JP3673478B2 - 手書き調画像出力プログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手書き調画像出力プログラムに関する。より詳しくは、製図用具又はＣＡＤなどによって機械調に描かれた原画像を手書き調に描かれた画像にコンピュータを用いて自動的に変換出力するためのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、住宅販売業者や内装品販売業者は、販売住宅の間取りや販売内装品の配置状態を製図用具又はＣＡＤなどを用いて描き、それをチラシとして配布したり、カタログとして本に載せたりしていた。製図用具又はＣＡＤなどを用いることにより、各線は歪みや突き出しがないものとなり、色は斑（ムラ）のないものとなる。また、輪郭を特に強調しておきたい例えば壁などは、黒一色でべた塗りしていた。このように線及び色が統一的に描かれた所謂機械調画像の図面は、見た目がはっきりしてわかりやすいと共に、類似した図面の作成を容易にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最近では、上述したような機械調の図面よりも、人間が手書きした図面、つまり、線の歪みや色斑などが少々ある図面の方が、見た感じが柔らかくて馴染みがあり、また面白みがあって実感が湧きやすいということで好評になってきている。かといって、人間が１枚１枚手書きしていたのでは、時間と費用が多くかかってしまう。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、製図用具又はＣＡＤなどによって機械調に描かれた画像を手書き調の画像に自動的に変換できるプログラムの提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するべく、請求項１の発明は、図２及び図５によく示されるように、機械調に描かれた原画像Ｇ０を手書き調に描かれた画像Ｇ８に変換出力するための手書き調画像出力プログラムＴＰであって、前記原画像Ｇ０における輪郭線ｒ及び該輪郭線ｒの角部ｅを抽出する第１ステップＳ２２，２３と、前記第１ステップＳ２２，２３で抽出した前記角部ｅから前記輪郭線ｒを突き出す第２ステップＳ２４と、前記輪郭線ｒのうち、強調するべき強調輪郭線ｒＷを抽出する第３ステップＳ２５と、前記第３ステップＳ２５で抽出した前記強調輪郭線ｒＷを太線化する第４ステップＳ２６と、
前記第２ステップＳ２４又は前記第４ステップＳ２６で得られた画像を複数の正方形の子領域に区分し、区分した各子領域の頂点座標に乱数演算を施すことで、各頂点位置をずらして各子領域を変形させ、該子領域の変形に対応させるように前記輪郭線ｒを歪ませる第５ステップＳ４とを有する。
請求項１の発明によると、角部ｅにおいて直線が少しはみ出てしまったという、手書きする際によくありがちな状態が表現できる。また、強調輪郭線ｒＷが太線化されるので、画像に面白みがでる。
また、輪郭線ｒが例えば下地用紙の縁に対して偏角するので、定規を使用したとしてもあまり上手に描くことができなかったという状態が表現できる。
さらに、輪郭線ｒにおける複数の線分ｒ１，ｒ２…がそれぞれ連続して偏角するので、定規を使わずにフリーハンドで描いたという状態が表現できる。
【０００５】
請求項２の発明では、前記第２ステップＳ２４は、前記角部ｅから前記輪郭線ｒをランダムに突き出してなる。
請求項２の発明によると、角部ｅから輪郭線ｒがランダムに突き出るので、手書きしたという感じが一層強まる。
請求項３の発明は、図２及び図３によく示されるように、機械調に描かれた原画像Ｇ０を手書き調に描かれた画像Ｇ８に変換出力するための手書き調画像出力プログラムＴＰであって、前記原画像Ｇ０における色と該原画像Ｇ０の背景色とを混合する第６ステップＳ１と、前記請求項１又は２で得られた画像Ｇ６と前記第６ステップＳ１で得られた画像Ｇ２とを合成する第７ステップＳ３とを有する。
請求項３の発明によると、請求項１又は２の発明で得られる効果に加えて、原画像Ｇ０における色と該原画像Ｇ０の背景色とが混合されることにより色斑ができるので、水彩画調又は色鉛筆調で描いたという状態が表現できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態である変換プログラムＴＰについて説明する。
変換プログラムＴＰは、スキャナー等の画像読取り装置によりラスターデータとして入力された機械調画像の画像データを手書き調画像の画像データに変換して出力するものである。変換プログラムＴＰは、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶される。または、適当なプログラム配信サーバからパーソナルコンピュータ等におけるハードディスクにダウンロードするようにしてもよい。
【０００８】
図１は、入力される原画像Ｇ０と、変換プログラムＴＰによって変換出力された手書き調画像Ｇ８とを比較して示す図である。図１（Ａ）は変換前の画像を示し、図１（Ｂ）は変換後の画像を示す。
図１（Ａ）のように、原画像Ｇ０は、製図用具やＣＡＤを用いて機械調に描かれた機械調画像である。すなわち、輪郭線となる直線のうち、横線は下地用紙の縦縁に沿ったＸ軸に平行であり、縦線は下地用紙の横縁に沿ったＹ軸に平行である。各線に歪みや突き出しは無く、円弧の曲率は一定であり、塗られた部分には斑が無い。なお、輪郭を特に強調させようとした部分である壁Ｗは、黒一色でべた塗りされている。その他の部分、例えば床や机Ｔは、茶色や黄色などで描かれている。
これに対して手書き調画像Ｇ８では、図１（Ｂ）のように、輪郭線となる直線に歪みが生じ、各輪郭線の角部ｅから該輪郭線がランダムに突き出している。また、塗られた部分に斑が生じており、手書きした感じが現れている。図中、まばらに描かれた斜線は、色に斑があることを示している。
【０００９】
次に、図２から図８を参照して、変換プログラムＴＰで行なう処理について説明する。なお、説明をわかりやすくするため、図１における壁Ｗ及び机Ｔに注目して説明する。
図２は変換プログラムＴＰにより原画像Ｇ０が手書き調画像Ｇ８に変換されるまでの各処理段階における画像を模式的に示す図、図３は変換プログラムＴＰで行なう処理内容の概略を示すフローチャート、図４は色変換ステップＳ１の処理内容を示すフローチャート、図５は突き出し及び強調ステップＳ２の処理内容を示すフローチャート、図６は歪みステップＳ４の処理内容を示すフローチャート、図７はＬ字パターンＬＰを示す図、図８は歪みステップＳ４で行なう処理を模式的に説明するための図である。
【００１０】
図３のように、変換プログラムＴＰは、色変換ステップＳ１、突き出し及び強調ステップＳ２、画像合成ステップＳ３、及び歪みステップＳ４からなる。
色変換ステップＳ１では、原画像Ｇ０における壁Ｗ及び机Ｔの色を、水彩画調又は色鉛筆画調の色に変換して色変換画像Ｇ２を生成する。
図４のように、色変換ステップＳ１は、斑生成ステップＳ１１及び暈し（ぼかし）ステップＳ１２からなる。斑生成ステップＳ１１では、原画像Ｇ０における壁Ｗ又は机Ｔの色と、背景色（例えば白色）とをそれぞれ混合させて斑画像Ｇ１を生成する。水彩画調とする場合には、壁Ｗ又は机Ｔの色と背景色とを所定のパラメータによる混合比で混合し彩度を調整する。色鉛筆画調とする場合には、壁Ｗ又は机Ｔの色と背景色とを、乱数を用いた混合比で画素毎にそれぞれランダムな割合で混合する。斑画像Ｇ１は、このままでは見た目が粗いため、次の暈しステップＳ１２の処理を施すことで滑らかな斑にする。暈しステップＳ１２では、斑画像Ｇ１に移動平均法を適用することにより、斑画像Ｇ１に暈しを与える。これにより、粗かった斑画像Ｇ１は滑らかな色変換画像Ｇ２となる。
【００１１】
突き出し及び強調ステップＳ２では、壁Ｗ及び机Ｔの各輪郭線ｒ（ｒＷ，ｒＴ）、及び各輪郭線ｒの角部ｅ（ｅＷ，ｅＴ）を抽出して各角部ｅにランダムな確率で突き出し線ｐｅ（ｐｅＷ，ｐｅＴ）を付与すると共に、強調するべき輪郭線である壁Ｗにおける輪郭線ｒＷを太くすることで輪郭線強調画像Ｇ６を生成する。
図５のように、突き出し及び強調ステップＳ２は、グレースケール変換ステップＳ２１、輪郭線抽出ステップＳ２２、パターンマッチングステップＳ２３、突き出しステップＳ２４、強調部抽出ステップＳ２５、及び強調ステップＳ２６からなる。
【００１２】
グレースケールステップＳ２１では、原画像Ｇ０をグレースケールに変換してグレースケール画像Ｇ３を生成する。輪郭線抽出ステップＳ２２では、グレースケール画像Ｇ３の輪郭線ｒを抽出して、輪郭線ｒのみで描かれた輪郭線画像Ｇ４を生成する。輪郭線ｒの抽出は、２次微分オペレータにより行なう。すなわち、例えば、Ｘ方向又はＹ方向にライン単位で順次読取った画像データにおける互いに隣接するライン間の画像データの濃度差の差分に基づいて抽出する。
パターンマッチングステップＳ２３では、輪郭線画像Ｇ４と、予めマッチング用データとして作成されたＬ字パターンＬＰ１〜ＬＰ４（図７参照）とのパターンマッチングにより、輪郭線画像Ｇ４における角部ｅを検出する。
【００１３】
突き出しステップＳ２４では、パターンマッチングステップＳ２３で検出された角部ｅに対して、該角部ｅを形成する輪郭線ｒを微小長さだけ延長した突き出し線ｐｅをランダムな確率で付与することにより、輪郭線突き出し画像Ｇ５を生成する。突き出し線ｐｅにより、角部ｅにおいて直線が少しはみ出てしまったという、手書きする際によくありがちな状態が表現できる。
強調部抽出ステップＳ２５では、グレースケール画像Ｇ３と輪郭線画像Ｇ４とに基づいて、強調したい部分、つまり、壁Ｗの輪郭線を抽出する。原画像Ｇ０において、壁Ｗは黒色で濃く描かれているので、グレースケール画像Ｇ３においてもその部分は濃くなる。まず、グレースケール画像Ｇ３を所定の濃度閾値と比較することにより、画像上における壁Ｗの存在がわかり、その位置が特定される。次に、輪郭線画像Ｇ４において、壁Ｗと重なりをもつ輪郭線ｒＷを、強調するべき輪郭線として抽出する。これに対して、机Ｔは濃度が薄いので、画像上における机Ｔの存在がわからない。従って、机Ｔの輪郭線ｒＴは強調するべき輪郭線として抽出されない。
強調ステップＳ２６では、強調部抽出ステップＳ２５で抽出された強調するべき輪郭線ｒＷを太くすることで、輪郭線強調画像Ｇ６を生成する。これにより、壁Ｗは太い輪郭線で囲まれた形で表現され、画像に面白みが出る。
【００１４】
画像合成ステップＳ３では、色変換ステップＳ１で生成した色変換画像Ｇ２と、強調ステップＳ２６で生成した輪郭線強調画像Ｇ６とを合成して合成画像Ｇ７を生成する。合成画像Ｇ７は、原画像Ｇ０が水彩画調又は色鉛筆画調色に変換され、輪郭線ｒの角部ｅにランダムな突き出し線ｐｅが加わり、壁Ｗが太い輪郭線で囲まれた形で表現された画像である。
ところで、合成の際、輪郭線ｒは、色変換画像Ｇ２によって滲んだ感じになってしまう。そこで、合成した画像において、一旦、輪郭線ｒ及びその外側を背景色で塗りつぶし、その画像に再び輪郭線強調画像Ｇ６を重ねる処理を行なうことにより、輪郭線ｒが滲まない画像としている。
【００１５】
歪みステップＳ４では、合成画像Ｇ７の輪郭線ｒに歪みを与えることで、手書き調画像Ｇ８を生成する。歪みは、輪郭線ｒを複数の線分ｒ１，ｒ２，…に分割し輪郭線ｒが連続線となるように線分ｒ１，ｒ２，…をそれぞれ偏角させることで作り出す。
図６のように、歪みステップＳ４は、座標データ生成ステップＳ４１及び偏角ステップＳ４２からなる。
座標データ生成ステップＳ４１では、まず、図８（Ａ）のように、合成画像Ｇ７を複数の正方形の子領域ｕに区分けし、各子領域ｕの頂点の座標を求める。なお、図８では、説明をわかりやすくするために子領域ｕの数を９としているが、実際にはその数は１００程度である。次に、各頂点の座標に乱数演算を施すことにより、各子領域ｕの頂点をＸ方向及びＹ方向にずらす。乱数演算は、例えば、各頂点の座標値に所定スケールの乱数を加減算することで行なう。乱数演算により、各子領域ｕは、図８（Ｂ）のように、正方形が歪んだ形に変形される。偏角ステップＳ４２では、各子領域ｕの変形する変換に対応した変換によって、子領域ｕ内の輪郭線線分ｒＷ１，ｒＷ２，…、ｒＴ１，ｒＴ２，…をそれぞれ輪郭線線分ｒＷ１´，ｒＷ２´，…、ｒＴ１´，ｒＴ２´，…に変換する。輪郭線ｒは、線分ｒ１，ｒ２，…、ｒＴ１´，ｒＴ２´，…毎に偏角され、これにより、定規を使わずにフリーハンドで描いたという状態が表現できる。
【００１６】
また、強調ステップ２６で太くされた輪郭線が子領域ｕに所定量以上あった場合に、その子領域ｕにおける変形の度合い強くすることもできる。これによって、太線部分の歪みが大きくなり、画像に一層面白みが出ることが期待できる。
また、子領域ｕ内の輪郭線ｒを変形する際に線形補間をすることでアンチエリアジングの効果を得ることもできる。
以上、壁Ｗ及び机Ｔに注目して説明したが、床や椅子などについても同様に処理される。
【００１７】
このように、変換プログラムＴＰによると、入力画像である機械調で描かれた原画像Ｇ０に対して、色を水彩画調又は色鉛筆画調とし、輪郭線ｒの角部ｅに突き出し線ｐｅをランダムな確率で付与し、強調したい壁Ｗの輪郭線ｒＷを太くし、更に、輪郭線ｒに歪みを与えることで、手書き調画像Ｇ８が出力される。
本実施形態において、変換プログラムＴＰの全体又は一部における処理の方式、処理順序、処理タイミングなどは、本発明の主旨に沿って種々に変更できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によると、製図用具又はＣＡＤなどによって描かれた機械調の画像を、手書き調の画像に自動的に変換できる。従って、見た感じが柔らかくて馴染みがあり、また面白みがあって実感が湧きやすいとされている手書き調画像が、時間と費用が多くかけることなく得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 入力される原画像と、変換プログラムによって変換出力された手書き調画像とを比較して示す図である。
【図２】 変換プログラムにより原画像が手書き調画像に変換されるまでの各処理段階における画像を模式的に示す図である。
【図３】 変換プログラムで行なう処理内容の概略を示すフローチャートである。
【図４】 色変換ステップの処理内容を示すフローチャートである。
【図５】 突き出し及び強調ステップの処理内容を示すフローチャートである。
【図６】 歪みステップの処理内容を示すフローチャートである。
【図７】 Ｌ字パターンを示すを示す図である。
【図８】 歪みステップで行なう処理を模式的に説明するための図である。
【符号の説明】
ＴＰ 変換プログラム（手書き調画像出力プログラム）
ｒ 輪郭線
ｒ１，ｒ２ 複数の線分
ｅ 角部
Ｓ１ 色変換ステップ（第６ステップ）
Ｓ２２ 輪郭線抽出ステップ（第１ステップ）
Ｓ２３ パターンマッチングステップ（第１ステップ）
Ｓ２４ 突き出しステップ（第２ステップ）
Ｓ２５ 強調部抽出ステップ（第３ステップ）
Ｓ２６ 強調ステップ（第４ステップ）
Ｓ３ 画像合成ステップ（第７ステップ）
Ｓ４ 歪みステップ（第５ステップ）
ｒＷ 強調輪郭線
Ｇ０ 原画像
Ｇ８ 手書き調画像（画像）
Ｇ６ 輪郭線強調画像（画像）

Claims (3)

1. 機械調に描かれた原画像を手書き調に描かれた画像に変換出力するための手書き調画像出力プログラムであって、
   前記原画像における輪郭線及び該輪郭線の角部を抽出する第１ステップと、
   前記第１ステップで抽出した前記角部から前記輪郭線を突き出す第２ステップと、
   前記輪郭線のうち、強調するべき強調輪郭線を抽出する第３ステップと、
   前記第３ステップで抽出した前記強調輪郭線を太線化する第４ステップと、
   前記第２ステップ又は前記第４ステップで得られた画像を複数の正方形の子領域に区分し、区分した各子領域の頂点座標に乱数演算を施すことで、各頂点位置をずらして各子領域を変形させ、該子領域の変形に対応させるように前記輪郭線を歪ませる第５ステップと、
   を有することを特徴とする手書き調画像出力プログラム。
2. 前記第２ステップは、前記角部から前記輪郭線をランダムに突き出してなる、請求項１に記載の手書き調画像出力プログラム。
3. 機械調に描かれた原画像を手書き調に描かれた画像に変換出力するための手書き調画像出力プログラムであって、
   前記原画像における色と該原画像の背景色とを混合する第６ステップと、
   前記請求項１又は２で得られた画像と前記第６ステップで得られた画像とを合成する第７ステップと、
   を有することを特徴とする手書き調画像出力プログラム。

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