(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデルとなる模様を有するモデル画像を基に、モデル画像よりサイズの大きい作成画像を作成する方法であって、
モデルとなる模様を有するモデル画像を入力する段階と、
入力されたモデル画像から、その一部であるブロック画像を抽出する段階と、
前記抽出したブロック画像を所定の角度だけ回転もしくは所定の方向に反転させ、または所定の角度だけ回転させると共に、所定の方向に反転させた後、設定された作成画像の領域内に貼りこむブロック貼込段階と、
を有し、
前記抽出されるブロック画像は、作成画像領域におけるブロック貼込位置より大きめのサイズで抽出されるものであり、前記ブロック貼込段階は、隣接するブロック画像の境界を最小誤差境界を求めることにより決定するものであることを特徴とする画像作成方法。
【請求項２】
前記ブロック貼込段階は、複数のブロックで構成されるブロック行が隣接するブロック行と列方向にずらされた状態となる位置に、前記回転もしくは反転、または回転および反転された後のブロック画像を貼り込むものであることを特徴とする請求項１に記載の画像作成方法。
【請求項３】
コンピュータに、
入力されたモデル画像から、その一部であるブロック画像を抽出する段階、
前記抽出したブロック画像を所定の角度だけ回転もしくは所定の方向に反転させ、または所定の角度だけ回転させると共に、所定の方向に反転させた後、設定された作成画像の領域内に貼りこむブロック貼込段階を実行させ、
前記抽出されるブロック画像は、作成画像領域におけるブロック貼込位置より大きめのサイズで抽出されるものであり、前記ブロック貼込段階は、隣接するブロック画像の境界を最小誤差境界を求めることにより決定するものであることを特徴とするプログラム。
【請求項４】
前記ブロック貼込段階は、複数のブロックで構成されるブロック行が隣接するブロック行と列方向にずらされた状態となる位置に、前記回転もしくは反転、または回転および反転された後のブロック画像を貼り込むものであることを特徴とする請求項３に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、模様を有するモデル画像を用いて、同様の模様を有する、モデル画像よりもサイズが大きい画像を作成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建材製品等の表面を装飾するものとして様々な模様画像が用いられている。このような模様画像は、撮影した画像を変形処理して作成したり、コンピュータの演算により人工的に作成したりすることにより得られている。一般に、建材製品の表面は、そのサイズが大きいため、模様画像も大きなサイズのものを必要とする。ところが、大きなサイズの模様画像を作成するのは、非常に困難であるため、小さな模様画像を作成し、この模様画像を繰り返し上下・左右に並べることにより大きな模様画像を作成していた。
【０００３】
近年では、小さなサイズの模様画像をモデル画像として用い、同様の模様を有する大きなサイズの画像を作成する手法が用いられており、自分の気に入った模様を基にして所望のサイズの画像が得られるようになってきている。このような画像を作成する手法としては、いくつか提案されている。好ましい手法としては、例えば、モデル画像の一部をブロックとして切り出して、ランダムに貼り込んでいくことにより大きな画像を作成する手法がある。さらに、貼り込まれた各ブロック同士の境界は繋ぎ目が目立たないように修正処理も施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記手法によりサイズの小さなモデル画像を基に、モデル画像よりサイズが大きく、かつモデル画像と同様の模様を有する画像を容易に作成することが可能となった。しかしながら、上記手法をそのまま建材画像に利用すると建材画像特有の柄癖が発生し易いという問題が生じる。
【０００５】
上記のような点に鑑み、本発明は、モデルとする画像を利用して、同様の模様を有し、かつサイズが大きい画像を作成することが可能であると共に、作成した画像に柄癖が発生することを抑えた画像作成方法およびシステムを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、モデルとなる模様を有するモデル画像を基に、モデル画像よりサイズの大きい作成画像を作成する方法として、モデルとなる模様を有するモデル画像を入力する段階、入力されたモデル画像から、その一部であるブロック画像を抽出する段階、前記抽出したブロック画像を所定の角度だけ回転もしくは所定の方向に反転させ、または所定の角度だけ回転させると共に、所定の方向に反転させた後、設定された作成画像の領域内に貼りこむブロック貼込段階、を実行し、前記抽出されるブロック画像は、作成画像領域におけるブロック貼込位置より大きめのサイズで抽出されるものであり、前記ブロック貼込段階は、隣接するブロック画像の境界を最小誤差境界を求めることにより決定するようにしたことを特徴とする。本発明によれば、モデル画像から抽出したブロック画像を回転もしくは反転、または回転および反転させた後、作成画像の領域内に貼り込み、その際、ブロック画像をブロック貼込位置より大きめのサイズで抽出し、隣接するブロック画像の境界を最小誤差境界を求めることにより決定するようにしたので、特に建材用の画像を作成する際に、柄癖が発生することを防ぐことが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る画像作成方法の概略を示すフローチャートである。まず、必要なパラメータの設定を行う（ステップＳ１）。パラメータとしては、作成する目的となる画像（以下、作成画像という）のサイズｘs×ｙs、ブロックの回転角度ＲB、ブロック画像の反転を行うかどうか（反転を行う場合は、その反転軸の設定も行う）、その他のものが設定可能となっている。ここで、画像のサイズとは画素数を示し、縦（ｙ）、横（ｘ）それぞれの画素数で設定される。続いて、モデルとなる模様画像を有する画像（以下、モデル画像という）をスキャナー、デジタルカメラ等を用いて入力し、ＡＤ変換してデジタル情報化する（ステップＳ２）。
【０００８】
次に、このデジタル化されたモデル画像から所定のサイズのブロック画像を抽出する（ステップＳ３）。具体的には、あらかじめ設定されたサイズのブロックをモデル画像上の任意の位置に配置し、配置したブロックに含まれる画素を抽出する。例えば、ブロックのサイズがｘB×ｙBであった場合、ｘB×ｙB個の画素が抽出されることになる。モデル画像上におけるブロックの配置位置は、ブロックの４頂点がモデル画像内に納まる範囲で乱数によりランダムに決定される。さらに、本実施形態では、矩形のブロックをそのまま切り出さずに、ブロックを所定の角度ＲB回転させ、回転させたブロックに対応するブロック画像を抽出する。回転させる角度ＲBは、０°〜３６０°の範囲で乱数を用いて決定する。図２にモデル画像ＧMOD、ブロックＢ、角度ＲBの関係を示す。図２（ａ）に示すように、サイズｘB×ｙBのブロックＢは角度ＲBだけ左回り（反時計回り）に回転され、回転後のブロックに対応するブロック画像を抽出する。このステップＳ３における処理は、現実には、ブロックサイズのｘB×ｙBの配列を用意し、モデル画像上に配置されたブロックに位置する画素との対応関係に基づき、配列上に画素値をコピーすることにより行われることになる。なお、ブロックを回転させた場合の座標変換については、一般にアフィン変換として知られている周知の行列演算を用いているので詳細な説明は省略する。また、回転した座標系における画素値の再サンプリングについては、バイリニア法等の周知の補間方法を用いることができるので詳細な説明は省略する。なお、モデル画像ＧMOD上におけるブロックの配置位置は、ランダムに決定されるため、必ずしもブロックがモデル画像ＧMOD内に収まるとは限らず、はみ出してしまう場合も考えられる。この場合は、ブロックがモデル画像内に収まるまでランダムな配置位置の決定を繰り返す。
【０００９】
ブロック画像が抽出されたら、ブロック画像の反転を行う（ステップＳ４）。具体的には、ブロック画像内の所定の方向において対称な位置にある画素の画素値を交換する。本実施形態では、反転のための対称軸をｙ軸に平行としている。例えば、抽出されたブロック画像が図３のようであったとする。図３上には、ブロック画像内の各画素について座標に対応した番号が付してある。図３に示すような場合、例えば図中１番上の行では、左端の画素（1,1）と右端の画素（1,ｘB）の画素値が交換され、左から２番目の画素（1,2）と右から２番目の画素（1,ｘB-1）の画素値が交換され、・・・というように、対称軸に対称な画素の画素値が交換される。この結果、対称軸によって反転された画像を得ることができる。ここでは、対称軸をｙ軸に平行なものとしたが、これに限定されず、例えば対称軸をｘ軸に平行にしたり、それ以外の直線を対称軸としても良い。
【００１０】
続いて、反転されたブロック画像をサイズｘs×ｙsの作成画像領域内に用意されたブロック貼込位置に貼り込む（ステップＳ５）。具体的には、作成画像領域上に設けられたブロック貼り込み位置の各画素に、ブロック画像上の各画素の値を与えていく。図４に作成画像領域とブロック貼込位置の関係を示す。１つのブロック画像が貼りこまれたら、ステップＳ３に戻って次のブロック画像の抽出を行う。ステップＳ３からステップＳ５の処理を繰返し行い、作成画像領域上の全てのブロック貼込位置にブロック画像が貼り込まれたら、すなわち、作成画像上の全画素値が得られたら、作成画像を所定の状態で出力する（ステップＳ６）ことにより作成画像の作成処理は終了する。ただし、このままでは、各ブロック画像の境界部分において、画素の値が急激に変化するため、ブロックの繋ぎ目が目立つことになる。そこで、このような問題を回避するため、現実には、ステップＳ５におけるブロック画像の貼り込みの際に、次のような境界部分合成処理を行っている。
【００１１】
上記の例では、ブロック画像とブロック貼込位置との大きさを同一として説明したが、境界部分合成処理を行うためには、ブロック画像がブロック貼込位置より大きくなるようにする。つまり、貼り込むのに必要な大きさよりも上下左右に多少余分に切り出すのである。例えば、ブロック貼込位置のサイズがｘB×ｙBで、上下左右に同一のα画素分を余分にとる場合、モデル画像から抽出するブロック画像のサイズは、（ｘB＋２α）×（ｙB＋２α）となる。この場合も上記ステップＳ４のように反転を行った後、ブロック貼込位置に貼り込まれることになる。本実施形態では、貼り込む際に、隣接するブロック貼込位置に貼り込まれるブロック画像同士で隣接する画素値の差の累計が最小となる最小誤差境界線を求め、ブロック貼込位置の外周の代わりに、求めた最小誤差境界線を隣接するブロック貼込位置の境界とするのである。
【００１２】
このような最小誤差境界線の決定の手法としては、種々のものが提案されているため、 FloydやDijkstraのアルゴリズム等の周知のものを適用すれば良いが、本実施形態における手法を具体的に説明する。図５にα＝３とした場合のブロックの左右に隣接するブロック貼込位置の境界線付近を示す。図５の例では、α＝３であるため、境界部付近には左右に６（＝２α）個の重複部分が存在する。このように左右に隣接するブロックの場合、まず、第１行目の６個の画素について、左側のブロック画像の画素値と右側のブロック画像の画素値との比較を行う。比較の結果、両者の差が最小となる位置をその行における境界とする。この両者の差を最小とする位置の算出には、一般にＬ2距離として知られる値を用いる。例えば、ある画素Ｐにおいて、左ブロック画像の画素Ｐに対応する画素値をＰL、右ブロック画像の画素Ｐに対応する画素値をＰRとすると、Ｌ2距離は、以下の〔数式１〕により算出される。
【００１３】
〔数式１〕
Ｌ2＝（ＰL−ＰR）2
【００１４】
重複全域に渡って、この値を計算すると、この配列はちょうどそこを境界とした誤差のマップになる。したがって、この６×Ｉ画素の領域で上端から下端に至る全ての経路について、途中の各要素のＬ2を累積していき、この累積したコストが最も小さな経路を、最も好ましい境界とするのである。なお、対象としている画像がカラーの場合は、各色に対応したチャンネルのＬ2の値の総和をとるものとする。このようにして両画素の画素値の差が最小となる位置を各行について決定していくことにより、最小誤差境界線が得られる。
【００１５】
図５に示すようなブロック貼込位置の境界線付近に最小誤差境界線が得られた場合を考えてみる。この場合、最小誤差境界線よりも左側にある画素は、左ブロック画像の画素値を採用し、最小誤差境界線よりも右側にある画素は、右ブロック画像の画素値を採用する。また、本実施形態では、最小誤差境界線上に存在する画素については、左ブロック画像と右ブロック画像の画素値の平均を採るものとしている。
【００１６】
最小誤差境界の求め方の概要を図６のフローチャートに示す。最小誤差境界を求めるためには、まず、第１行目の全画素（図の例では６画素）について各画素におけるＬ2値を累積コストとして記憶する（ステップＳ１１）。続いて、第２行目の各画素について、自身の左上、真上、右上の画素について、最小の累積コストを持つものを、この画素に至る最短経路として記憶すると共に、その上側の画素の累積コストに自身のＬ2値を加算したものを、自身の累積コストとして記憶する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の処理を最終行、図５の例では第Ｉ行目まで繰り返す。最終行の全画素のうち、最小の累積コストを持つ画素とそこに至る経路を最小誤差境界とする（ステップＳ１３）。
【００１７】
なお、最小誤差境界線は画素を結んだ線であるため、最小誤差境界線上に存在する作成画像領域内の画素にどちらのブロック画像の画素を割り当てるかという問題がある。この場合は、様々な手法をとることができるが、本実施形態では、左ブロック画像と右ブロック画像の画素値の平均を採るものとしている。隣接するブロック間の処理は、左右だけでなく上下にも行い、全ての境界について繋ぎ目が目立たないように処理を行う。
【００１８】
境界部分の合成処理を行うことにより、図４（ａ）に示したブロックＢ１、Ｂ２間の境界は、図４（ｂ）に示すように変更されることになる。同様にして、全ての境界部分について合成処理を行う。また、図５の例では、左右に隣接するブロックについて合成処理を行う場合について説明したが、上下に隣接するブロックについても同様に処理を行う。上下に隣接するブロックについて行う場合は、第１列目〜第Ｊ列目についてのＬ2距離最小のものを最小誤差境界とする。さらに、本実施形態では、作成画像領域の右端および左端、上端および下端においても最小誤差境界を求め、合成処理を行っている。このようにすることにより、得られた作成画像を複数並べて繋げた場合であっても、各作成画像の繋ぎ目が目立たなくなり、各作成画像をエンドレス画像として扱うことが可能となる。
【００１９】
（貼込位置に関する変形例）
上記の例では、作成画像領域における貼込位置を格子状としたが、これに限定されず、様々な配置を行うことが可能である。例えば、図７に示すように各行ごとに左右にずらした配置を行うこともできる。図７に示した例では、奇数行のブロックの位置と偶数行のブロックの位置が、ブロックの左右の長さの半分だけ左右方向にずれたものとなっている。このような配置を行うことにより、ブロック間の境界が細かく変化することになるため、繋ぎ目が目立たなくなる。ただし、このような配置を行うと、ブロック全体が作成画像領域内に収まらないものが生じる。その場合、作成画像領域からはみ出した部分を反対側に割り当てるようにする処理を行う。例えば、図７に示すブロックＢ３の場合、その左半分は作成画像領域の右端に配置し、作成画像領域の右端からはみ出る右半分については、作成画像領域の左端に配置するようにする。図７に示すような配置においても、各ブロック同士の境界においては、上述のような最小誤差境界を求めて、繋ぎ目が目立たないような処理を行う。
【００２０】
（システム構成）
次に、上記画像作成方法を実行するためのシステム構成について説明する。図８は、画像作成方法を実行するためのシステムの一実施形態を示す構成図である。図８において、画像入力手段１は、モデル画像ＧMODを入力する機能を有する。画像入力手段１としては、モデル画像ＧMODがデジタルデータとして既に用意されている場合は、そのデジタルデータを記録した電子記録媒体を読取り可能な読取り装置で実現でき、モデル画像ＧMODが紙などの物理的な媒体で用意されている場合は、スキャナ等の光学的読取り装置で実現できる。
【００２１】
パラメータ入力手段２は、作成画像領域のサイズｘs×ｙs、ブロックに対するオーバーラップ領域のサイズα、ブロックの回転角度ＲB、ブロック画像の反転を行うかどうか（反転を行う場合は、その反転軸の設定も行う）、ブロックの配置の規則性等のパラメータを設定するためのものであり、マウスやキーボード等の入力機器により実現できる。
【００２２】
演算制御装置３は、画像作成方法を実現するためのシステムの中心的な役割を果たすものであり、ブロック画像抽出手段３ａ、ブロック画像配置手段３ｂ、最適境界検出手段３ｃを有している。ブロック画像抽出手段３ａは、図１のステップＳ３の処理を実行する機能を有しており、本実施形態では、設定されたパラメータに従って所定のサイズのブロック画像を、モデル画像ＧMODから抽出する処理を行っている。ブロック画像配置手段３ｂは、図１のステップＳ５の処理を実行する機能を有しており、モデル画像ＧMODから抽出したブロック画像を作成画像領域内の各ブロック貼り込み位置に順次貼り込んでいく処理を行う。最適境界検出手段３ｃは、図１のステップＳ５および図６のステップＳ１１〜ステップＳ１７の処理を実行する機能を有しており、作成画像領域上の隣接するブロック貼込位置の境界部付近において、重複するブロック画像の画素値の差に基づいて、最小誤差境界を求める処理を行う。演算制御装置３はコンピュータのＣＰＵ、メモリで実現され、具体的な機能であるブロック画像抽出手段３ａ、ブロック画像配置手段３ｂ、最適境界検出手段３ｃは、コンピュータに搭載された専用のソフトウェアプログラムにより実現される。
【００２３】
画像出力手段４は、画素値を与えられることにより得られた作成画像を出力するための手段であり、ハードディスク等の外部記憶装置、携帯可能な電子記録媒体への記録装置、さらにネットワークを介して遠隔地へ送信するための通信装置等が適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、モデルとなる模様を有するモデル画像を基に、モデル画像よりサイズの大きい作成画像を作成するにあたって、モデルとなる模様を有するモデル画像を入力し、入力されたモデル画像から所定の領域であるブロック画像を抽出し、抽出したブロック画像を所定の角度だけ回転もしくは反転させた後、設定された作成画像の領域内に貼り込むことにより作成画像を得るようにしたので、特に建材用の画像を作成する際に、柄癖が発生することを防ぐことが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像作成方法のフローチャートである。
【図２】モデル画像ＧMOD、ブロックＢ、ブロック回転角度ＲBの関係を示す図である。
【図３】ブロック画像の反転を説明するための図である。
【図４】作成画像領域とブロック貼込位置の関係を示す図である。
【図５】ブロック貼込位置の境界線付近を示す図である。
【図６】最小誤差境界の求め方の概要を示すフローチャートである。
【図７】ブロック行ごとにブロック貼込位置を左右にずらした作成画像領域を示す図である。
【図８】画像作成方法を実行するためのシステムの一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１・・・画像入力手段
２・・・パラメータ入力手段
３・・・演算制御装置
３ａ・・・ブロック画像抽出手段
３ｂ・・・ブロック画像配置手段
３ｃ・・・最適境界検出手段
４・・・画像出力手段
【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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