンの描画を行う。これは、ステップＳ５で得られた各パターンの新たなベクタデータをビットマップ形式のデータに展開して、画像作成のために用意されているメモリ領域の対応する位置に貼り込むことによって行えばよい。これによって目的とする画像が得られるが、原画像が図６（ａ）に示すようであり、ステップＳ４において２次元スカラ場を与える関数ｆを、パターンが中心から放射状に広がるような形に配置できる角度を与える関数とした場合には図６（ｂ）に示すような画像が得られ、また、この関数ｆを、パターンが中心から略渦巻き状に広がっていくような角度を与える関数とした場合には図６（ｃ）に示すような画像が得られる。
【００２７】
［ステップＳ７］
このステップでは、ステップＳ６で得られた画像を適宜な出力装置によって出力する。この出力装置はプリンタでもよく、フィルム出力機であってもよく、あるいは印刷用のシリンダに直接彫刻する、いわゆるダイレクト刷版機であってもよく、その他の装置であってもよい。
【００２８】
以上、原画像として図６（ａ）に示すように略棒状のパターンが多数配置された２値画像を用いた場合を例にとって説明したが、上述した画像処理方法は、図６（ａ）に示すような略棒状のパターンが配置された画像に限らず、ベクタ化が可能なパターンであって、各々のパターンに対して角度及び代表点を定めることができるパターンが配置された画像に対して一般的に適用できるものである。
【００２９】
本発明に係る画像処理方法は多値画像にも適用できるものである。その例を以下に説明する。
ここでは、図３（ａ）に示すような線画の画像を原画像とする場合について図４のフローチャートを参照して説明する。なお、図３（ａ）に示す画像はカラーの多値画像であるとする。
【００３０】
［ステップＳ１′］
まず、原画像を取り込む。これは上述したステップＳ１と同じである。
【００３１】
［ステップＳ２′］
このステップでは、原画像の中から処理の対象とするパターンを抽出する。多値画像の場合には、このパターン抽出は、原画像から適宜な絵柄を適宜な大きさで切り取ることによって行うことができる。その例を図３（ｂ）〜（ｆ）に示す。図３（ｂ）〜（ｆ）は図３（ａ）の原画像の中から適宜な絵柄を適宜な大きさの矩形に切り取った例を示している。しかし、絵柄の切り取りは矩形に限らず、円形、楕円形、任意の多角形、あるいは任意の閉曲線等としてもよいことは当然である。
【００３２】
そして、切り取った一つ一つの絵柄を処理の対象とするパターンとして登録する。このとき、各パターンについて代表点も定めて登録しておく。代表点は、各パターンの絵柄の重心を求めて、その重心を代表点としてもよいし、切り取った形状の中心を代表点としてもよい。
【００３３】
このように多値画像を原画像とする場合には、ビットマップ形式のデータのまま処理を行うようにするのである。
【００３４】
［ステップＳ３′］
次に、各パターンに対して向きを定める。パターンをベクタ化する場合には上述したようにパターンの両端点を結ぶ線とｘ軸のなす角度というようにパターンの向きを自動的に定めることができるが、ビットマップ形式のデータをそのまま処理の対象とする場合にはこのようにすることは困難である。そこで、この場合には、作業者が一つ一つのパターンに対して角度を与えるようにする。この角度の与え方は、各パターンの絵柄の流れを考慮して定めればよい。例えば図３（ｂ）に示すようなパターンの場合には、この絵柄は斜め右上方向を向いているとすることができるから、45度程度の角度を定めればよい。
そして、定めた角度をそのパターンの代表点の位置における角度として登録する。
【００３５】
［ステップＳ４′］
このスカラ場設定は上述したステップＳ４と同じである。
【００３６】
［ステップＳ５′］
ステップＳ３′で原画像における各パターンについて角度が定められ、ステップＳ４′によってパターンがあるべき角度を示す２次元スカラ場が与えられたので、このステップでは各パターンの角度の変更を行う。
【００３７】
この角度の変更の処理は、各パターンについて、ステップＳ３′で定められた角度と、ステップＳ４′で与えられた２次元スカラ場における各パターンの代表点の位置に与えられた角度とから変更方向と変更角度を求め、その求めた変更方向に変更角度だけ回転する処理を行うようにすればよい。このとき回転の中心は代表点の位置とすればよい。
【００３８】
［ステップＳ６′］
この画像出力は上述したステップＳ７と同じである。
【００３９】
以上のステップの処理によって、原画像中から切り取られたパターンの角度、即ち向きを所望のように変更できることは明らかである。
【００４０】
以上、本発明に係る画像処理方法の実施形態について説明したが、次に、本発明に係る画像処理装置の一実施形態について説明する。
【００４１】
この画像処理装置は上述した画像処理方法の処理を実行するものであり、パーソナルコンピュータやワークステーションを用いて構成することができるが、概略図５に示すようである。図５において、１はスキャナ、２は入力ポート、３は制御装置、４は表示装置、５はＲＯＭ、６はＲＡＭ、７は入力装置、８は記憶装置、９は出力装置を示す。
【００４２】
スキャナ１はフィルムに撮影された原画像を読み取ってビットマップ形式のデジタル画像データを出力するものである。入力ポート２は外部の装置からデジタル画像データを取り込むためのものである。制御装置３は適宜なプロセッシングユニットで構成されている。表示装置４はカラーＣＲＴ等の適宜な表示手段で構成される。
【００４３】
ＲＯＭ５は制御装置３が実行する処理のプログラムが格納されているものであり、上述した本発明に係る画像処理方法による処理を実行するプログラムも格納されていることは勿論である。ＲＡＭ６は制御装置３がワークエリアとして使用するメモリである。入力装置７はキーボード、マウス等で構成され、表示装置４と共にマンマシンインターフェースを構成している。記憶装置８はハードディスク等の大容量の記憶装置で構成されている。出力装置９は、最終的に得られた画像を使用目的に応じた形態で出力するものであり、フィルムに出力する場合にはフィルム出力機が用いられる。また、外部の記憶装置やダイレクト刷版機等に出力するような構成であってもよく、あるいはカラープリンタであってもよい。
【００４４】
次に、動作について説明する。
まず、原画像が白黒の画像であり、パターンをベクタ化するものである場合の動作については次のようである。
【００４５】
まず、作業者は、スキャナ１で読み取りを行うための原画像のフィルムを用意する。そして、作業者はこのフィルムをスキャナ１にセットし、入力装置７によって画像の読み取り開始の操作を行う（ステップＳ１）。なお、スキャナ１が別体となされている場合には、スキャナ１で読み取った画像データを入力ポート２を介して取り込むようにすればよい。
【００４６】
制御装置３はスキャナ１から、あるいは入力ポート２を介して画像データを取り込むと、それをＲＡＭ６に展開すると共に、一旦記憶装置８に格納する。
【００４７】
次に、作業者は、上述した画像処理方法による処理の実行開始の操作を入力装置７で行う。これにより制御装置３はＲＯＭ５から当該画像処理のためのプログラムを読み込み、処理を開始する。
【００４８】
制御装置３は、まず、取り込んだの画像を２値化、ベクタ化し（ステップＳ２）、更にステップＳ３からステップＳ６までの処理を自動的に連続して行う。
【００４９】
その後、作業者が入力装置７によって画像を出力するための操作を行うと、制御装置３は記憶装置８から出力する画像の画像データを読み出して出力装置９に出力する。
【００５０】
次に、原画像が多値画像であり、ビットマップ形式のデータのまま処理を行うものである場合の動作は次のようである。
【００５１】
原画像の読み込みは上述したと同じであるが、原画像の読み込みが終了すると、作業者は表示装置４の画面上に取り込んだ画像を表示し、入力装置７を操作してパターンを抽出するために所望の絵柄を切り取る作業（ステップＳ２′）、及び切り取った絵柄にして角度を定める作業（ステップＳ３′）を行う。このとき、制御装置３は、絵柄が切り取られると自動的に代表点を定める処理を実行する。
【００５２】
そして、作業者はその後の処理の実行の開始を指示する。これにより、制御装置３は、ステップＳ４′、Ｓ５′の処理を自動的に連続して行う。
【００５３】
その後、作業者が入力装置７によって画像を出力するための操作を行うと、制御装置３は記憶装置８から出力する画像の画像データを読み出して出力装置９に出力する。
【００５４】
以上のようであるので、この画像処理方法及び画像処理装置によれば、画像中のパターンの向きの変更を容易に行うことができるので、作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であることは当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】図１のステップＳ２においてベクタ化を行う際に設定する座標系の例を示す図である。
【図３】多値画像の例を示す図である。
【図４】本発明に係る画像処理方法の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
１…スキャナ、２…入力ポート、３…制御装置、４…表示装置、５…ＲＯＭ、６…ＲＡＭ、７…入力装置、８…記憶装置、９…出力装置。
【図１】
0004089924.tif 000003
【図２】
0004089924.tif 000004
【図３】
0004089924.tif 000005
【図４】
0004089924.tif 000006
【図５】
0004089924.tif 000007
【図６】
0004089924.tif 000008