(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素材画像を組み合わせてモザイク画像を生成する画像処理方法であって、
前記複数の素材画像それぞれに対応する第一の画像特性をメモリに記憶し、
モザイク画像の基になる画像を複数の部分領域に分割し、
前記分割した各分割領域の第二の画像特性を求め、
前記第一の画像特性と前記第二の画像特性を比較し、
前記素材画像それぞれに対応するフラグを用いて、複数の前記部分領域において一つの素材画像が重複しないように、前記比較の結果に基づき、前記各分割領域に対応する素材画像を選択することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記第一の画像特性は、対応する素材画像のヘッダ情報に記録されていることを特徴とする請求項1に記載された画像処理方法。
【請求項３】
さらに、前記複数の素材画像に対応する第一の画像特性が記録されたテーブルを前記メモリに記憶することを特徴とする請求項1に記載された画像処理方法。
【請求項４】
さらに、前記素材画像のサイズを前記部分領域のサイズと一致させるための変倍処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載された画像処理方法。
【請求項５】
さらに、前記素材画像の形状を前記部分領域の形状と一致させるための変形処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載された画像処理方法。
【請求項６】
複数の素材画像を組み合わせてモザイク画像を生成する画像処理装置であって、
前記モザイク画像の基になる画像を入力する入力手段と、
前記複数の素材画像それぞれに対応する第一の画像特性を記憶する記憶手段と、
前記モザイク画像の基になる画像を複数の部分領域に分割する分割手段と、
前記分割した各分割領域の第二の画像特性を求める手段と、
前記第一の画像特性と前記第二の画像特性を比較する比較手段と、
前記素材画像それぞれに対応するフラグを用いて、複数の前記部分領域において一つの素材画像が重複しないように、前記比較の結果に基づき、前記各分割領域に対応する素材画像を選択する選択手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
前記第一の画像特性は、対応する素材画像のヘッダ情報に記録されていることを特徴とする請求項6に記載された画像処理装置。
【請求項８】
前記記憶手段は、さらに、前記複数の素材画像に対応する前記第一の画像特性が記録されたテーブルを記憶することを特徴とする請求項6に記載された画像処理装置。
【請求項９】
さらに、前記素材画像のサイズを前記部分領域のサイズと一致させるための変倍処理を行う手段を有することを特徴とする請求項6から請求項8の何れか一項に記載された画像処理装置。
【請求項１０】
さらに、前記素材画像の形状を前記部分領域の形状と一致させるための変形処理を行う手段を有することを特徴とする請求項6から請求項8の何れか一項に記載された画像処理装置。
【請求項１１】
コンピュータ装置を制御して、請求項6から請求項10の何れか一項に記載された画像処理装置の各手段として機能させるコンピュータプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置およびその方法に関し、例えば、モザイク画像を生成する画像処理装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
三省堂「現代国語辞典」によれば、モザイクとは「種々の色彩の石・ガラス・大理石などの小片を組み合わせて、床・壁などにはめ込み、図案化したもの、またはその技法」である。この技法を用いて、多数の写真画像を組み合わせて図案あるいは一つの画像（モザイク画像）を構成することが可能である。画像処理においるモザイク画像の生成は、その基になる図案あるいは画像をタイル状に分割し、それらタイルの画像に最も似通った素材画像をそのタイル領域に貼ることにより達成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、処理負荷を低減して、短時間にモザイク画像を生成することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【０００７】
本発明にかかる画像処理方法は、複数の素材画像を組み合わせてモザイク画像を生成する画像処理方法であって、前記複数の素材画像それぞれに対応する第一の画像特性をメモリに記憶し、モザイク画像の基になる画像を複数の部分領域に分割し、前記分割した各分割領域の第二の画像特性を求め、前記第一の画像特性と前記第二の画像特性を比較し、前記素材画像それぞれに対応するフラグを用いて、複数の前記部分領域において一つの素材画像が重複しないように、前記比較の結果に基づき、前記各分割領域に対応する素材画像を選択することを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる画像処理装置は、複数の素材画像を組み合わせてモザイク画像を生成する画像処理装置であって、前記モザイク画像の基になる画像を入力する入力手段と、前記複数の素材画像それぞれに対応する第一の画像特性を記憶する記憶手段と、前記モザイク画像の基になる画像を複数の部分領域に分割する分割手段と、前記分割した各分割領域の第二の画像特性を求める手段と、前記第一の画像特性と前記第二の画像特性を比較する比較手段と、前記素材画像それぞれに対応するフラグを用いて、複数の前記部分領域において一つの素材画像が重複しないように、前記比較の結果に基づき、前記各分割領域に対応する素材画像を選択する選択手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施形態の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
【モザイク画像の生成方法】
図1はモザイクに用いられる複数種類の画像の関係を示す図である。図1において、第一の画像201は、モザイクにより画像を構成する際の基になる図案あるいは画像（例えば写真画像、コンピュータグラフィックス画像など）である。第二の画像202はモザイクにより構成された画像である。素材画像203は第二の画像202を構成するために使われる。素材画像203の枚数Pは、一般に、第二の画像202を構成するのに必要になる色およびテクスチャが用意可能な充分に大きな数である。
【００１１】
図1では説明を容易にするために、素材画像203のサイズをタイルと同じにしたが、必ずしも素材画像203とタイルとのサイズは一致する必要はないし、素材画像203のすべてが同じサイズである必要もない。ただし、素材画像203とタイルとのサイズが異なる場合は、該当するタイル領域に素材画像203を貼る際に、素材画像203のサイズをタイルサイズにリサイズすればよい。また、タイルの形状も矩形に限らず任意の形状でよく、タイル領域に素材画像203を貼る際に、素材画像203の形状をカットあるいは変形することでタイルの形状に整形すればよい。
【００１２】
次に、図2を用いてモザイクによる画像の構成方法を説明する。
【００１３】
図2のステップS211で第一の画像201をM×N個のタイルに分割する。その結果、例えば図3に示すように、4×5個の矩形タイルTL(0,0), TL(0,1), TL(0,2), …, TL(4,2), TL(4,3)が生成される。
【００１４】
図3において、XおよびYはそれぞれ第一の画像201の水平および垂直方向の画素数を表し、pおよびqはそれぞれ、分割された各タイルの水平および垂直方向の画素数を表す。従って、X = p×M, Y = q×Nという関係が成り立つ。図4は個々のタイルの構成を示す図で、各タイルは三原色、赤(Red)、緑(Green)および青(Blue)のp×q画素のプレーンに分解される。
【００１５】
続いて、ステップS212で、分割されたM×N個の各タイルについて、次式に従いRGBの平均輝度値を計算する。
Rd_av = ΣRi/(p×q)
Gd_av = ΣGi/(p×q)
Bd_av = ΣBi/(p×q)
【００１６】
次に、ステップS213で、P枚の素材画像203それぞれについて、次式に従いRGBの平均輝度値を算出する。
Rs_av = ΣRi/(p×q)
Gs_av = ΣGi/(p×q)
Bs_av = ΣBi/(p×q)
【００１７】
次に、ステップS214で、処理中のタイルの位置を示すカウンタX_Pos(0≦X_Pos≦M-1)およびY_Pos(0≦Y_Pos≦N-1)をともに零に初期化する。なお、(X_Pos,Y_Pos) = (0,0)は第一の画像201の左上端のタイル位置を示す。
【００１８】
次に、ステップS215で、カウンタ(X_Pos,Y_Pos)が示すタイルに最もふさわしい素材画像203を選択する。この選択方法は、タイルの平均輝度値および素材画像203の平均輝度値間のRGB三刺激値による距離ΔEを算出し、ΔEが最も小さくなる素材画像203を選択する。選択された素材画像203をタイル領域に貼る際に、そのサイズが合わない場合は適正なサイズになるように変倍処理が行われる。
ΔE =(Rs_av - Rd_av)^2 +(Gs_av - Gd_av)^2 +(Bs_av - Bd_av)^2
ただし、a^2はaの二乗を表す。
【００１９】
続いて、ステップS216でカウンタ(X_Pos,Y_Pos)を水平および垂直方向に順次カウントアップまたはダウンし、ステップS217の判断によりすべてのタイルに対してステップS215の処理が行われるまでステップS215からS217を繰り返す。
【００２０】
従って、M×Nに分割されたタイル中に平均輝度値が同じか、非常に近いタイルが存在する場合、同じ素材画像203が選択され、それらのタイル領域に貼られることになる。このために、生成されたモザイク画像において同一の素材画像203が集中した領域では、その素材画像203によるテクスチャが発生し、生成される画像202に意図しない模様が発生してしまう。
【００２１】
【本実施形態におけるモザイク画像の形成方法】
図5は本発明にかかる実施形態のモザイク画像を生成する画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図5において、読込部100は画像を読込むための例えばスキャナである。蓄積部101は、ハードディスクなどの記憶メディアに画像を蓄積し管理するためのもので、例えば画像データベースを構成している。表示部102は、蓄積部101に蓄積された画像や読込部100で読込まれた画像を表示するためのCRTやLCDのモニタである。
【００２３】
CPU103は、ROM104に予め格納されたプログラムに従い画像処理装置全体を制御するとともに、上記の処理のすべてに関わる。RAM105は、CPU103にワークメモリとして利用される。
【００２４】
なお、本実施形態の画像処理装置には、上記以外にも、種々の構成要素が設けられているが、それらの構成は本発明の主要部分ではないので、それらの説明については省略する。
【００２５】
次に、本実施形態の画像処理装置におけるモザイク画像の生成処理を図6のフローチャートに従い説明する。
【００２６】
図6のステップS300で第一の画像201をM×N個のタイルに分割する。その結果、例えば図3に示すように、4×5個の矩形タイルTL(0,0), TL(0,1), TL(0,2), …, TL(4,2), TL(4,3)が生成される。
【００２７】
次に、ステップS301で、分割されたM×N個の各タイルについて、次式に従いRGBの平均輝度値を計算する。
Rd_av = ΣRi/(p×q)
Gd_av = ΣGi/(p×q)
Bd_av = ΣBi/(p×q)
【００２８】
次に、ステップS302で、P枚の素材画像203それぞれについて、次式に従いRGBの平均輝度値を算出する。なお、素材画像203のRGBの平均輝度値などの画像特性は予め求めておくこともできる。その場合、その画像特性は素材画像203のヘッダ情報として記録されてもよいし、蓄積部101に格納される、素材画像203に対応するテーブルに記録されてもよい。
Rs_av = ΣRi/(p×q)
Gs_av = ΣGi/(p×q)
Bs_av = ΣBi/(p×q)
【００２９】
次に、ステップS303で、P枚の素材画像203すべての使用済みフラグをオフにする。この処理済みフラグとは、対応する素材画像203が第一の画像201に貼られたかどうかを表すものである。ステップS303の時点では、まだ、どの素材画像203も選択されず、貼られてもいないので、P枚すべての素材画像203の使用済みフラグをオフにリセットにする。
【００３０】
次に、ステップS304で、処理中のタイルの位置を示すカウンタX_Pos(0≦X_Pos≦M-1)およびY_Pos(0≦Y_Pos≦N-1)をともに零に初期化して、(X_Pos,Y_Pos) = (0,0)に対応する第一の画像201の左上端のタイル位置から処理が開始されるようにする。
【００３１】
次に、ステップS305で、カウンタ(X_Pos,Y_Pos)が示すタイルに最もふさわしい素材画像203を、使用済みフラグがオフの素材画像203の中から選択する。この選択方法は、タイルの平均輝度値および素材画像203の平均輝度値間のRGB三刺激値による距離ΔEを算出し、ΔEが最も小さくなる素材画像203を選択する。選択された素材画像203をタイル領域に貼る際に、そのサイズや形状が合わない場合は、適正なサイズや形状になるように変倍処理や整形処理が行われる。
ΔE =(Rs_av - Rd_av)^2 +(Gs_av - Gd_av)^2 +(Bs_av - Bd_av)^2
【００３２】
次に、ステップS306で、選択されて第一の画像201に貼られた素材画像203に対応する使用済みフラグをオンにセットして、その素材画像203が他のタイル領域に貼られないようにする。
【００３３】
続いて、ステップS307でカウンタ(X_Pos,Y_Pos)を水平および垂直方向に順次カウントアップまたはダウンし、ステップS308の判断によりすべてのタイルに対してステップS305の処理が行われるまでステップS305からS307を繰り返す。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、一つのモザイク画像の中では、一度選択された素材画像が再度使われることはないので、意図しないテクスチャが素材画像により生じることはない。
【００３５】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００３６】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００３７】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理負荷を低減して、短時間にモザイク画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モザイクに用いられる複数種類の画像の関係を示す図、
【図２】モザイクによる画像の構成方法を説明するためのフローチャート、
【図３】基の画像をM×N個のタイル領域に分割した状態を示す図、
【図４】個々のタイルの構成を示す図、
【図５】モザイク画像を生成する画像処理装置の構成例を示すブロック図、
【図６】モザイク画像の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【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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