JP2919428B2

JP2919428B2 - 画像変形装置

Info

Publication number: JP2919428B2
Application number: JP9092499A
Authority: JP
Inventors: 晃井上; 譲二田島; 洋一佐藤
Original assignee: ENU II SHII JOHO SHISUTEMUZU KK; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: ENU II SHII JOHO SHISUTEMUZU KK; NEC Corp
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1999-07-12
Anticipated expiration: 2017-04-10
Also published as: US6035075A; JPH10283469A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＴＰ等に用いら
れるデジタル画像編集システムの画像変形装置に関し、
特に入力画像の一部分を高速に幾何変形して出力する画
像変形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、パソコンやワークステーション等
の小型コンピュータを利用して印刷物を作成するため
に、ＤＴＰ（デスクトップ・パブリッシング）が用いら
れている。

【０００３】このＤＴＰの分野においては、プレゼンテ
ーション、ポスター等を作成するため、背景上に複数の
画像を自由に変形して合成する処理が行われている。こ
のような処理を行う場合には、変形作業は背景や文字等
の他の要素と組み合わせながら、何度も試行錯誤しなが
ら行われる。ここで、元の画像に対してその一部分を変
形させることも多い。

【０００４】従来、このような画像の変形を行うための
画像変形装置として、座標(x,y) から(x',y') への高次
多項式変換式を用いて変形を行う画像変形装置がある。
例えば特開平２−２９２６８２号公報に開示された発明
において行っている歪みの補正はその一例である。ま
た、この特開平２−２９２６８２号公報に開示された発
明では、(x,y) 座標系から(u,v) 座標系への変換式とし
て次式が用いられている。

【０００５】

【数５】

【０００６】ここで、n,m は正の整数であり、 [Ａ] 及
び [Ｂ] は、(n＋1)×(m＋1)の歪み変形係数行列であ
る。すなわち上式は、一般的な多項式変形を表してい
る。この特開平２−２９２６８２号公報に開示された発
明では、変換前と変換後の点の座標値の幾つかを代入し
て、 [Ａ] 及び [Ｂ] を予め求めた上で、変換処理を全
ての画素に対して同等に行っている。

【０００７】また、特開平７−１９２１２２号公報に開
示された画像変形装置においては、画像全体を、縦横ｎ
×ｍに分割して、分割格子点を任意に移動することで変
形を行っている。この際、変形を行う格子点データのみ
について式(1) 及び式(2) で表される変換を行うことに
より画像変形の高速化を図っている。また、格子点で囲
まれた小矩形内の画素は４角の点の画素値により補間さ
れるとしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像変形装置では、変形効果を画像中の部分的にのみ作
用させることは考慮されておらず、変形効果を画像中の
部分的にのみ作用させる場合には、その画像全体に変形
処理を施さなければならないので、その作業時間の短縮
を図ることが困難であるという問題点を有している。

【０００９】ここで、上述の特開平７−１９２１２２号
公報に開示された画像変形装置においては、格子点の座
標値を調整することにより、ある画像中の一部分だけを
変形することを可能としている。その一方で滑らかな変
形を行うことができないという問題点を有している。

【００１０】例えば、画像の一部分に凸レンズや凹レン
ズを置いた場合に見られるような、部分拡大処理を行う
には、複雑な格子点のパラメータの設定がユーザに要求
されるので、格子点のパラメータを適切に設定すること
が非常に困難であった。このため、このような通常の変
形効果を画像中の部分的にのみ作用させるには、一旦変
形したい部分の領域を画像から切り出した上で、式(1)
及び式(2) によって変形した後、もう一度元の画像と合
成しなければならず、その作業時間の短縮化が困難であ
るという問題点を有している。

【００１１】一方、画像を変形させる際の試行錯誤の途
中では、部分的に変形させる位置を画像上において別の
位置に変更したい場合がしばしば発生する。従来の装置
では、この場合であっても、全く新たに画像変形を行う
場合の処理と同じ処理を初めから行うため、計算時間が
長くかかり、結果的に作業時間が増大するという問題点
を有している。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、入力画像の一部分を高速
に変形して出力することの可能な画像変形装置を提供す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
入力画像データを保持する入力画像バッファと、出力画
像データを保持する出力画像バッファと、画像の変形方
式及び部分変形領域を指定する画像変形指定装置と、前
記出力画像の各画素の変形前の座標値を算出する変形前
座標値算出部と、前記出力画像の各画素の座標値と、前
記変形前の座標値との間の移動量を表す座標移動量を算
出する座標移動量算出部と、前記座標移動量を画素再配
置マップとして保持する画素再配置マップ記憶部と、前
記画素再配置マップ記憶部に保持された座標移動量に基
づき画素を再配置しながら入力画像バッファから出力画
像バッファに画素値を転送する部分画素変形手段とを有
することを特徴とする。

【００１４】従って、この発明によれば、部分変形を行
う入力画像の画像データが保持され、画像の変形方式及
び部分変形領域が指定されると共に、部分変形領域の中
に変換される画素の変形前の座標値が算出され、この座
標値の移動量が保持されて画素再配置マップとして作成
されるので、画素を再配置しながらの入力画像バッファ
から出力画像バッファへの画素値の転送を容易に行うこ
とができ、画像の部分変形を高速に行える。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記画像変形指定装置は、前記部分変形領
域の画像内における位置を指定する位置指定手段と部分
変形領域の大きさを指定する大きさ指定手段とを備えた
部分変形領域指定手段と、前記画像の変形方式を表す複
数の変形パターンの中から１つの変形パターンを指定す
る変形パターン指定手段と、前記指定された変形パター
ンの変形パラメータをユーザパラメータとして指定する
ユーザパラメータ指定手段とを有し、前記変形前座標値
算出部は、変形前の座標(x,y) が変形後に(x',y') に移
動する場合、 (x,y)＝Ｆ^-1(x',y') なる座標変換演算Ｆ
^-1を行う座標変換部を有することを特徴とする。

【００１６】従って、この発明によれば、請求項１に記
載の発明の作用が得られると共に、部分変形を行う領域
の画像上における位置と大きさとを容易に指定すること
ができ、部分変形の変形パターンが指定され、この変形
パターンのパラメータを指定することができるので、画
像の変形をより細密に行うことができ、さらに、変形後
の座標に基づいて、変形前の座標を得ることができる。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２に記載の
発明において、前記変形前座標値算出部が有する前記座
標変換部は、前記指定可能な変形パターンに対応した変
形をそれぞれ行う第１から第ｎの座標変換部（ｎは１以
上の整数）を有し、前記変形前座標値算出部は、前記変
形パターン指定手段の指示に基づいて、前記第１から第
ｎの座標変換部のいずれかによる座標変換に切替える座
標変換選択部を有することを特徴とする。

【００１８】従って、この発明によれば、請求項２に記
載の発明の作用が得られると共に、部分変形を行う変形
パターンを１以上有していることにより、より適切な変
形パターンを選択することができる。

【００１９】請求項４記載の発明は、請求項２又は３に
記載の発明において、前記座標変換部は、

【００２０】

【数６】

【００２１】なる座標変換演算を行う高次多項式座標変
換部を有することを特徴とする。

【００２２】従って、この発明によれば、請求項２又は
３に記載の発明の作用が得られると共に、座標変換演算
として高次多項式座標変換を行うことができる。

【００２３】請求項５記載の発明は、請求項２から４の
いずれかに記載の発明において、前記座標変換部は、(c
x,cy) をレンズの中心座標、Ｒ_aを楕円のｘ軸方向の半
径、Ｒ_bを楕円のｙ軸方向の半径、αをパラメータとし
て、

【００２４】

【数７】

【００２５】なる座標変換演算を行う楕円レンズ変形座
標変換部を有することを特徴とする。

【００２６】従って、この発明によれば、請求項２から
４のいずれかに記載の発明の作用が得られると共に、座
標変換演算として楕円レンズ変形座標変換を行うことが
できる。

【００２７】請求項６記載の発明は、請求項２から５の
いずれかに記載の発明において、前記座標変換部は、(c
x,cy) を拡大の中心、xmagをｘ軸方向の拡大率、ymagを
ｙ軸方向の拡大率として、ｘ＝cx＋（x'−cx）×xmag ｙ＝cy＋（y'−cy）×ymag なる座標変換演算を行う拡大変形座標変換部を有するこ
とを特徴とする。

【００２８】従って、この発明によれば、請求項２から
５のいずれかに記載の発明の作用が得られると共に、座
標変換演算として拡大変形座標変換を行うことができ
る。

【００２９】請求項７記載の発明は、請求項２から６の
いずれかに記載の発明において、前記座標変換部は、(c
x,cy) を波紋の中心、frを波紋形状パラメータ、Ｒを有
効半径、Ｈを波の最大振幅として、

【００３０】

【数８】

【００３１】なる座標変換演算を行う波紋型変形座標変
換部を有することを特徴とする。

【００３２】従って、この発明によれば、請求項２から
６のいずれかに記載の発明の作用が得られると共に、座
標変換演算として波紋型変形座標変換を行うことができ
る。

【００３３】請求項８記載の発明は、請求項２から７の
いずれかに記載の発明において、前記座標変換部は、(c
x,cy) を渦巻の中心、Ｒを有効半径、θを最大回転角と
して、

【００３４】

【数９】

【００３５】なる座標変換演算を行う渦巻型変形座標変
換部を有することを特徴とする。

【００３６】従って、この発明によれば、請求項２から
７のいずれかに記載の発明の作用が得られると共に、座
標変換演算として渦巻型変形座標変換を行うことができ
る。

【００３７】請求項９記載の発明は、請求項２から８の
いずれかに記載の発明において、前記ユーザパラメータ
指定手段は、画像を表示する部分変形領域表示部と、前
記部分変形領域表示部に表示された画像上において代表
点の始点と終点とを指示して代表点座標列データを出力
するための代表点指示手段と、前記代表点座標列データ
を、前記変形パターンに対応したユーザパラメータに変
換するユーザパラメータ変換部とを有することを特徴と
する。

【００３８】従って、この発明によれば、請求項２から
８のいずれかに記載の発明の作用が得られると共に、表
示された部分変形領域を確認し、代表点の始点と終点と
を指示して得られた代表点座標列データを変形パターン
に対応したユーザパラメータに変換することができるの
で、ユーザパラメータの設定をより確実、簡便に行うこ
とができる。

【００３９】次に、本発明に係る画像変形装置の原理に
ついて図１０、図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１は、本発明に係る画像変形装置により画像変形を
行った場合の一例を示す図である。

【００４０】この図１１は、画面に表示された人の顔の
画像を変形する場合を示している。元画像１００から部
分変形領域１０２を指定して処理した結果、出力画像１
０１では、部分変形結果１０３のように、顔の目の部分
の画像だけが大きく拡大された画像となっている。

【００４１】これらの機能を実現するため本発明では、
図１２に示されるような流れで処理を進める。図１２
は、本発明に係る画像変形装置の動作の一例を示すフロ
ーチャートである。

【００４２】まず、部分変形領域の大きさを指定し（ス
テップＳ１）、次に、部分変形領域の位置を指定する
（ステップＳ２）。

【００４３】この部分変形領域の大きさと位置の指定方
法としては、モニタに表示されたグラフィカルユーザイ
ンターフェースから、マウスやタブレットなどのポイン
ティングデバイスによって指定する方法がある。

【００４４】次に、変形パターンとユーザパラメータと
を指定する（ステップＳ３）。変形パターンとしては、
一般に用いられている変形として、高次多項式による変
形、楕円レンズ変形、拡大変形、波紋型変形、渦巻変形
等がある。これらそれぞれの変形パターンには、幾つか
の必要なパラメータがあるので、これらの必要なパラメ
ータをユーザパラメータとして設定する。従って、ユー
ザパラメータとは、これらのパラメータの中でユーザに
指定させる一部のパラメータを意味する。

【００４５】次に、変形パターンに応じた画素再配置マ
ップを生成する（ステップＳ４）。この画素再配置マッ
プについては後述する。

【００４６】そして、画素再配置マップを参照しながら
部分領域の画素値を再配置することにより変形処理が行
われる（ステップＳ５）。さらに、変形処理結果が意図
したものであるかを確認し、結果が良好であれば（Ｙｅ
ｓ）動作を終了し、不良であれば（Ｎｏ）再度変形領域
の指定から繰り返す（ステップＳ６）。以上で処理が終
了する。

【００４７】上述の画素再配置マップについて図１０を
参照して説明する。画素再配置マップ１４０とは、変形
対象となる領域である部分変形領域１４３と同じサイズ
を持つ２次元のデータ配列である。画素再配置マップ１
４０の各レコードには、それぞれ(dx,dy) の２つの値が
格納されている。ここで、この(dx,dy) は、変形後に置
き換えるべき画素値が格納されている座標値との相対距
離を表している。

【００４８】次に、画素再配置マップ１４０を用いて画
像を変形する方法について説明する。元画像１４１は図
１０に示すようなｘ，ｙ座標で表すものとし、左上が原
点(0,0) で右方向にｘ軸、下方向にｙ軸とする。また画
素再配置マップ１４０は、ij座標で表すものとし、左上
が原点(0,0) で右方向にｉ軸、下方向にｊ軸とする。

【００４９】本発明に係る画像変形装置における画像変
形では、変形したい部分変形領域１４３の上に画素再配
置マップ１４０を重ね、各画素と一致する座標の画素再
配置マップのレコードを参照して行われる。

【００５０】いま、部分変形領域１４３がオフセット値
１４２の位置にあるものとし、部分変形領域１４３内の
左上の点Ｄのｘ，ｙ座標を(ox,oy) とする。従って、(o
x,oy) はオフセット値１４２を示すことになる。そして
元画像の部分変形領域１４３上に画素再配置マップ１４
０を重ね、部分変形領域１４３内の元画像上での画素値
Ｐ(x,y) を次式(3) を用いて、Ｐ'(x,y)に置き換える。Ｐ'(x,y)＝Ｐ(x＋dx(x−ox,y−oy), y＋dy(x−ox,y−oy)) ・・・（３）

【００５１】Ｐ(x,y) は元画像の座標(x,y) における画
素値、Ｐ'(x,y)は元画像変形処理後の同じ座標(x,y) に
おける画素値である。dx(i,j), dy(i,j)は、画素再配置
マップ１４０での座標(i,j) における２つのレコード値
を示すものとする。

【００５２】図１０では、点Ｄ上にはレコードＡ１４４
が重なっているものとする。点Ｄのｘ，ｙ座標を(100,5
0)とするとき、点Ｄの変換後の画素値は、式(3) より、
Ｐ'(100,50) ＝Ｐ(100＋1,50＋2)となり、ｘ，ｙ座標(1
01,52)の画素値を配置することになる。

【００５３】以上のように、画素再配置マップ１４０に
は置き換える画素値の座標との相対距離が記述されてい
るので、元画像の対象となる画素の座標に画素再配置マ
ップ１４０の数値を加えた座標から、新たな画素値を参
照するという処理を、部分変形領域１４３内で行う。

【００５４】次に変形パターンに応じて画素再配置マッ
プ１４０を生成する方法について述べる。

【００５５】式(3) において、変形後の画素値Ｐ'(x,y)
は、再配置マップで間接的に指定される座標(x',y') の
画素値Ｐ(x',y') と同値である。すなわち変形処理は、
元画像の任意の座標(x,y) が座標(x',y') に変換する処
理として以下のように表される。Ｐ'(x,y)＝Ｐ(x',y') x'＝ｘ＋dx(x−ox,y−oy) ・・・（４） y'＝ｙ＋dy(x−ox,y−oy)

【００５６】ここでdxとdyは、変形前の座標値(x,y) と
変形後の座標値(x',y') との関連が既知であれば、 dx＝x'−x ・・・（５） dy＝y'−y として求められる。さらに、(x,y) を(x',y') の変換関
数で表現することができれば、dxとdyは(x',y') の関数
となるので、(x',y') 座標が決まれば、変形前の座標
(x,y) と共に、dx,dy が求められる。このようにして求
められたdx,dy が、画素再配置マップ１４０に記録され
ることになる。

【００５７】ここで、(x,y) を(x',y') の関数で表した
ものを、幾何変換式と呼ぶ。幾何変換式は、変形のパタ
ーンによって多くの種類がある。

【００５８】例えば変形パターンとして、高次多項式変
形を選択した場合、以下の幾何変換式を用いる。

【００５９】

【数１０】

【００６０】このときのパラメータは、係数 a_ij,b_ijで
あり、あらかじめ指定しておくこともできるし、ユーザ
がファイルから入力させることもできる。

【００６１】変形パターンとして、楕円レンズ変形を選
択した場合、例えば以下の幾何変換式を用いることがで
きる。(cx,cy) はレンズの中心座標、Ｒ_aは楕円のｘ軸
方向の半径、Ｒ_bは楕円のｙ軸方向の半径である。

【００６２】

【数１１】

【００６３】αは、−１から１までの値を取るパラメー
タであり、αが正の時には凸レンズ、負の時には凹レン
ズを、あたかも部分領域の上に置いたかのような効果を
出すことが出来る。部分変形領域全体に対して楕円レン
ズ変形を行う場合には、(cx,cy) は部分変形領域の中心
座標として、またＲ_a，Ｒ_bは部分変形領域の幅と高さ
の１／２として求められる。このときにはユーザパラメ
ータとして、変形量αを指定すればよい。

【００６４】また変形パターンとして、拡大変形を選択
した場合、例えば以下の幾何変換式を用いることが出来
る。(cx,cy) は拡大の中心、xmagはｘ軸方向の拡大率、
ymagはｙ軸方向の拡大率である。ｘ＝cx＋（x'−cx）×xmag ・・・（８）ｙ＝cy＋（y'−cy）×ymag 部分変形領域全体に対して拡大変形を行う場合には、(c
x,cy) は部分変形領域の中心座標として求められる。こ
のときにはユーザパラメータとして、xmag,ymagを指定
する。

【００６５】また変形パターンとして、波紋型変形を選
択した場合、例えば以下の幾何変換式を用いることがで
きる。(cx,cy) は波紋の中心、Ｒは有効半径、ｗは有効
半径内の波の数、Ｈは波の最大振幅である。

【００６６】

【数１２】

【００６７】部分変形領域全体に対して波紋型変形を行
う場合には、例えば(cx,cy) は部分変形領域の中心座標
として、またＲは部分変形領域の短い方の１辺の１／２
として求められる。このときユーザパラメータとして、
波の数ｗと振幅Ｈを指定すればよい。

【００６８】また変形パターンとして、渦巻型変形を選
択した場合、例えば以下の幾何変換式を用いることがで
きる。(cx,cy) は渦巻の中心、Ｒは有効半径、θは最大
回転角である。

【００６９】

【数１３】

【００７０】ここでＧ(r) はｒの関数である。Ｇ(r) の
例としては、

【００７１】

【数１４】

【００７２】あるいは、

【００７３】

【数１５】

【００７４】等がある。ここで、Ｃは任意の係数であ
る。

【００７５】部分変形領域全体に対して渦巻型変形を行
う場合には、例えば(cx,cy) は部分変形領域の中心座標
として、またＲは部分変形領域の短い方の１辺の１／２
として求められる。このときユーザパラメータとして
は、θを指定すればよい。

【００７６】以上のような動作により、入力画像の一部
分を高速に変形して出力することの可能な画像変形装置
を提供することができる。

【００７７】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る画像変形装置
の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、本発明に係る画像変形装置の一実施形態のブロ
ック図を示す。

【００７８】この図１に示す画像変形装置は、変形させ
る領域、変形のパターン及び変形パターンのパラメータ
を指定する画像変形指定装置１６と、変形パターンに基
づき変形した画像の各画素の変形前の座標値を算出する
変形前座標値算出部３と、変形前の画素と変形後の画素
の座標値の移動量を算出する座標移動量算出部１４と、
この移動量を記憶する画素再配置マップ記憶部４と、入
力した画像データを格納する入力画像バッファ１と、入
力画像バッファ１に格納された画像データを変形しなが
ら出力画像バッファに転送する部分画素変形手段５と、
出力画像データを格納する出力画像バッファ６とから構
成される。

【００７９】また、画像変形指定装置１６は、変形する
部分領域の位置と大きさとを指定するための部分変形領
域指定手段２と、変形するパターンを指定するための変
形パターン指定手段７と、変形パターンのパラメータを
指定するためのユーザパラメータ指定手段１５とから構
成される。この部分変形領域指定手段２はさらに位置指
定手段８と大きさ指定手段９とを有している。

【００８０】また、変形前座標値算出部３は、第１から
第ｎの座標変換部１０〜１２からなる座標変換部１７
と、各座標変換部を選択するための座標変換選択部１３
とから構成されている。

【００８１】図２に、上記画像変形指定装置１６の一例
を示す。この画像変形指定装置１１０は、モニタ１１９
とポインティングデバイスであるマウス１２０とから構
成され、モニタ１１９には、グラフィカルユーザインタ
ーフェースである変形指定メニュー１２１が表示されて
いる。

【００８２】変形指定メニュー１２１には、元画像を表
示する画像表示窓１１１と、位置の指定を実行するため
の位置指定モードスイッチ１１２と、大きさの指定を開
始するための大きさ指定モードスイッチ１１３と、幅を
指定するための幅指定用スライダーバー１１４と、高さ
を指定するための高さ指定用スライダーバー１１５と、
変形パターンの指定を実行するための変形パターン指定
スイッチ１１６と、ユーザパラメータを指定するための
ユーザパラメータ指定用スライダーバー１１７とから構
成される。

【００８３】この図２に示される画像変形指定装置１１
０と、図１に示される画像変形指定装置１６との対応関
係としては、図１に示される部分変形領域指定手段２
が、図２に示される画像表示窓１１１、位置指定モード
スイッチ１１２、大きさ指定モードスイッチ１１３、幅
指定用スライダーバー１１４及び高さ指定用スライダー
バー１１５に対応し、図１に示される変形パターン指定
手段７が図２に示される変形パターン指定スイッチ１１
６に対応し、図１に示されるユーザパラメータ指定手段
１５が図２に示されるユーザパラメータ指定用スライダ
ーバー１１７に対応する。

【００８４】次に、本実施形態に係る画像変形装置の動
作について説明する。先ず、ユーザは、画像変形指定装
置１６によって、画像中のどこに（位置及び大きさ）、
どのような変形（変形パターン及びパラメータ）を施す
のかを指定する。

【００８５】図２に示される画像変形指定装置１１０に
より部分変形領域１１８を指定する場合を例に説明す
る。まず、大きさ指定モードスイッチ１１３をマウス１
２０のクリック等によりＯＮにする。このとき画像表示
窓１１１には、初期位置に、部分変形領域１１８を示す
矩形が表示されている。

【００８６】次に、幅指定用スライダーバー１１４と、
高さ指定用スライダーバー１１５とを調整しながら、部
分変形領域１１８の大きさを設定する。

【００８７】次に位置指定モードスイッチ１１２をＯＮ
にして、マウス１２０によって、画像表示窓１１１の中
で部分変形領域１１８の矩形を移動させることにより部
分変形領域１１８の位置の設定を行う。

【００８８】この際、マウス１２０を斜めにドラッグす
ることにより部分変形領域１１８の大きさと位置を指定
してもよい。この場合の指定方法を図３に示す。この指
定方法は、起点１３１でマウスのボタンを押下し、押下
したまま終点１３２までポインティングデバイスの軌跡
１３３のように移動させる操作によって指定矩形領域１
３４の大きさを指定するものである。

【００８９】なお、本実施形態ではポインティングデバ
イスとしてマウス１２０を用いているが、タブレットや
キーボードなどの任意のポインティングデバイスで代用
することが可能である。

【００９０】上述のように部分変形領域の位置と大きさ
の設定が終了した後、次にこの部分変形領域を変形する
ための変形パターンを指定する。この変形パターンの指
定は、図１に示す変形パターン指定手段により行う。

【００９１】前述したように、図１に示す変形パターン
指定手段７は、図２に示す変形パターン指定スイッチ１
１６に対応する。この図２では、変形パターンとしては
Ａ〜Ｅの五つが示されているのみであるが、本発明は変
形パターンを五つに限定するものではない。また、これ
ら変形パターンは、多項式変形、楕円レンズ変形、拡大
変形、波紋型変形、渦巻変形等のパターンであり、これ
らのパターンの中から１つを選択することになる。

【００９２】次に、上述の変形パターンの選択が終了し
た後、選択した変形パターンのパラメータを指定する。
この変形パターンの指定は、図１に示すユーザパラメー
タ指定手段１５により行われる。前述したように、図１
に示されるユーザパラメータ指定手段１５は、図２に示
されるユーザパラメータ指定用スライダーバー１１７に
対応する。

【００９３】本実施形態においては、ユーザは、ユーザ
パラメータ指定用スライダーバー１１７により各変形パ
ターンに応じたユーザパラメータを指定する。なお変形
パターンによって複数のユーザパラメータが必要な場合
には、ユーザパラメータ指定手段１５に、複数のスイッ
チを持たせれば良い。

【００９４】さらに、ユーザパラメータ指定手段１５と
して、図２に示されるようなユーザパラメータ指定用ス
ライダーバー１１７を用いる方式だけでなく、画像表示
窓上にて直接指示するものを用いても良い。

【００９５】この画像表示窓上にて直接指示するものに
ついて図４を参照して説明する。図４に示されるユーザ
パラメータ指定手段１５４のように、まず部分変形領域
表示部１５２に、部分変形領域の画像を表示し、マウス
等の代表点指示手段１５３により代表点の始点１５０を
指定し、次に代表点指示手段１５３で代表点の終点１５
１を指定する操作を行う。この場合、図１に示されるユ
ーザパラメータ指定手段１５に対応するものは、部分変
形領域表示部１５２及び代表点指示手段１５３である。
代表点指示手段１５３としては、マウス、タブレット、
電子ペン等の任意のポインティングデバイスがある。

【００９６】部分変形領域表示部１５２上で指定された
座標列は、座標値検出部１５５で検出され、ユーザパラ
メータ変換部１５６に出力される。ユーザパラメータ変
換部１５６では、指定された変形パターンの種類に応じ
て、代表点の始点と終点の座標値から変形に用いるユー
ザパラメータが計算される。ユーザパラメータの計算方
法としては、始点と終点の座標値列を前述の幾何変形式
に代入し、連立方程式を解く方式などがある。

【００９７】従って、図４に示されるような方式によっ
ても、ユーザパラメータを指定することができる。

【００９８】上述のユーザパラメータの指定が終了する
と、次に、図１に示される変換前座標値算出部３の動作
となる。この変換前座標値算出部３は、画像変形指定装
置１６で指定された部分変形領域内の変換後の画素の座
標が、変換前の画像のどの座標から移動されて来るのか
を算出する。

【００９９】この算出の動作について説明する。まず、
変換前座標値算出部３に備えられた座標変換選択部１３
は、指定された変形パターンによって起動する座標変換
部を選択してそれにスイッチする。座標変換部は、第１
の座標変換部１０、第２の座標変換部１１という様にｎ
個（ｎは１以上の整数）のモジュールからなる。

【０１００】それぞれの座標変換部における処理につい
て述べる。座標(x,y) が変形後に(x',y') に移動したと
すると、画像変形は (x',y')＝Ｆ(x,y) で表すことがで
きる。ここで、 (x,y)＝Ｆ^-1(x',y') なる関数Ｆ^-1が存
在すれば、変換後の画素の座標値(x',y') をＦ^-1に代入
することによって、部分変形領域内の変換後の画素の座
標が、変換前の画像のどの座標から移動されて来たのか
を算出することができる。

【０１０１】例えば、高次多項式変形、楕円レンズ変
形、拡大変形、波紋型変形、渦巻変形などのパターンは
すべてＦ^-1が存在しており、それぞれ上述の式(6),式
(7),式(8),式(9),式(10)で表すことができる。

【０１０２】図５に、高次多項式変形を行う座標変換部
のブロック図を示す。この高次多項式座標変換部２０に
は、ユーザパラメータとして多項式係数列が与えられ
る。この多項式係数列は、多項式係数記憶部２２に保存
される。多項式演算部２１では、式(6) に基づく演算を
行う。この多項式演算部２１は、電子回路若しくはプロ
グラムされたマイクロコンピュータであり、多項式係数
と、ユーザパラメータと部分変形領域の大きさ、位置を
読み取って、変形前の座標値を式(6) に従って算出す
る。

【０１０３】図６に、楕円レンズ変形を行う座標変換部
のブロック図を示す。この楕円レンズ座標変換部３０に
は、ユーザパラメータとして式(7) に示されるαが与え
られる。このユーザパラメータはレンズ変形パラメータ
記憶部３２に保存される。そして、レンズ変形演算部３
１は、式(7) に基づく演算を実行する。このレンズ変形
演算部３１は電子回路若しくはプログラムされたマイク
ロコンピュータであり、ユーザパラメータと部分変形領
域の大きさ、位置を読み取って、変形前の座標値を式
(7) に従って算出する。

【０１０４】図７に、拡大変形を行う座標変換部のブロ
ック図を示す。この拡大変形座標変換部４０には、ユー
ザパラメータとして式(8) に示されるxmag,ymag が与え
られる。このユーザパラメータは拡大変形パラメータ記
憶部４２に保存される。そして、拡大変形演算部４１
は、式(8) に基づく演算を実行する。この拡大変形演算
部４１は電子回路若しくはプログラムされたマイクロコ
ンピュータであり、ユーザパラメータと部分変形領域の
大きさ、位置を読み取って、変形前の座標値を式(8) に
従って算出する。

【０１０５】図８に、波紋型変形を行う座標変換部のブ
ロック図を示す。この波紋型変形座標変換部５０には、
ユーザパラメータとして式(9) に示されるＨ，ｗが与え
られる。ユーザパラメータは波紋型変形パラメータ記憶
部５２に保存される。そして、波紋型変形演算部５１
は、式(9) に基づく演算を実行する。電子回路若しくは
プログラムされたマイクロコンピュータであり、ユーザ
パラメータと部分変形領域の大きさ、位置を読み取っ
て、変形前の座標値を式(9) に従って算出する。

【０１０６】図９に渦巻型変形を行う座標変換部のブロ
ック図を示す。この渦巻型変形座標変換部６０には、ユ
ーザパラメータとして式(10)に示されるθが与えられ
る。ユーザパラメータは渦巻型変形パラメータ記憶部６
２に保存される。そして、渦巻型変形演算部６１は、式
(10)に基づく演算を実行する。この渦巻型変形演算部６
１は電子回路もしくはプログラムされたマイクロコンピ
ュータであり、ユーザパラメータと部分変形領域の大き
さ、位置を読み取って、変形前の座標値を式(10)に従っ
て算出する。

【０１０７】上述の座標変換部の動作の結果、部分変形
領域内の変換後の画素の座標(x',y') が、変換前の画像
のどの座標(x,y) から移動されて来たのかを算出した
後、次に変形前座標値算出部３の出力に基づき、座標移
動量算出部１４において、部分変形領域中の各画素の座
標の移動量を求めて画素再配置マップ記憶部４に保存す
る。各画素の移動量とは、図１０における、画素再配置
マップ１４０の各レコード値を指している。この移動量
(dx,dy) は、式(5) によって求めることができる。

【０１０８】各画素の座標の移動量が求まり、画素再配
置マップ記憶部４に保存された後、部分画素変形手段５
は、部分変形領域の位置、及び画素再配置マップ記憶部
４のデータを用いて実際の変形処理を行う。変形処理
は、出力画像バッファ６を走査していき、部分変形領域
外の画素については、入力画像バッファ１の同じ座標の
画素値をそのままコピーする。

【０１０９】部分変形領域内の画素については、画素再
配置マップ記憶部４内の当該座標におけるレコード(dx,
dy) を参照し、当該座標から(dx,dy) 分離れた座標にあ
る入力画像バッファ１の画素値を、出力画像バッファ６
にコピーする。

【０１１０】従って、本実施形態によれば、画像の一部
分に変形処理を行う場合であっても、その変形領域の設
定、変更が容易となると共に、さらに、その変形領域の
みについて変形動作を実行するので、全画素に変形処理
を行う場合に比べて処理時間を短縮することができ、結
果として作業時間の短縮を図ることができる。

【０１１１】さらに、ユーザは変形処理を行った結果を
確認し、もし結果が不良であれば、もう一度画素変形指
定装置１６によってパラメータを設定し直した上で、変
形処理を行い、結果が良好となるまで作業を継続するこ
とができるので、正確、かつ、高速に変形処理を実行す
ることができる。

【０１１２】

【発明の効果】本発明の画像変形装置は、部分変形領域
である画像中の一部分のみに変形効果を作用させること
ができるという効果がある。これにより、座標変換の演
算も部分変形領域内だけで済むので高速演算が可能にな
ると共に、制御点の移動による方式では困難であった、
レンズ効果や、渦巻などの効果を容易に実現することが
可能な画像変形装置を提供することができる。

【０１１３】さらに、部分変形領域に対応する画素再配
置マップを一度生成しておけば、後で部分変形領域の位
置だけを移動した場合に、画素再配置マップはそのまま
使用することができるので、座標変換の演算を省略する
ことができ、極めて高速に画像変形処理を行うことが可
能となり、ユーザによる画像変形の際の試行錯誤を容易
にし、画像編集の作業効率を大幅に向上させることの可
能な画像変形装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像変形装置の一実施形態のブロ
ック図である。

【図２】図１に示す画像変形装置が有する操作メニュー
の一例を示す図である。

【図３】図１に示す画像変形装置による部分変形領域の
指定方法の一例を示す図である。

【図４】図１に示す画像変形装置によるユーザパラメー
タの指定方法の一例を示す図である。

【図５】図１に示す画像変形装置が有する高次多項式座
標変換部のブロック図である。

【図６】図１に示す画像変形装置が有する楕円レンズ変
形座標変換部のブロック図である。

【図７】図１に示す画像変形装置が有する拡大変形座標
変換部のブロック図である。

【図８】図１に示す画像変形装置が有する波紋型変形座
標変換部のブロック図である。

【図９】図１に示す画像変形装置が有する渦巻型変形座
標変換部のブロック図である。

【図１０】図１に示す画像変形装置が記憶する画素再配
置マップの一例を示す図である。

【図１１】本発明に係る画像変形装置が行う画像変形の
一例を示す図である。

【図１２】本発明に係る画像変形装置の動作の一例を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１入力画像バッファ２部分変形領域指定手段３変形前座標値算出部４画素再配置マップ記憶部５部分画素変形手段６出力画像バッファ７変形パターン指定手段８位置指定手段９大きさ指定手段１０第１の座標変換部１１第２の座標変換部１２第ｎの座標変換部１３座標変換選択部１４座標移動量算出部１５ユーザパラメータ指定手段１６画像変形指定装置１７座標変換部２０高次多項式座標変換部１００元画像１０１出力画像１０２部分変形領域１０３部分変形結果１４０画素再配置マップ１４１元画像１４２オフセット値１４３部分変形領域１４４レコードＡ１５０代表点の始点１５１代表点の終点１５２部分変形領域表示部１５３代表点指示手段１５４ユーザパラメータ指定手段１５５座標値検出部１５６ユーザパラメータ変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤洋一神奈川県川崎市高津区坂戸３−２−１株式会社エヌイーシー情報システムズ内 (56)参考文献特開平９−106453（ＪＰ，Ａ) 特開平５−127654（ＪＰ，Ａ) 特開平１−246675（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 3/00 - 3/60 H04N 5/262

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像データを保持する入力画像バッ
ファと、出力画像データを保持する出力画像バッファと、画像の変形方式及び部分変形領域を指定する画像変形指
定装置と、前記出力画像の各画素の変形前の座標値を算出する変形
前座標値算出部と、前記出力画像の各画素の座標値と、前記変形前の座標値
との間の移動量を表す座標移動量を算出する座標移動量
算出部と、前記座標移動量を画素再配置マップとして保持する画素
再配置マップ記憶部と、前記画素再配置マップ記憶部に保持された座標移動量に
基づき画素を再配置しながら入力画像バッファから出力
画像バッファに画素値を転送する部分画素変形手段とを
有することを特徴とする画像変形装置。
【請求項２】前記画像変形指定装置は、前記部分変形領域の画像内における位置を指定する位置
指定手段と部分変形領域の大きさを指定する大きさ指定
手段とを備えた部分変形領域指定手段と、前記画像の変形方式を表す複数の変形パターンの中から
１つの変形パターンを指定する変形パターン指定手段
と、前記指定された変形パターンの変形パラメータをユーザ
パラメータとして指定するユーザパラメータ指定手段
と、前記変形前座標値算出部は、変形前の座標(x,y) が変形後に(x',y') に移動する場
合、(x,y) ＝Ｆ^-1(x',y') なる座標変換Ｆ^-1を行う座標
変換部を有することを特徴とする請求項１記載の画像変
形装置。
【請求項３】前記変形前座標値算出部が有する前記座
標変換部は、前記指定可能な変形パターンに対応した変形をそれぞれ
行う第１から第ｎの座標変換部（ｎは１以上の整数）を
有し、前記変形前座標値算出部は、前記変形パターン指定手段の指示に基づいて、前記第１
から第ｎの座標変換部のいずれかによる座標変換に切り
替える座標変換選択部を有することを特徴とする請求項
２記載の画像変形装置。
【請求項４】前記座標変換部は、【数１】なる座標変換演算を行う高次多項式座標変換部を有する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像変形装
置。
【請求項５】前記座標変換部は、 (cx,cy) をレンズの中心座標、Ｒ_aを楕円のｘ軸方向の
半径、Ｒ_bを楕円のｙ軸方向の半径、αをパラメータと
して、【数２】なる座標変換演算を行う楕円レンズ変形座標変換部を有
することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載
の画像変形装置。
【請求項６】前記座標変換部は、 (cx,cy) を拡大の中心、xmagをｘ軸方向の拡大率、ymag
をｙ軸方向の拡大率として、ｘ＝cx＋（x'−cx）×xmag ｙ＝cx＋（y'−cy）×ymag なる座標変換演算を行う拡大変形座標変換部を有するこ
とを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の画像
変形装置。
【請求項７】前記座標変換部は、 (cx,cy) を波紋の中心、frを波紋形状パラメータ、Ｒを
有効半径、Ｈを波の最大振幅として、【数３】なる座標変換演算を行う波紋型変形座標変換部を有する
ことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の画
像変形装置。
【請求項８】前記座標変換部は、 (cx,cy) を渦巻の中心、Ｒを有効半径、θを最大回転角
として、【数４】なる座標変換演算を行う渦巻型変形座標変換部を有する
ことを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の画
像変形装置。
【請求項９】前記ユーザパラメータ指定手段は、画像を表示する部分変形領域表示部と、前記部分変形領域表示部に表示された画像状において代
表点の始点と終点とを指示して代表点座標列データを出
力するための代表点指示手段と、前記代表点座標列データを、前記変形パターンに対応し
たユーザパラメータに変換するユーザパラメータを変換
部とを有することを特徴とする請求項２から８のいずれ
かに記載の画像変形装置。