JP2010134567A - 画像処理装置ならびにその動作制御方法およびその動作制御プログラム - Google Patents

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Abstract

【目的】魚拓に似た画像を得る。
【構成】魚20を撮像し,立体画像21が得られる。立体画像21がスムージング処理およびオフセット処理されることにより,仮想面画像30が得られる。仮想面画像30と立体画像21との距離が算出される。仮想面画像30と立体画像21との距離が第1の距離以内であれば,そのような座標位置での仮想面画像の画素を黒く着色する。仮想面画像30と立体画像21との距離が第1の距離を越えていると,そのような座標位置での仮想面画像の画素は非着色(白く着色)とする。魚拓のような画像が得られる。
【選択図】図2

Description

この発明は,画像処理装置ならびにその動作制御方法およびその動作制御プログラムに関する。
魚拓を作成する場合には,釣った魚に墨を塗り,墨が塗られた魚に紙を押し当てることにより魚の形を紙に転写している。このようにして魚拓を作成すると,釣った魚が死んでしまったり,魚のぬめりを取ったり,魚を食べるためには墨を取り除いたりしなければならず,面倒なことが多い。このために,デジタル・カメラを用いて魚を撮像し,撮像により得られた魚の画像をトーン補正,エッジ強調などの加工処理することにより魚拓のような画像を生成するものがある(特許文献1)。
特開平9−305742号公報
しかしながら,トーン補正,エッジ強調などの加工処理だけで本物の魚拓のように仕上げることは難しいことが多い。
この発明は,魚のような被写体に代表される立体の被写体を撮像した場合に,あたかもその立体の被写体を紙に押し当てて転写したような画像を得ることを目的とする。
この発明による画像処理装置は,立体画像データによって表される立体画像を,立体画像の表面がなめらかとなるようなスムージング処理を行い仮想面画像を生成する仮想面画像生成手段,上記立体画像と上記仮想面画像との間の距離を,上記仮想面画像の座標位置ごとに算出する距離算出手段,および上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色する着色手段を備えていることを特徴とする。
この発明は,上記画像処理装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち,この方法は,仮想面画像生成手段が,立体画像データによって表される立体画像を,立体画像の表面がなめらかとなるようなスムージング処理を行い仮想面画像を生成し,距離算出手段が,上記立体画像と上記仮想面画像との間の距離を,上記仮想面画像の座標位置ごとに算出し,着色手段が,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色するものである。
この発明は,上記画像処理装置の動作を制御するプログラムも提供している。また,そのようなプログラムを格納した記録媒体も提供するようにしてもよい。
この発明によると,立体の被写体を撮像することにより得られる立体画像データによって表される立体画像に対して,立体画像の表面が滑らかとなるようなスムージング処理が行われることにより,仮想面画像が生成される。立体画像と仮想面画像との間の距離が仮想面画像ごとに算出される。算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の仮想面画像が第1の色(たとえば,黒)で着色される。仮想面画像は,あたかも立体の被写体に覆われた紙と捉えることができる。仮想面画像と立体画像との距離が第1の距離以内にある場合には,その第1の距離以内にある座標位置の仮想面画像が第1の色で着色されるので,その着色が,立体の被写体に押し付けられた紙の画像を表すようになる。あたかも立体の被写体を紙に押し当てて転写したような画像が得られるようになる。
上記着色手段は,たとえば,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色し,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離を超えている座標位置の上記仮想面画像を上記第1の色と異なる第2の色(たとえば,白)で着色するものである。
また,上記第2の色は上記被写体の背景の色である。
上記着色手段は,たとえば,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離よりも短い第2の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を,距離が短いほど薄くなるように第1の色で着色し,上記距離算出手段によって算出された距離が第2の距離から第1の距離の間にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色するものである。
上記着色手段は,たとえば,上記立体画像が上記仮想面画像上に投影された場合に,投影された画像内部であって,かつ上記距離算出段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色するものでもよい。
上記立体画像データは,たとえば被写体のカラー立体画像を表すものである。この場合,被写体の色を,被写体の種類および被写体の部分ごとに記憶する被写体色記憶手段,ならびに上記カラー立体画像の被写体の種類を判定する種類判定手段をさらに備えることが好ましい。そして,上記着色手段は,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面の画像の各部分を,上記種類判定手段によって判定された被写体の種類であって,その被写体の種類に対応して部分ごとに上記被写体色記憶手段に記憶されている色のうち,上記各部分に対応する部分の色に着色するものとなろう。
上記立体画像データが,カラー立体画像を表すものの場合には,色を代表して表す代表色のデータを色ごとに記憶する代表色データ記憶手段をさらに備えるとよい。そして,上記着色手段は,たとえば,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を,上記カラー立体画像が上記仮想面の画像上に投影された場合に,投影された画像内部のそれぞれの色を,その色に対応して上記代表色データ記憶手段に記憶されている代表色データによって表される色に着色するものである。
上記立体画像データが,カラー立体画像を表すものの場合には,上記着色手段は,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を,上記立体画像が上記仮想面画像上に投影された画像の色に着色するものとしてもよい。
図1は,この発明の実施例を示すもので,ディジタル・スチル・カメラ(画像処理装置)1の電気的構成を示すブロック図である。図2(A),(B),および(C)は,ディジタル・スチル・カメラ1を用いた撮像,撮像により得られる立体画像のレベル,およびスムージング画像のレベルの一例である。
この実施例は,魚(立体の被写体)を撮像し,魚拓のような画像を得るものであるが,魚に限らず,立体の被写体を撮像するものであればよい。立体の被写体を撮像することにより,後述のように版画のような画像か得られる。立体は平板に彫り物があるような凹凸があるものでもよい。
ディジタル・スチル・カメラ1には,撮像装置7が含まれている。この撮像装置7には,平行に配置された2個のCCD3および5が含まれている。これらのCCD3および5の前方にはCCD3および5の受光面上に被写体像を結像するための撮像レンズ2および4が設けられている。撮像装置7を用いて魚20が撮像されることにより(図2(A)参照),CCD3および5のそれぞれから,魚の画像を表す画像データが出力される。CCD3および5のそれぞれから出力された画像データは,立体画像生成装置6に入力する。立体画像生成装置において立体画像を表す立体画像データ(立体画像そのものを表わすデータでも,複数駒分の2次元画像データからなる多視点画像データそのもののように立体画像を生成可能なデータでもよい)が生成される。立体画像データは,立体画像格納装置8において一次的に格納される。
図2(B)は,上述のように,立体画像データによって表される立体画像のレベルを示している。図2(B)は,図2(A)に示す魚20のIIB−IIB線に沿う断面に相当している。このような立体画像を表す画像データ21は,魚20の凹みに対応してレベルが低下している部分22,23などが現れている。
図1に戻って,立体画像格納装置8に一時的に格納された立体画像データは,立体画像格納装置8から読み出されてスムージング処理装置9および距離判定装置11に入力する。スムージング処理装置9において,立体画像が滑らかとなるようなスムージング処理が行われる。
図2(C)は,立体画像のレベルとスムージング処理が行われることにより得られる仮想面画像のレベルとを示している。
立体画像を表す信号(データ)21についてスムージング処理が行われ,かつスムージング処理により得られた画像信号についてレベルが高くなるようにオフセット処理が行われる。これらの処理により,あたかも立体の被写体の上に紙を覆ったときの紙と見なすことのできる仮想面画像を表わす信号30が得られる。
この仮想面画像を表わす信号30と立体画像を表わす信号21との差が距離として測定される。その距離に応じて,仮想面画像に着色処理が行われる。
たとえば,立体画像を表わす信号21のうち,凹み22と凹み23との間の部分と仮想面画像のレベル30との距離(レベル差)ΔL1,凹み22と仮想面画像を表わす信号30との距離はΔL2,凹み23と仮想面画像を表わす信号21との距離はΔL3,凹み24と仮想面画像を表わす信号21との距離はΔL4,凹み25と仮想面画像を表わす信号30との距離はΔ25とする。これらの距離に応じた着色処理が行われる。
図3は,立体画像を表わす信号21と仮想面画像を表わす信号30との距離と着色される色との関係を示している。実際に魚の魚拓を取る場合,魚の表面に紙がくっつくと魚の表面に塗られた墨が紙につくので紙が黒くなり,魚の凹んでいる部分は紙がつかないので紙に墨がつかずに紙の色である白のままである。このように魚拓と同じような画像を得るために,距離がΔL(第1の距離)以内であれば,その距離を与える座標位置の仮想面画像は黒く着色される。距離がΔLを超えていると,その距離を与える座標位置の仮想面画像は白く着色される。
図4は,図3に示す着色の仕方により得られる仮想面画像40の一例である。上述のようにして仮想面画像40が得られることにより,版画のような魚拓画像41が得られる。
図1に戻って,スムージング処理装置9において上述したスムージング処理および仮想面画像生成処理が行われる。スムージング処理装置9において生成された仮想面画像を表すデータは仮想面画像格納装置10に与えられ,一時的に記憶される。仮想面画像データは,仮想面画像格納装置10から読み出され,距離判定装置11に入力する。距離判定装置11において,仮想面画像の座標ごとに上述したように仮想面画像と立体画像との距離が算出される。
距離判定装置11から仮想面画像を表す画像データと仮想面の座標ごとの距離データとが出力されて着色処理装置12に入力する。着色処理装置12において,上述のように距離に対応して仮想面画像が着色される。着色された仮想面画像が魚拓画像となる。着色処理装置12から魚拓画像データが出力されて魚拓画像格納装置13に与えられる。魚拓画像データは,魚拓画像格納装置13に一時的に格納される。
魚拓画像格納装置13に格納されている魚拓画像データが魚拓画像格納装置13から読み取られて表示装置14に与えられることにより,図4に示すような魚拓画像が表示装置14の表示画面に表示される。また,魚拓画像データは,外部メモリ制御装置15によりメモリ・カードのような外部メモリに記録される。
上述の実施例においては,図3に示すように,仮想面画像と立体画像との距離がΔL以下か否かに応じて着色の色を変えているが,さらに魚拓に近い画像を得るように着色を制御することもできる。
図5は,仮想面画像と立体画像との距離と,着色する色との関係を示すもので,図3に対応している。
図3に示すものは,第1の距離ΔLよりも遠い距離となる仮想面画像には白く着色し,第1の距離ΔL以下の第2の距離ΔL0よりもさらに短い距離となる仮想面画像については,距離が長くなるにつれて黒から徐々に灰色となるように濃淡が付けられている。第1の距離ΔLから第2の距離ΔL0の間の距離となる仮想面画像は黒く着色される。
図6は,図5に示す基準で仮想面画像を着色することにより得られる仮想面画像50の一例である。この仮想面画像50に含まれる魚拓画像51は,実際の魚拓に近いようになっている。これは,魚拓の場合には,版画と異なり,凸部が必ず黒くなるとは限らず,うろこの間のような凹み部分に墨がたまりやすく,その部分が最も黒くなりやすく,凹み部分であっても紙から離れていると墨が付着するにもかかわらず,白くなることがあるからである。このような魚拓の特性を考慮することにより,魚拓に近い画像51が得られる。
図7は,ディジタル・スチル・カメラ1の処理手順を示すフローチャートである。
魚が撮像され,立体画像(距離情報付き画像)が生成される(ステップ61)。生成された立体画像のスムージング処理,オフセット処理が行われることにより仮想面画像が生成される(ステップ62)。
つづいて,ある座標位置での立体画像と仮想面画像との距離が算出される(ステップ63)。算出された距離が第1の距離ΔL以内であるかどうかが判定される(ステップ64)。算出された距離が第1の距離ΔL以内であれば(ステップ64でYES),その座標位置の仮想面画像が着色される(ステップ66)。算出された距離が第1の距離ΔLを超えていると(ステップ64でNO),着色処理は行われない(ステップ67)。もっとも,白色など背景色としてもよい。
仮想面画像のすべての画素についてステップ63から66の処理が繰り返される(ステップ67)。
図8から図10は,他の実施例を示すものである。上述の実施例においては,仮想面画像と立体画像との距離とにもとづいて,仮想面画像に着色しているが,この実施例においては立体画像を仮想面画像上に投影し,投影された立体画像の内部を着色するものである。
図8は,ディジタル・スチル・カメラ1Aの電気的構成を示すブロック図である。この図において,図1に示すものと同一の処理については同一符号を付して説明を省略する。
立体画像格納装置8に格納されている立体画像データは被写体領域判定装置16にも入力する。被写体領域判定装置16において,仮想面画像に立体画像が投影された場合の投影画像の領域(被写体を平面的に撮像した場合の被写体像の領域)が判定される。必要であれば,仮想面画像を表すデータが被写体領域判定装置16に入力することとなろう。
図9は,被写体領域を示す画像70の一例である。画像70のうち,被写体領域71が検出される。検出された被写体領域71の内部72が着色されるように,かつ被写体領域71の外部73が着色されないように距離パラメータ設定装置17によって距離判定装置11に距離パラメータが設定される(図1参照)。
図10は,ディジタル・スチル・カメラ1Aの処理手順を示すフローチャートである。この図において,図7に示す処理と同一の処理については同一符号を付して説明を省略する。
立体画像が仮想面画像上に投影された場合に,投影画像外部の座標の場合には(ステップ81でNO),仮想面画像までの距離が無限遠となるように立体画像が設定される(ステップ83)。立体画像が仮想面画像上に投影された場合に,投影画像内部の座標の場合には(ステップ81でYES),ステップ83の処理はスキップされる。
仮想面画像のうち,投影画像外部の座標の部分については,仮想面画像までの距離が無限遠となるように設定されているので,距離が第1の距離以内とはならず(ステップ64でNO),非着色(背景色,白色に着色)となる(ステップ65)。魚拓画像を浮き上がられることができるようになる。
図11は,変形例を示すもので,ディジタル・スチル・カメラ1Aの処理手順を示すフローチャートである。
立体画像が仮想面画像上に投影された場合に,投影画像内部の座標の場合には(ステップ81でYES),通常テーブル(図3または図4に示す特性をもつテーブル)が設定される(ステップ91)。これに対して,立体画像が仮想面画像上に投影された場合に,投影画像外部の場合には(ステップ81でNO),被写体外用テーブルが設定される(ステップ92)。被写体外用テーブルは,図12に示す特性をもつものである。
図12を参照して,仮想面画像と立体画像との間の距離にかかわらず白い色に着色(非着色)する特性を有している。このような特性を与えるテーブルを参照して着色処理が行われることにより,被写体外の画像については白色となり,魚拓画像が浮き上がるようになる。
図11に戻って,ある座標位置での立体画像と仮想面画像との距離が算出され(ステップ93),その座標位置に応じて,通常テーブルまたは被写体外用テーブルを用いて,仮想面画像のすべての画素について仮想面画像の着色処理が行われるようになる(ステップ94,95)。
図13から図15は,さらに他の実施例を示すものである。
図13は,ディジタル・スチル・カメラ1Bの電気的構成を示すブロック図である。
この実施例は,カラーの魚拓画像を生成するものである。上述したCCD3および5はカラー撮像できるものであり,カラーの被写体画像データが出力されるものとする。
立体画像格納装置8から読み出された立体画像データは被写体部位判定装置18に与えられる。被写体部位判定装置18において立体画像の部位が判定される。被写体が魚の場合には,魚の背びれか,尾びれか,胴体かなどが判定される。被写体部位判定装置18にはメモリが内蔵されており,そのメモリに魚の種類および部位ごとに色が規定が規定されている色テーブルが格納されている。
図14は,色テーブルの一例である。
色テーブルには魚の種類,部位および色の項目が含まれている。魚の種類および部位ごとに色が規定されている。たとえば,魚の種類が鯛であれば,背びれは赤,尾びれは黒となる。入力装置(図示略)により魚の種類(被写体の種類)が入力され,その入力された魚の種類の部位が判定される。判定された部位について,色テーブルで規定されている色が着色されるように,図13に示す被写体部位判定装置18によって着色パラメータ設定装置19が制御される。仮想面画像において各部位に対応する部分が色テーブルで規定される色に着色されて魚拓画像が生成されることとなる。魚の種類は入力装置から入力するのではなく,立体画像から判定するようにしてもよい。その場合には,魚の種類を判定するためのデータも被写体部位判定装置18に記憶されていることとなろう。
図15は,ディジタル・スチル・カメラ1Bの処理手順を示すフローチャートである。この図において,図7に示す処理と同一の処理については同一符号を付して説明を省略する。
仮想面画像が生成されると(ステップ62),魚の部位を判別し,仮想面画像の各画素がどの部位に属するかが判定される(ステップ101)。立体画像を仮想面画像上に投影した場合に,投影画像内部の座標であれば(ステップ81でYES),その座標の仮想面画像は部位に応じた色(濃度でもよい)となるように設定される(ステップ102)。投影画像外部の座標であれば(ステップ81でNO),背景色となるように設定される(ステップ103)。
立体画像と仮想面画像との距離が第1の距離以内であれば(ステップ64でYES),設定された色で仮想面画像が着色されることとなる(ステップ66)。白黒でなく,カラーの魚拓画像が得られるようになる。
図16は,変形例を示すもので,ディジタル・スチル・カメラ1Bの処理手順を示すフローチャートである。
立体画像を仮想面画像上に投影した場合に投影画像内部の座標の場合には(ステップ81でYES),図14に示す特性をもつ色テーブルが設定される(ステップ91A)。立体画像を仮想面画像上に投影した場合に投影画像外部の座標の場合には(ステップ81でNO),図12に示す特性を持つ被写体外用テーブルが設定される(ステップ92)。
立体画像と仮想面画像との距離が算出され(ステップ93),座標位置ごとに設定されたテーブルを参照して着色されることとなる(ステップ94)。さらに,立体画像と仮想面画像との距離に応じて色の濃淡をつけるようにしてもよい。
上述の実施例においては,立体画像の部位を判別し,その部位ごとあらかじめ定められた色に着色しているが,色ごとに代表色をあらかじめ定め,撮像により得られた画像の色を,色ごとに定められている代表色に置き換えるようにしてもよい。
図17は,L*a*b*表色系色度図の一例である。
この色度図においては,多数の色の領域110に分割されている。多数の色の領域110ごとに代表色111が規定されている。領域110内に存在する色は,その領域の代表色111が着色されるようになる。この場合も立体画像と仮想面画像との距離に応じて濃淡をつけることが好ましい。
さらに,カラー立体画像が得られる場合には,得られたカラー立体画像データによって表される色を仮想面画像に着色するようにしてもよい。
ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。 (A)から(C)は,仮想面画像を生成する仕方を示している。 立体画像と仮想面画像との距離と,着色との関係を示している。 魚拓画像の一例である。 立体画像と仮想面画像との距離と,着色との関係を示している。 魚拓画像の一例である。 ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。 被写体領域を示す画像の一例である。 ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 立体画像と仮想面画像との距離と,着色との関係を示している。 ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 魚の種類および部位と着色される色との関係を示す色テーブルである。 ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 L*a*b*表色系色度図の一例である。
符号の説明
1,1A,1B ディジタル・スチル・カメラ(画像処理装置)
7 撮像装置
9 スムージング処理装置(仮想面画像生成手段)
11 距離判定装置(距離算出手段)
12 着色処理装置(着色手段)

Claims (10)

  1. 立体画像データによって表される立体画像を,立体画像の表面がなめらかとなるようなスムージング処理を行い仮想面画像を生成する仮想面画像生成手段,
    上記立体画像と上記仮想面画像との間の距離を,上記仮想面画像の座標位置ごとに算出する距離算出手段,および
    上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色する着色手段,
    を備えた画像処理装置。
  2. 上記着色手段は,
    上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色し,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離を超えている座標位置の上記仮想面画像を上記第1の色と異なる第2の色で着色するものである,
    請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 上記第2の色が上記被写体の背景の色である,請求項1または2に記載の画像処理装置。
  4. 上記着色手段は,
    上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離よりも短い第2の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を,距離が短いほど薄くなるように第1の色で着色し,上記距離算出手段によって算出された距離が第2の距離から第1の距離の間にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色するものである,
    請求項1から3のうち,いずれか一項に記載の画像処理装置。
  5. 上記着色手段は,
    上記立体画像が上記仮想面画像上に投影された場合に,投影された画像内部であって,かつ上記距離算出段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色するものである,
    請求項1から4のうち,いずれか一項に記載の画像処理装置。
  6. 上記立体画像データは,被写体のカラー立体画像を表すものであり,
    被写体の色を,被写体の種類および被写体の部分ごとに記憶する被写体色記憶手段,ならびに
    上記カラー立体画像の被写体の種類を判定する種類判定手段をさらに備え,
    上記着色手段は,
    上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像の各部分を,上記種類判定手段によって判定された被写体の種類であって,その被写体の種類に対応して部分ごとに上記被写体色記憶手段に記憶されている色のうち,上記各部分に対応する部分の色に着色するものである,
    請求項1から5のうち,いずれか一項に記載の画像処理装置。
  7. 上記立体画像データは,カラー立体画像を表すものであり,
    色を代表して表す代表色のデータを色ごとに記憶する代表色データ記憶手段をさらに備え,
    上記着色手段は,
    上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を,上記カラー立体画像が上記仮想面の画像上に投影された場合に,投影された画像内部のそれぞれの色を,その色に対応して上記代表色データ記憶手段に記憶されている代表色データによって表される色に着色するものである,
    請求項1から6のうち,いずれか一項に記載の画像処理装置。
  8. 上記立体画像デーは,カラー立体画像を表すものであり,
    上記着色手段は,
    上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を,上記立体画像が上記仮想面画像上に投影された画像の色に着色するものである,
    請求項1から7のうち,いずれか一項に記載の画像処理装置。
  9. 仮想面画像生成手段が,立体画像データによって表される立体画像を,立体画像の表面がなめらかとなるようなスムージング処理を行い仮想面画像を生成し,
    距離算出手段が,上記立体画像と上記仮想面画像との間の距離を,上記仮想面画像の座標位置ごとに算出し,
    着色手段が,上記距離算出手段によって算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色する,
    画像処理装置の動作制御方法。
  10. 画像処理装置を制御するプログラムであって,
    立体の被写体を撮像して得られる立体画像データによって表される立体画像を,立体画像の表面がなめらかとなるようなスムージング処理を行わせて仮想面画像を生成させ,
    上記立体画像と上記仮想面画像との間の距離を,上記仮想面画像の座標位置ごとに算出させ,
    算出された距離が第1の距離以内にある座標位置の上記仮想面画像を第1の色で着色させるように画像処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラム。
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