JP4184703B2 - 画像修正方法およびシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、壁、床、天井等の建築物内装表面、家具、建具、造作部表面等を加飾する建材印刷物に利用される画像の作成に関し、特に繋ぎ目が目立たないようにシームレスなエンドレス画像を作成するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建材印刷物は、出版印刷物、商業用印刷物等の汎用印刷物に比べて、長さが非常に長い（長尺）。例えば、壁面に加飾する印刷物を考えると、建物の床から天井までの長さは、通常２．５ｍ程度はあり、また部屋の端から端までの水平方向長さも、６畳間の場合で、長辺が３．５ｍ程度はある。したがって、建材印刷物用の画像も、最低限その程度の長さは繋ぎ目なく連続し、一続きとなったエンドレスな画像、すなわちエンドレス画像が必要となる。
【０００３】
上記のような長尺の画像を印刷用版胴の１円周以内に収めることは不可能である。そのため、１円周分の画像の印刷方向の始端部の辺と終端部の辺とを版胴上で接続して（繋いで）製版する。そして、印刷時に版胴が１回転するごとに１円周分の画像が途切れることなく繰返し印刷されることによって、任意の長さの長尺印刷物を得ている。
【０００４】
ただし、単に１円周分の画像の印刷方向の始端部の辺と終端部の辺とを突合わせて接続したのみでは、接続部（繋ぎ目）で画像が不連続となり、エンドレス画像は得られない。版胴画像のエンドレス化のためには、画像の繋ぎ目において、繋ぎ目を境界として両側画像の不連続部分を連続化して、繋ぎ目を目視で認識不能とする作業、すなわち、シームレス化が必要となる。
【０００５】
そこで、特に木目模様の場合は有効な、画像繋ぎ目のシームレス化による版胴画像のエンドレス化の手法として、特公昭４３−２０６５号公報等記載のごとく、円周上の繋ぎ目を波形、あるいはジグザグの折れ線として、繋ぎ目自体を目立ち難い形状とし、かつ繋ぎ目近傍領域を熟練工が手作業で加筆、脱色、染色、削除等を行うことにより、画像の不連続を修正してシームレス化することが広く行われてきた（従来技術▲１▼）。
【０００６】
又近年は、電子計算機を応用したデジタル画像処理技術の進歩によって、原稿画像をスキャナーで読込んでデジタルデータ化し、ＣＲＴ等の表示装置上でマウス、タブレット、カーソル等により修正箇所を指定し、画面内の他の部分等から適当な画像をコピーして移植する等の手法により、より作業性を向上させることが試みられている（従来技術▲２▼）。さらに、繋ぎ目のシームレス化の作業を両側画像の平均化演算処理によって、自動的に所定の式で計算することによって効率化する方法も提案されている（従来技術▲３▼）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術▲１▼においては、シームレス化は、全て熟練工の手作業によるため、作業効率が低く、かつ近年では熟練工の確保も困難となってきている。なおかつ、再版時に全く同一のシームレス処理の版を再現することも困難である。
【０００８】
上記従来技術▲２▼においては、シームレス化の作業にデジタル化、機械化した処理を採用することにより、上記従来技術▲１▼に比べれば、画像の繋ぎ目等の工程については、作業の効率化は図れた。しかし、特にシームレス化の作業自体は、依然として熟練工の勘と手作業に依存する点においては、ほとんど改善にはなっていない。
【０００９】
上記従来技術▲３▼では、シームレス化の作業をもデジタル処理により自動化することによって効率化は図られた。しかし、シームレス化が、単に両側の画像を繋ぎ目において加算（平均化）しているため、繋ぎ目近傍において、空間周波数の高周波成分が欠落し、画像の微細構造ないしは先鋭度が低下する。そのため、遠くから見ると依然として繋ぎ目が認識されてしまうという問題点が残ることになる。
【００１０】
上記のような点に鑑み、本発明は、その精度が高く繋ぎ目が目立たない画像を作成することが可能であると共に、作業者の熟練、手作業が不要で処理効率が高く、かつ再現性に優れた画像修正方法およびシステムを提供することを課題とする。
【００１１】
【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、同一の画像の端部と対向する端部を繋ぎ合わせた際に、その繋ぎ目が目立たないように画像を修正する方法として、修正対象となる原画像を入力する画像入力段階、原画像の繋ぎ目部分におけるオーバーラップ量を設定する段階、前記設定されたオーバーラップ量に基づいてオーバーラップ領域を作成する段階、前記入力された原画像の端部と対向する端部の境界を、前記オーバーラップ領域における前記端部の画素値と前記対向する端部の画素値の差が最小となる画素の累積に基づいて決定する段階、前記決定された境界に基づいて、前記原画像の端部および対向する端部の画素値を修正することにより修正画像を作成する段階を実行するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、原画像の繋ぎ目部分におけるオーバーラップ量に基づいて作成されるオーバーラップ領域において、原画像の端部と対向する端部の境界をその画素値の差が最小となる画素の累積に基づいて決定するようにしたので、画像を複数配列した際にも、繋ぎ目が目立たない画像を作成することが可能となる。
【００１３】
【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。
（1.システム構成）
まず、本発明に係る画像修正システムのシステム構成について説明する。図１は、画像修正システムの一実施形態を示すシステム構成図である。図１において、１は原画像入力手段、２はオーバーラップ量設定手段、３は演算制御装置、３ａはオーバーラップ領域作成手段、３ｂは最適境界決定手段、３ｃは画素値修正手段、４は画像出力手段である。
【００１４】
原画像入力手段１は、シームレス処理、エンドレス処理の対象となる原画像を入力するためのものであり、デジタルデータの読取装置で原画像データを読取らせることにより実現される。また、原画像が紙媒体等に描画されている場合は、スキャナ、デジタルカメラ等を利用してデジタル化した後入力する。オーバーラップ量設定手段２は、原画像の端部と対向する端部をどの程度オーバーラップ、すなわち重複させるかを設定するためのものであり、マウス、キーボード等の入力機器で実現される。
【００１５】
演算制御装置３は、本発明の中心的な役割を有するものであり、入力された原画像、設定されたオーバーラップ量に基づいて、原画像の両端部を修正することによりエンドレス化された修正画像を作成する機能を有している。実際には、コンピュータのＣＰＵ、メモリで構成され、メモリに専用のプログラムを読込み、ＣＰＵが順次実行することにより実現される。演算制御装置３は、さらにオーバーラップ領域作成手段３ａ、最適境界決定手段３ｂ、画素値修正手段３ｃを有している。オーバーラップ領域作成手段３ａは、入力された原画像のサイズおよび設定されたオーバーラップ量に基づいて、オーバーラップ領域のサイズを計算し、算出された大きさのメモリ空間を確保する機能を有している。最適境界決定手段３ｂは、オーバーラップ領域内の原画像の端部の画素値と対向する他の端部の画素値に基づいて原画像の端部と対向する他の端部の最適な境界を決定する機能を有している。画素値修正手段３ｃは、決定された最適境界に基づいて原画像上の画素値を変更する機能を有している。オーバーラップ領域作成手段３ａ、最適境界決定手段３ｂ、画素値修正手段３ｃはそれぞれ専用のプログラムをＣＰＵで実行することにより実現される。画像出力手段４は、作成された修正画像を出力する機能を有しており、画像を表示するためのディスプレイ装置、印刷するためのプリンター、データとして出力するための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。
【００１６】
（2.処理の流れ）
次に、本発明に係る画像修正方法について、図１に示した画像修正システムの処理動作と共に説明する。図２は本発明に係る画像修正方法の概要を示すフローチャートである。まず、原画像入力手段１より、エンドレス処理を行う対象となる原画像を入力する（ステップＳ１）。次に、オーバーラップ量設定手段２を用いて、オーバーラップ量の設定を行う（ステップＳ２）。オーバーラップ量は、原画像の端部と対向する端部を互いにオーバーラップさせる量であり、このオーバーラップ量に基づいてオーバーラップ領域が決定される。オーバーラップ領域とは、原画像の端部と対向する端部の境界付近において、最適な境界を決定するための領域である。この最適境界決定処理を行わないと、原画像を複数並べた際に、互いの境界部で段差が目立つことになる。本実施形態では、オーバーラップ量の設定は、１方向で原画像の端部と対向する端部が互いに重なり合う画素数で設定される。
【００１７】
続いて、入力された原画像のサイズ、および設定されたオーバーラップ量に基づいてオーバーラップ領域の作成を行う（ステップＳ３）。具体的には、オーバーラップ領域作成手段３ａが、コンピュータの主記憶装置内にオーバーラップ領域として必要なメモリ空間の確保を行う。例えば、原画像Ｇ_ORIのサイズ（画素数）が横ｘｐ×縦ｙｐであったとする。このとき、図３（ｂ）に示すように原画像Ｇ_ORIをｘ軸方向（図中左右方向）に複数並べた際に、隣接する原画像Ｇ_ORIと接する辺の長さ（画素数）はｙｐであるので、オーバーラップ量がαであるとすると、ｙｐ×αの大きさのオーバーラップ領域Ｏが作成される。本発明で処理する原画像Ｇ_ORIは１つだけであり、図３（ｂ）に示したように複数並べた場合の左右の画像は同じ原画像Ｇ_ORIであるが、ここでは説明の便宜上、一方を原画像Ｇ_L、他方を原画像Ｇ_Rとする。図３（ｂ）に示すように原画像Ｇ_Lと原画像Ｇ_Rにまたがってｙｐ×αの大きさのオーバーラップ領域が作成されることになる。
【００１８】
オーバーラップ領域が作成されたら、次に、このオーバーラップ領域における原画像Ｇ_Lと原画像Ｇ_Rの最適な境界を決定する（ステップＳ４）。具体的には、オーバーラップ領域において、原画像Ｇ_Lと原画像Ｇ_Rの画素値の差の累計が最小となる最小誤差境界を求め、元の原画像の左辺、原画像の右辺の代わりに、求めた最小誤差境界を原画像Ｇ_Lと原画像Ｇ_Rの境界とする処理を行う。求められた最小誤差境界が最適境界となる。
【００１９】
このような最小誤差境界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４にオーバーラップ量α＝６とした場合の原画像Ｇ_Lと原画像Ｇ_Rのオーバーラップ領域Ｏ付近を示す。図４の例では、α＝６であるため、オーバーラップ領域にはｘ軸方向（図の左右方向）に６画素分用意されることになる。このようなオーバーラップ領域の場合、まず、第１行目の６個の画素について、原画像Ｇ_Lの画素値と原画像Ｇ_Rの画素値との比較を行う。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Ｑにおいて、原画像Ｇ_Lの画素Ｑに対応する画素値をＱ_L、原画像Ｇ_Rの画素Ｑに対応する画素値をＱ_Rとすると、Ｌ²距離は、以下の〔数式１〕により算出される。
【００２０】
〔数式１〕
Ｌ²＝（ Ｑ_L − Ｑ_R ）²
【００２１】
オーバーラップ領域全域に渡って、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×ｙｐ）画素の領域で上端（第１行目）から下端（第ｙｐ行目）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（値）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、累積したコスト（値）が最も小さな経路を決定していくことにより、最小誤差境界が得られる。
【００２２】
最適境界が決定されたら、決定された最適境界に基づいて、画素値修正手段３ｃが、原画像の画素値の修正を行う（ステップＳ５）。例えば、オーバーラップ領域において、図５に示すような最小誤差境界が得られた場合を考えてみる。図５において、網掛けで示す画素が最小誤差境界である。この場合、最小誤差境界よりも左側にある画素は、原画像Ｇ_Lの画素値を採用し、最小誤差境界よりも右側にある画素は、原画像Ｇ_Rの画素値を採用する。また、本実施形態では、最小誤差境界上に存在する画素については、原画像Ｇ_Lと原画像Ｇ_Rの画素値の平均を採るものとしている。図５において、「Ｌ」で示された画素は原画像Ｇ_Lの画素値が、「Ｒ」で示された画素は原画像Ｇ_Rの画素値がそれぞれ与えられることを示している。原画像の画素値を修正することにより修正画像が得られたら、画像出力手段４より出力する（ステップＳ６）。
【００２３】
ここで、最小誤差境界の求め方の概要を整理しておく。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４、図５の例では第ｙｐ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）。
【００２４】
この結果、図３（ｂ）に示したオーバーラップ領域Ｏには、図７（ａ）に示すような最適境界Ｂが得られることになる。図７（ａ）において、最適境界Ｂの右側は原画像Ｇ_Rの画素値、最適境界Ｂの左側は原画像Ｇ_Lの画素値が与えられることになる。これは、直感的には、原画像をｘ軸方向に並べる際に、矩形の原画像の代わりに、図７（ｂ）に示すような最適境界によって区切られた画像を並べるイメージとなる。しかし、図７（ｂ）に示すように画像の形状が、最適境界で示したような曲線であるのは現実的ではない。実際には、原画像の片側（例えば右側）のオーバーラップ領域を削除し、その領域の最適境界より右側の画素値を、対応する左側のオーバーラップ領域にコピーする。具体的には、図７（ｃ）に示すように、原画像Ｇ_ORIのＰ_Lで示した領域の画素に、Ｐ_R’で示した領域の画素がコピーされ、原画像Ｇ_ORIのＰ_Rで示した領域およびＰ_R’で示した領域が削除されることになる。すなわち、上記説明においては、説明の便宜上、図３（ｂ）に示したように２つの画像を並べた状態で説明したが、実際には、１つの原画像の両端部（図３（ａ）および図７（ｃ）の例では左右の両端部）の画素値に対して修正と削除が行われる。このようにして得られた修正画像をｘ軸方向に複数並べていくことにより、繋ぎ目が目立たなくなる。
【００２５】
上記の例では、原画像をｘ軸方向に複数配列する場合にエンドレス画像となるように画像の修正を行ったが、ｙ軸方向に複数配列する場合であってもｘ軸とｙ軸が入れ替わるだけであり、本質的には同様の処理が行われる。また、ｘ軸方向、ｙ軸方向の双方に画像を配列する場合には、ｘ軸方向、ｙ軸方向の双方に上記画像修正処理を行うことにより、縦横の２次元に画像を配列した場合でも全ての繋ぎ目が目立たないような修正画像を得ることが可能となる。
【００２６】
また、上記の例では、同一の画像を複数並べる場合について説明したが、接続する辺の長さ（画素数）が等しい複数の画像を順に繋ぎ目を目立たないように接続し、左端の画像の左端部と右端の画像の右端部を同様にオーバーラップ領域で最適境界で接続することで、シームレスな画像を作成することもできる。例えば、図３（ｂ）、図７（ａ）の原画像Ｇ_R、原画像Ｇ_Lとして別の画像を利用して修正処理を行うことになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、エンドレス画像となるように修正すべき原画像を入力し、隣接する原画像とのオーバーラップ量を設定し、設定されたオーバーラップ量に基づいてオーバーラップ領域を作成し、入力された原画像の端部と対向する端部の境界を、オーバーラップ領域における前記端部の画素値と対向する端部の画素値の差が最小となる画素の累積に基づいて決定し、決定された境界に基づいて、原画像の端部の画素値を修正することによりエンドレス画像を作成するようにしたので、複数配列した際にも、繋ぎ目が目立たない画像を作成する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】本発明に係る画像修正システムの構成図である。
【図２】本発明に係る画像修正方法のフローチャートである。
【図３】原画像Ｇ_ORI、および原画像Ｇ_ORIを複数並べる場合のオーバーラップ領域Ｏの関係を示す図である。
【図４】オーバーラップ領域Ｏ付近を示す図である。
【図５】最適境界決定後のオーバーラップ領域Ｏ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】最適境界決定により得られる修正画像の状態を示す図である。
【符号の説明】
１・・・原画像入力手段
２・・・オーバーラップ量設定手段
３・・・演算制御装置
３ａ・・・オーバーラップ領域作成手段
３ｂ・・・最適境界決定手段
３ｃ・・・画素値修正手段
４・・・画像出力手段

Claims (3)

1. 同一の画像の端部と対向する端部を繋ぎ合わせた際に、その繋ぎ目が目立たないように画像を修正する方法であって、
   修正対象となる原画像を入力する画像入力段階と、
   原画像の繋ぎ目部分におけるオーバーラップ量を設定する段階と、
   前記設定されたオーバーラップ量に基づいてオーバーラップ領域を作成する段階と、
   前記入力された原画像の端部と対向する端部の境界を、前記オーバーラップ領域における前記端部の画素値と前記対向する端部の画素値の差が最小となる画素の累積に基づいて決定する段階と、
   前記決定された境界に基づいて、前記原画像の端部および対向する端部の画素値を修正することにより修正画像を作成する段階と、
   を有することを特徴とする画像修正方法。
2. 修正対象となる原画像を入力する原画像入力手段と、
   原画像の繋ぎ目部分におけるオーバーラップ量を設定するオーバーラップ量設定手段と、
   前記設定されたオーバーラップ量に基づいてオーバーラップ領域を作成するオーバーラップ領域作成手段と、
   前記入力された原画像の端部と対向する端部の境界を、前記オーバーラップ領域における前記端部の画素値と前記対向する端部の画素値の差が最小となる画素の累積に基づいて決定する最適境界決定手段と、
   前記決定された境界に基づいて、前記原画像の端部および対向する端部の画素値を修正することにより修正画像を作成する画素値修正手段と、
   得られた修正画像を出力する画像出力手段と、
   を有することを特徴とする画像修正システム。
3. コンピュータに、
   修正対象となる原画像を入力する画像入力段階と、
   原画像の繋ぎ目部分におけるオーバーラップ量を設定する段階と、
   前記設定されたオーバーラップ量に基づいてオーバーラップ領域を作成する段階と、
   前記入力された原画像の端部と対向する端部の境界を、前記オーバーラップ領域における前記端部の画素値と前記対向する端部の画素値の差が最小となる画素の累積に基づいて決定する段階と、
   前記決定された境界に基づいて、前記原画像の端部および対向する端部の画素値を修正することにより修正画像を作成する段階と、
   を実行させるためのプログラム。

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