(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理装置であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割手段と、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する指定手段と、
前記複数の素材画像のうちの、前記指定手段で指定されたタイル領域と隣り合ったタイル領域に適用されていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された素材画像でもって前記指定されたタイル領域の画像を置換する置換手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記素材画像群の中から、指定されたタイル領域の画像特徴量に最も近い画像特徴量を有する素材画像を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記選択手段は、前記複数の素材画像のうちの、前記指定手段で指定されたタイル領域と隣り合ったタイル領域に適用されておらず、その使用回数が予め設定された回数を越えていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記指定手段は、前記複数のタイル領域よりランダムにタイル領域を指定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理装置であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割手段と、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する第１指定手段と、
前記複数の素材画像のうちの未使用の素材画像群の中から、前記指定手段で指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて素材画像を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された素材画像の画像特徴量に基づいて、該素材画像を適用すべき予め設定された個数のタイル領域を予め設定された個数指定する第２指定手段と、
前記選択手段で選択された素材画像でもって前記第１及び第２指定手段で指定されたタイル領域の画像を置換する置換手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
前記第２指定手段において、互いに隣接するタイル領域の選択が禁止されていることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理方法であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割工程と、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する指定工程と、
前記複数の素材画像のうちの、前記指定工程で指定されたタイル領域と隣り合ったタイル領域に適用されていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された素材画像でもって前記指定されたタイル領域の画像を置換する置換工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
前記選択工程は、前記素材画像群の中から、指定されたタイル領域の画像特徴量に最も近い画像特徴量を有する素材画像を選択することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記選択工程は、前記複数の素材画像のうちの、前記指定工程で指定されたタイル領域と隣り合ったタイル領域に適用されておらず、その使用回数が予め設定された回数を越えていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記指定工程は、前記複数のタイル領域よりランダムにタイル領域を指定することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理方法であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割工程と、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する第１指定工程と、
前記複数の素材画像のうちの未使用の素材画像群の中から、前記指定工程で指定された  タイル領域の画像特徴量に基づいて素材画像を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された素材画像の画像特徴量に基づいて、該素材画像を適用すべき予め設定された個数のタイル領域を予め設定された個数指定する第２指定工程と、
前記選択工程で選択された素材画像でもって前記第１及び第２指定工程で指定されたタイル領域の画像を置換する置換工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
前記第２指定工程において、互いに隣接するタイル領域の選択が禁止されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラムを格納する記憶媒体であって、該制御プログラムが、
画像を複数のタイル領域に分割する分割工程のコードと、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する指定工程のコードと、
前記複数の素材画像のうちの、前記指定工程で指定されたタイル領域と隣り合ったタイル領域に適用されていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択する選択工程のコードと、
前記選択工程で選択された素材画像でもって前記指定されたタイル領域の画像を置換する置換工程のコードとを備えることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１４】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラムを格納する記憶媒体であって、該制御プログラムが、
画像を複数のタイル領域に分割する分割工程のコードと、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する第１指定工程のコードと、
前記複数の素材画像のうちの未使用の素材画像群の中から、前記指定工程で指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて素材画像を選択する選択工程のコードと、
前記選択工程で選択された素材画像の画像特徴量に基づいて、該素材画像を適用すべき所定個数のタイル領域を所定個数指定する第２指定工程のコードと、
前記選択工程で選択された素材画像でもって前記第１及び第２指定工程で指定されたタイル領域の画像を置換する置換工程のコードとを備えることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１５】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理装置であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割手段と、
前記複数のタイル領域よりランダムに１つのタイル領域を指定する指定手段と、
前記複数の素材画像のうちの、前記指定手段で指定されたタイル領域の周辺のタイル領域に適用されていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された素材画像でもって前記指定されたタイル領域の画像を置換する置換手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１６】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理方法であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割工程と、
前記複数のタイル領域よりランダムに１つのタイル領域を指定する指定工程と、
前記複数の素材画像のうちの、前記指定工程で指定されたタイル領域の周辺のタイル領域に適用されていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された素材画像でもって前記指定されたタイル領域の画像を置換する置換工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１７】
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラムを格納する記憶媒体であって、該制御プログラムが、
画像を複数のタイル領域に分割する分割工程のコードと、
前記複数のタイル領域よりランダムに１つのタイル領域を指定する指定工程のコードと、
前記複数の素材画像のうちの、前記指定工程で指定されたタイル領域の周辺のタイル領域に適用されていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択する選択工程のコードと、
前記選択工程で選択された素材画像でもって前記指定されたタイル領域の画像を置換する置換工程のコードとを備えることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び方法に関し、特にモザイク画像の生成に好適な画像処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、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」（三省堂現代国語辞典）として広く知られている。このようなモザイク技法を用いて多数の写真画像を組み合わせ、図案あるいは一つの写真画像を構成することが可能である。
【０００３】
近年のディジタル画像処理に、このようなモザイク技法を適用することにより、オリジナル画像を複数の素材画像に置き換えてモザイク画像を形成することが考えられる。すなわち、オリジナル画像よりも小さな複数種類の素材画像を用意しておき、これをオリジナル画像の内容に応じて選択、配置していくことで、複数の素材画像からなるモザイク画像が得られることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のモザイク手法では、素材画像の枚数は、一般にモザイク画像を構成するために必要となる、色・テクスチャの種類を備えるべく、十分に大きな数であることが前提となる。しかしながら、実際には、膨大な量の画像を予めイメージファイルとして用意しておくことは困難であり、また、大量のメモリを必要とするためにコストアップを招き、あまり実用的ではない。この結果、モザイク手法を実践するには不十分な、少数の素材画像を用いることになり、モザイク画としての画質が悪くなるという問題があった。
【０００５】
例えば、素材画像の枚数が少ないと、１つの素材画像が適用される頻度が増加し、モザイク画像において同一の素材画像が多数存在してしまう可能性が生ずる。このように同一素材画像を用いてモザイク画像を生成した場合、同一画像によるテクスチャーの発生を招き、第一の画像に目的としない模様ができてしまうという問題が生じることが考えられる。
【０００６】
上記の問題を回避するために、素材画像の使用回数を制限することも考えられるが、そのような制限を課しても、同一の画像がモザイク画像中に隣り合って配置されるという状況を排除することはできない。そして、同一の画像が隣り合って配置された画像が表示された場合、その部分が強調され、モザイク画像の画質が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、生成されるモザイク画像の画質を向上させる画像処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の一態様による画像処理装置はたとえば以下の構成を備える。すなわち、
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理装置であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割手段と、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する指定手段と、
前記複数の素材画像のうちの、前記指定手段で指定されたタイル領域と隣り合ったタイル領域に適用されていない素材画像群の中から、該指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて適用すべき素材画像を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された素材画像でもって前記指定されたタイル領域の画像を置換する置換手段とを備える。
【０００９】
また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様による画像処理装置は例えば以下の構成を備える。すなわち、
予め用意された複数の素材画像を用いて画像を生成する画像処理装置であって、
画像を複数のタイル領域に分割する分割手段と、
前記複数のタイル領域より１つのタイル領域を指定する第１指定手段と、
前記複数の素材画像のうちの未使用の素材画像群の中から、前記指定手段で指定されたタイル領域の画像特徴量に基づいて素材画像を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された素材画像の画像特徴量に基づいて、該素材画像を適用すべき予め設定された個数のタイル領域を予め設定された個数指定する第２指定手段と、
前記選択手段で選択された素材画像でもって前記第１及び第２指定手段で指定されたタイル領域の画像を置換する置換手段とを備える。
【００１０】
また、本発明の他の態様によれば、上記の目的を達成するための画像処理方法が提供される。さらに本発明の他の態様によれば、該画像処理方法をコンピュータに実現させるための制御プログラムを格納した記憶媒体が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１２】
まず、以下の実施形態をよりよく理解するために、オリジナルの画像を分割して、特徴量の類似する素材画像を選択して貼り付けるという、ディジタル画像処理によるモザイク画像の基本的な生成手順について説明する。
【００１３】
図６はモザイク手法において用いられる複数種類の画像（第一の画像（オリジナル画像）、第二の画像（モザイク画像）、素材画像）の関係を示す概念図である。図６において、第一の画像２０１は、モザイク手法を使って画像を構成する際の元となる図案あるいは画像である。第二の画像２０２はモザイク手法により、複数の小さな画像を使って構成された画像（モザイク画像）である。また、素材画像２０３は第二の画像２０２を構成するために使われる画像である。
【００１４】
なお、素材画像の枚数Ｐは第二の画像を構成するに必要となる色・テクスチャの種類が用意できるだけの、十分大きな数であることが望ましい。また、ここでは説明のためにＰ枚の画像のサイズをタイルと同じものとしているが、必ずしもタイルのサイズと一致している必要はない。また、Ｐ枚すべての素材画像が同じサイズである必要もない。ただし、サイズの異なる素材画像が含まれる場合には、該当するタイル部分に素材画像を貼り付ける際に、素材画像のサイズをタイルサイズに変換する必要がある。
【００１５】
次に図７を使いモザイク手法による画像構成方法を説明する。図７は、本実施形態におけるモザイク画像の基本的な生成手順を説明するフローチャートである。図７において、ステップＳ２１１では第一の画像をＭ×Ｎ個のタイルに分割する。その結果Ｍ×Ｎ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。
【００１６】
図８は、Ｍ×Ｎ（本例では４×５）個の矩形に分割された第一の画像を示す図である。図８においてＸ、Ｙはそれぞれ第一の画像２０１の水平方向、垂直方向の画素数である。ｐ、ｑは第一の画像をＭ×Ｎ個の矩形タイルＴＬ（０，０），ＴＬ（０，１），ＴＬ（０，２），…，ＴＬ（４，２），ＴＬ（４，３）に分割した際の各タイルの水平方向、垂直方向の画素数である。したがって、Ｘ＝Ｐ×Ｍ，Ｙ＝ｑ×Ｎという関係が成り立っている。
【００１７】
また、図９は個々のタイルのデータ構成を示す図である。各タイルはｐ×ｑ個の３原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））のデータで構成される。
【００１８】
次に、ステップＳ２１２ではＳ２１１で分割したＭ×Ｎ個の各タイルについて、特徴量を計算する。モザイク画像を構成するためには、第一の画像を分割したタイルと、そのタイルを摸して貼り付ける素材画像とがある評価基準のもとで似ている必要がある。すなわち、画像より所定の方法で変量（以下、特徴量という）を算出し、各タイルの画像について得られる値（以下、評価目標値という）と素材画像より得られる値（以下、被評価値という）を比較する。そして、近い値を有する素材画像で当該タイル画像を置換する。
【００１９】
ここで評価目標値としては、たとえば、各色成分の平均輝度を用いることが挙げられる。次に、ステップＳ２１３において、上記ステップＳ２１２で行ったのと同じ手法でＰ枚の素材画像の各々の特徴量（各色成分毎の平均輝度）を算出する。なお、評価目標値としては、たとえば、各画像の平均濃度値等、他の特徴量を用いてもよいことはいうまでもない。
【００２０】
ステップＳ２１４では処理中のタイルの位置を示すカウンタＸ_Pos（０≦Ｘ_Pos≦Ｍ−１），Ｙ_Pos（０≦Ｙ_Pos≦Ｎ−１）を共に０に初期化する。（Ｘ_Pos，Ｙ_Pos）＝（０，０）は第一の画像の左上端タイルを示す。
【００２１】
ステップＳ２１５では位置カウンタＸ_Pos，Ｙ_Posが示すタイルに最もふさわしい画像を素材画像から選択する。選択方法としては、上記ステップＳ２１２、Ｓ２１３で求めた平均輝度に基づいて、３刺激値の距離△Ｅを算出し、その値の最も小さいものを選択する。
【００２２】
なお、選択された素材画像をタイル部分に貼り付ける際、サイズが合わない場合は適正なサイズに変倍処理を行う。以上の処理を、順次水平方向、垂直方向に連続して行うように位置カウンタＸ_Pos，Ｙ_Posを更新（すなわち、位置カウンタ（Ｘ_pos，Ｙ_pos）を、(0,0),(0,1)…(0,3),(1,0)…(1,3),(2,0)…(4,0)…(4,3)のように更新）し、すべてのタイルに対して処理が行われるまで続ける（ステップＳ２１６，Ｓ２１７）。こうして、各タイルに対応する素材画像が貼り付けられてモザイク画像が得られる。
【００２３】
上記のモザイク手法による画像生成方法において、Ｍ×Ｎに分割されたタイル中で、ＲＧＢの平均輝度が同じか、非常に類似しているタイルが存在する場合には、Ｐ枚の素材画像から同じ画像が選択される。すなわち、同一の素材画像が多数用いられたり、連続して用いられたりして、上述した課題が生じることになる。
【００２４】
以下で説明する第１〜第３の実施形態では、貼り付け先のタイルと類似した素材画像を単に貼り付けていくという、上記の手順に改良を加え、上述した課題を解決する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態におけるモザイク画像生成装置の構成を示すブロック図である。図１において、読込部１００はスキャナ装置などを用いて画像を読み込む。蓄積部１０１は画像を蓄積するものであり、データベースを使用する場合が多い。表示部１０２は蓄積部１０１で蓄積された画像を表示したり、読込部１００で読み込まれた画像を表示する。
【００２６】
ＣＰＵ１０３は上記の処理のすべてに関わり、ＲＯＭ１０４とＲＡＭ１０５はその処理に必要なメモリや作業領域を提供する。また、図２のフローチャートを参照して後述する本実施形態の処理手順を実現するための制御プログラムもＲＯＭ１０４に格納されている。
【００２７】
尚、第一の実施形態のモザイク画像生成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、本発明の主眼ではないので、その説明については省略する。
【００２８】
次に、以上のように構成されたモザイク画像生成装置におけるモザイク画像を生成する動作について、図２のフローチャートにしたがって説明する。図２は第１の実施形態によるモザイク画像生成方法を示すフローチャートである。
【００２９】
図２において、ステップＳ３００では第一の画像をＭ×Ｎ個のタイルに分割する。その結果Ｍ×Ｎ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。上述のように、図８はＭ×Ｎ個の矩形に分割された第一の画像を図示している。図８においてＸ、Ｙはそれぞれ第一の画像２０１の水平方向、垂直方向の画素数である。なお、ｐ、ｑは第一の画像をＭ×Ｎ個の矩形タイルＴＬ（０，０），ＴＬ（０，１），ＴＬ（０，２），……，ＴＬ（４，２），ＴＬ（４，３）に分割した際の各タイルの水平方向、垂直方向の画素数である。したがって、Ｘ＝ｐ×Ｍ，Ｙ＝ｑ×Ｎという関係が成り立っている。
【００３０】
図９は個々のタイルのデータ構成を示している。各タイルはｐ×ｑ個の３原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））のデータで構成される。
【００３１】
次に、ステップＳ３０１では、ステップＳ３００で分割したＭ×Ｎ個の各タイルについて、次の（１）式に従いＲＧＢの平均輝度を計算し、これを特徴量とする。
【００３２】
Ｒｄ_av＝（１／（ｐ×ｑ））×ΣＲi
Ｇｄ_av＝（１／（ｐ×ｑ））×ΣＧi
Ｂｄ_av＝（１／（ｐ×ｑ））×Σｂi    …（１）
なお、ｄはdestinationの意味である。
【００３３】
次に、ステップＳ３０２で、Ｐ枚の素材画像について次の（２）式に従い、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの平均輝度を算出する。特徴量の算出方法としては、上記のステップＳ３０１で行ったものと同じ方法である。
【００３４】
Ｒｓ_av＝（１／（ｐ×ｑ））×ΣＲi
Ｇｓ_av＝（１／（ｐ×ｑ））×ΣＧi
Ｂｓ_av＝（１／（ｐ×ｑ））×Σｂi    …（２）
なお、Ｓはsourceの意味である。
【００３５】
次に、ステップＳ３０３において、各素材画像の使用限度回数をＫ回とする。また、ステップＳ３０４で、Ｐ枚すべての素材画像の使用回数Ｓを０に設定（初期化）する。ここでいう使用回数とは、第一の画像に貼り込まれた回数を表わすものである。従って、ステップＳ３０４の時点ではまだどの画像も選択されておらず、貼り込まれてもいないので、Ｐ枚のすべての素材画像の使用回数Ｓを０と設定する。
【００３６】
続いて、ステップＳ３０５では処理中のタイルの位置を示すカウンタＸ_Pos（０≦Ｘ_Pos≦Ｍ−１），Ｙ_Pos（０≦Ｙ_Pos≦Ｎ−１）を共に０に初期化する。（Ｘ_Pos，Ｙ_Pos）＝（０，０）は第一の画像の左上端タイルを示す。ステップＳ３０６では位置カウンタＸ_Pos，Ｙ_Posが示すタイルにふさわしい画像を素材画像から選択する。たとえば、Ｘ_Pos＝Ｙ_Pos＝０の場合、タイル位置は（０，０）となり、左上の位置を示す。ただし、ここで選択候補となる素材画像は、使用回数Ｓが０〜Ｋ−１のものに限られる。
【００３７】
選択方法はＲＧＢ３刺激値の距離△Ｅを、以下の（３）式で示される評価式を用いて算出し、その値の最も小さいものを選択する。
【００３８】
0003768679.tif 000002
なお、（３）式において、「^」はべき乗を表し、「Ｘ^2」はＸの２乗を表す。
【００３９】
ステップＳ３０７では、評価式によって選択された画像をタイル部分に貼り付ける際に、周囲の８個のタイル、すなわち（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos），（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos＋１），（Ｘ_Pos，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos，Ｙ_Pos＋１），（Ｘ_Pos＋１，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos＋１，Ｙ_Pos），（Ｘ_Pos＋１，Ｙ_Pos＋１）に位置するタイルに貼り付けられた素材画像と同一のものがないか判断する。もし、存在した場合は、当該タイル位置に関して当該素材画像の使用を禁止すべく現在選択した画像の使用回数ＳをＫ＋Ｓとし、ステップＳ３０６に戻り、同様の判断をおこなう（ステップＳ３０８）。なお、第１の実施形態では、一つの水平ラインについて順次右から左のタイルへ処理を行い、１水平ラインの処理を得ると上から下へ処理対象の水平ラインを順次移動させていく。従って、周囲の８個のタイルのうち、既に素材画像が貼り付けられているのは、（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos），（Ｘ_Pos，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos＋１，Ｙ_Pos−１）の４つということになる。
【００４０】
こうして、同一の画像が隣り合う位置に存在しない素材画像が選択されると、選択された画像を当該タイル部分に貼り付ける。ここで、選択された画像をタイル部分に貼り付ける際に、両者のサイズが合わない場合には適正なサイズへの変倍処理を行う。
【００４１】
ステップＳ３０９では、貼りつけられた素材画像の使用回数Ｓに１を足す。ステップＳ３１０では、使用回数がＫ＋１以上の素材画像の使用回数ＳからＫを引き、ステップＳ３０７及びＳ３０８において、近傍に同一画像が存在して使用禁止となった素材画像の使用回数Ｓをもとにもどす。以上のようにして、同一画像が隣り合わないように素材画像を選択する。
【００４２】
以上の処理を順次水平方向、垂直方向に連続して行い、すべてのタイルに対して処理が行われるまで続ける（Ｓ３１１，Ｓ３１２）。こうして第一の画像の全タイルの各々に対応する素材画像が貼り付けられる。
【００４３】
以上説明したように、第一の実施形態によれば、タイルの使用限度をＫ回までとし、なおかつ同一画像が隣り合う位置に配置しないようにすることにより、素材画像が少ない場合にでも、画質を向上させたモザイク画像を生成することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、あるタイルに貼り付ける素材画像を決定する際に、周辺に同一の画像が存在せず、かつ第一の画像の対応するブロックに近い特徴量を有する素材画像が選択される。このとき、タイルの処理順序は、たとえば図８において、各水平ラインを左から右方向へ処理し、上の水平ラインから下の水平ラインへ順次処理が行われる。しかしながら、タイルの処理順序の決定はこれに限るものではなく、以下の第２の実施形態で説明するように決定されてもよい。なお、第２の実施形態におけるモザイク画像生成装置の構成は第１の実施形態（図１）と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００４５】
図３は第２の実施形態によるモザイク画像生成方法を示すフローチャートである。図３において、ステップＳ４００〜ステップＳ４０４は、図２のステップＳ３００〜ステップＳ３０４と同様の処理である。
【００４６】
ステップＳ４０５では、タイルの処理順番を示す配列Ｔ-Turn[M*N-1]にタイルを処理する順番を格納しておく。配列Ｔ-Turn[M*N-1]に処理する順番を格納する方法は図４のフローチャートに従う。図４は、配列Ｔ-Turn[M*N-1]に、Ｍ×Ｎ−１個の数をランダムに切り混ぜて格納する手順を示すフローチャートである。
【００４７】
図４において、ステップＳ５００ではまず配列Ｔ-Turn[M*N-1]に、Ｔ-Turn[0]＝０，Ｔ-Turn[1]＝１，Ｔ-Turn[2]＝２，‥‥，Ｔ-Turn[M*N-1]＝M*N-1と格納しておく。ステップＳ５０１でｉ＝Ｍ＊Ｎ−１として、ステップＳ５０２で１〜ｉの乱数を発生させる。ステップＳ５０３において、発生した乱数Ｒにしたがい、Ｔ-Turn[R]とＴ-Turn[i]に格納されている数を入れ替える。次に、ステップＳ５０４でカウンタを一つ減らして、ｉ＝ｉ−１とする。ステップＳ５０５において、ｉ≧０ならばステップＳ５０２に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００４８】
以上のようにしてランダムなタイルの処理順番を示す配列T-Turn[M*N-1]を作成する。
【００４９】
再び、図３において、ステップＳ４０６ではカウンタｊ＝０とする。そして、ステップＳ４０７では、Ｔ-Turn[j]に格納されている数で示されるタイルにもっとも平均輝度が近い画像を素材画像から選択する。ここで選択候補となる素材画像は、使用回数Ｓが０〜Ｋ−１のものに限られる。なお、素材画像の選択方法は、ステップＳ３０６で説明したのと同様に、ＲＧＢ３刺激値の距離△Ｅを算出し、その値の最も小さいものを選択する。
【００５０】
ステップＳ４０８では、ステップＳ４０７で選択された画像をタイル部分に貼り付ける際に、当該タイルの周囲の８個のタイルにおいて、選択された素材画像が既に使用されていないかをチェックする。すなわち、（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos），（Ｘ_Pos−１，Ｙ_Pos＋１），（Ｘ_Pos，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos，Ｙ_Pos＋１），（Ｘ_Pos＋１，Ｙ_Pos−１），（Ｘ_Pos＋１，Ｙ_Pos），（Ｘ_Pos＋１，Ｙ_Pos＋１）に位置するタイルにすでに貼り付けられた素材画像と同一のものがないか判断する。なお、第２の実施形態では、タイルがランダムに選択されるので、あるタイルを処理する際にその周囲のどのタイルに素材画像が貼り付けられているかは一意には決まらない。
【００５１】
周囲の８個のタイルのいずれかにおいてステップＳ４０７で選択された素材画像が存在した場合は、ステップＳ４０９において、その選択された画像の使用回数ＳをＫ＋Ｓとして、当該タイルにおけるその素材画像の使用を禁止する。そして、ステップＳ４０７に戻り、同様の処理を行う。
【００５２】
以上のようにして、最終的には、その周囲のタイルに同一の素材画像が存在しない素材画像が選択されて貼り付けられる。なお、選択された画像をタイル部分に貼り付ける際、サイズが合わない場合は適正なサイズに変倍処理を行う。
【００５３】
ステップＳ４１０では、貼りつけられた素材画像の使用回数Ｓに１を足す。そして、ステップＳ４１１では、使用回数がＫ＋１以上の素材画像の使用回数からＫを引き、ステップＳ４０８及びＳ４０９において、近傍に同一画像が存在して使用禁止とされた素材画像の使用回数をもとにもどす。
【００５４】
以上の処理を、ｊ＝Ｍ×Ｎ−１になるまで行い、第一の画像中のすべてのタイルに対して処理が行われるまで続ける（ステップＳ４１２，Ｓ４１３）。
【００５５】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、タイルの使用限度をＫ回までとし、同一素材画像が隣り合う位置に配置されないようにするとともに、タイルの選択順序をランダムにとることにより、素材画像が少ない場合にでも、テクスチャーの少ない、画質が向上したモザイク画像を生成することができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態について説明する。第１の実施形態では各素材画像の使用限度数以下で、同一の素材画像が近接しないように素材画像を配置した。また、第２の実施形態では、更に素材画像を貼り付ける対象となるタイルの選択順序をランダムとすることにより、更にテクスチャーの低減を達成した。第１の実施形態も第２の実施形態も、元画像のタイルを一つずつ選択して置換すべき素材画像を選択し、貼り付けている。第３の実施形態では、一つのタイルについて素材画像が選択されると、その素材画像に近い特徴量を有するタイルを選択して、当該素材画像をその使用限度数まで用いて置換を行う。以下、第３の実施形態について説明する。
【００５７】
第３の実施形態によるモザイク画像生成装置の構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。以下、第３の実施形態によるモザイク画像生成装置におけるモザイク画像の生成手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
図５は第３の実施形態によるモザイク画像生成方法を示すフローチャートである。図５において、ステップＳ６００〜Ｓ６０６は、第１の実施形態のステップＳ３００〜Ｓ３０６と同じ処理であるので、ここでは説明を省略する。
【００５９】
ステップＳ６０７では選択された素材画像を位置カウンタで指示されるタイルに貼り込み、当該素材画像の使用回数Ｓを一つ増やす。ここで、使用回数Ｓが絶対使用回数Ｋよりも少なく、且つ未処理のタイルが存在する場合（ステップＳ６０８）、同一の素材画像が近傍に存在しないタイルの中から、選択された素材画像にもっとも近いタイルを選択する（ステップＳ６０９）。そして、ステップＳ６０７にもどり、当該素材画像の使用回数Ｓを一つ増やして、使用回数Ｓが絶対使用回数に達するか、すペてのタイルについての処理が終わるまで行う。
【００６０】
以上のようにして、使用回数Ｓが絶対使用回数Ｋ以上となった場合は、ステップＳ６１０へ進み、位置カウンタを更新して次の処理対象とスべきタイルを選択する。ステップＳ６１１では、位置カウンタの値から全てのタイルについて処理を終えたか否かを判定し、終えていれば本処理を終了する。一方、未処理のタイルがあれば、ステップＳ６１２へ進み、ステップＳ６１０における位置カウンタの更新によって指定されたタイルに既に素材画像が貼り付けられているか否かを判定する。既に素材画像が貼り付けられている場合は、ステップＳ６１０に戻り、更に位置カウンタを更新する。こうして、位置カウンタによって未処理のタイルが指示されると、ステップＳ６１２からステップＳ６０６へ戻り、上述の処理が繰り返される。
【００６１】
以上の処理を順次水平方向、垂直方向に連続して行い、すべてのタイルに対して処理が行われるまで続ける（Ｓ６１０，Ｓ６１１，Ｓ６１２）。
【００６２】
以上説明したように、第３の実施形態によれば、タイルの絶対使用回数をＫ回までとし、なおかつ同一画像が隣り合う位置に配置しないようにすることにより、素材画像が少ない場合にでも、画質を向上させたモザイク画像を生成することができる。また同一の画像をＫ枚存在させるようにできるので、神経衰弱といったようなゲームを行うことができるモザイク画像を生成することができる。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００６７】
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。
【００６８】
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ボ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、その機能拡張ボ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。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、生成されるモザイク画像の画質を向上させる画像処理装置及び方法を提供することが出来る。
【００７０】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態におけるモザイク画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態によるモザイク画像生成方法を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態によるモザイク画像生成方法を示すフローチャートである。
【図４】配列Ｔ-Turn[M*N-1]に、Ｍ×Ｎ−１個の数をランダムに切り混ぜて格納する手順を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施形態によるモザイク画像生成方法を示すフローチャートである。
【図６】モザイク手法で用いられる複数種類の画像の関係を示す図である。
【図７】モザイク画像の基本的な生成手順を説明するフローチャートである。
【図８】Ｍ×Ｎ（４×５）個の矩形に分割された第一の画像を示す図である。
【図９】個々のタイルのデータ構成を示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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