三次元レリーフの作成方法および装置
【課題】三次元レリーフの凹凸の状態を実際の状態に近づけることができ、しかも対象物の細かい凹凸をも表現することを可能にすること。
【解決手段】濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する装置であって、原画像ＧＦを複数の領域に区画する領域区画部１２、区画された各領域に対して高さレベルを決定する高さレベル決定部１３、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像ＧＴを生成する高さ画像生成部１４、高さ画像の各部の濃度を原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像ＧＤを生成する補正部１６、材料に対して補正高さ画像ＧＤに基づいて加工を施し、補正高さ画像ＧＤで示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する加工部２１を有する。
【解決手段】濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する装置であって、原画像ＧＦを複数の領域に区画する領域区画部１２、区画された各領域に対して高さレベルを決定する高さレベル決定部１３、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像ＧＴを生成する高さ画像生成部１４、高さ画像の各部の濃度を原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像ＧＤを生成する補正部１６、材料に対して補正高さ画像ＧＤに基づいて加工を施し、補正高さ画像ＧＤで示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する加工部２１を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元の原画像から凹凸を有する三次元レリーフを作成する方法および装置、並びに、三次元レリーフの作成のための高さ画像データを作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、美術品である絵画、彫刻などを三次元レリーフとして複製したものがある。また、人物や風景、または山や谷などの自然の地形の２次元画像に基づいて三次元レリーフを復元したものも知られている。
【０００３】
このような三次元レリーフを自動的に作成する方法が提案されている（特許文献１）。つまり、特許文献１によると、デジタルカメラなどによってレリーフのモチーフとなる画像を入力すると、各画素の色調データに基づいて算出された階調データに基づきレリーフの高さを表すＺ座標データが設定され、各画素の二次元位置データＤ（ｘ，ｙ）に基づきレリーフの平面位置を表すＸ−Ｙ座標データが設定される。そして、これらをＸＹＺ座標とする三次元形状データに基づいて工具のカッターパスが算出され、算出されたカッターパスに基づいて、被加工物の表面がＮＣ加工機により研削加工される。
【０００４】
ＮＣ加工機で表面を研削された被加工物に対し、画素情報の二次元位置データと対応する位置に、色調データで表された色乃至明るさのインクを噴霧して着色を行う。
【０００５】
レリーフの高さを表すＺ座標データは、階調データや輝度データに基づいて、変換テーブルや演算式を用いて算出される。具体的には、色の白い部分が低く、色の暗い部分が高くなるようにＺ座標データが決定される
【特許文献１】特開平９−３１１７０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上に述べた特許文献１の方法による場合は、単に階調データや輝度データに応じてＺ座標データが決定されるので、Ｚ座標データが現物の実際の凹凸状態と一致しない。
【０００７】
例えば、人物の三次元レリーフを作成する場合に、白いカッターシャツに黒の背広を着用している場合に、白いカッターシャツの襟首の部分がその周囲の黒の背広よりも低くなって奥まったり、黒の背広が人物の顔よりも高く浮き出てしまうということが起こり得る。また、色物のカッターシャツに白の背広を着用した場合に、色物のカッターシャツが白の背広よりも高く浮き出てしまうことが起こり得る。また、照明や光線の状態によっては、凹凸の関係が全く異なったものとなってしまう。
【０００８】
したがって、例えば、背景を明るくしておいて対象物の写真を撮った場合には、三次元レリーフにおける対象物は背景部分から浮き出るようにはなる。しかし、作成された三次元レリーフの対象物内における凹凸の状態は実際とは異なったものとなってしまう。
【０００９】
このような問題に対して、本出願人は、原画像を複数の領域に区画し、区画された各領域に対して高さレベルを付与し、グレースケールで表された高さ画像を生成することを、特願２００６−１６６２５２号として先に提案した。これによると、高さ画像の凹凸の状態を実際の状態に近づけることができる。
【００１０】
しかし、その場合において、全体的な凹凸の状態は実際の状態に近づけることが可能であるが、細かい凹凸を表現することは困難であるかまたは不可能であった。例えば、背広の皺の凹凸を表現したり、髪の毛や髭の凹凸を表現することはほとんど不可能に近かった。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、三次元レリーフの凹凸の状態を実際の状態に近づけることができ、しかも対象物の細かい凹凸をも表現することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る方法は、濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する方法であって、前記原画像を複数の領域に区画する第１の工程と、区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の工程と、前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の工程と、材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の工程とを有する。
【００１３】
好ましくは、前記第３の工程において、前記高さ画像と前記原画像を濃淡で表した濃淡原画像とを重ね合わせ、前記高さ画像の各部の濃度に対し前記原画像の各部の濃度の所定割合の濃度を加算または減算する。
【００１４】
また好ましくは、前記原画像の濃度を加算または減算する際に、前記原画像の濃度の中間の値を基準濃度とし、前記基準濃度との差の濃度を加算または減算する。
【００１５】
好ましくは、前記所定割合の濃度は、前記原画像の濃度の１０〜３０パーセントの濃度とする。
【００１６】
好ましくは、前記第２の工程において、前記領域においてその周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与えておく。
【００１７】
好ましくは、前記第２の工程において、隣接する前記領域においてその境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える。
【００１８】
好ましくは、前記第４の工程の後に、前記三次元レリーフに対して、前記原画像の原色に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う第５の工程を有する。
【００１９】
本発明に係る装置は、濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する装置であって、前記原画像を複数の領域に区画する第１の手段と、区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の手段と、前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の手段と、材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の手段とを有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、三次元レリーフの凹凸の状態を実際の状態に近づけることができ、しかも対象物の細かい凹凸をも表現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明に係る三次元レリーフ作成装置１の構成を示すブロック図、図２は原画像ＧＦ１の例を示す図、図３は領域区画画像ＧＲ１の例を示す図、図４は高さレベル画像ＧＬ１の例を示す図、図５は高さ画像ＧＴ１の例を示す図、図６は補正用画像ＧＨ１と高さ画像ＧＴ１との合成の様子を示す図、図７は補正高さ画像ＧＤ１の例を示す図、図８は高さレベルを説明するための図、図９は高さ画像ＧＴと補正用画像ＧＨとの合成の様子を説明するための図である。
【００２２】
図１において、三次元レリーフ作成装置１は、原画像格納部１１、領域区画部１２、高さレベル決定部１３、高さ画像生成部１４、補正用画像生成部１５、補正部１６、加工部２１、および着色部２２などからなる。
【００２３】
原画像格納部１１は、入力された原画像ＧＦを格納する。原画像ＧＦは画像データであるが、画像データの元になった画像を指すこともある。また、特に視覚可能な画像と画像データとを区別する際には、「原画像データＧＦ」「原画像ＧＦのデータ」「画像データ」などと記載することがある。他の画像についても同様である。
【００２４】
さて、原画像ＧＦとして、人物、動物、建築物、風景など、また、山や谷などの自然の地形の鳥瞰図や航空写真など、種々の画像が用いられる。
【００２５】
図２示す原画像ＧＦ１は、人物のポートレートのカラー写真に基づいた画像である。図２ではよく現れていないが、人物は口髭を持ち、黒っぽい背広を着用している。
【００２６】
原画像ＧＦは、例えば、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向にマトリックス状に配列された多数の画素からなる２次元画像である。各画素は、色情報を持つ。色情報は濃度情報を含む。例えば、各画素が、ＲＧＢまたはＣＭＹＫなどで表現されている場合は、各原色の濃度情報によって各画素の色、つまり、色相、彩度、および明度が決定される。画素は他の表色系のデータによって表現されていてもよい。
【００２７】
このような原画像ＧＦを得るために、それらの実物をデジタルカメラやビデオカメラなどによって撮影してもよい。また、既に撮影された写真や印刷物などをスキャナなどで読み取ってデジタル化してもよい。また、既にデジタル化されて画像データとなった原画像ＧＦを、ＣＤ−ＲＯＭやメモリチップなどの記憶媒体を介して、またはネットワークからダウンロードして取得することも可能である。また、コンピュータの内部において、種々のアプリケーションを用いて原画像ＧＦを生成してもよい。
【００２８】
なお、原画像ＧＦは、ビットマップ状のデータとして格納しておいてもよいが、適当な圧縮方法によって圧縮された圧縮データとして格納しておいてもよい。原画像ＧＦは、通常、フルカラー画像であるが、モノクロ画像でもよい。
【００２９】
領域区画部１２は、原画像ＧＦを複数の領域に区画し、各領域の境界線（輪郭線）のみで示された領域区画画像ＧＲを生成する。
【００３０】
図３に示すように、領域区画画像ＧＲ１は、顔、目、鼻、口、睫毛、頭髪、口髭、背広の襟、肩部、腕部、カッターシャツの襟、ネクタイ、手などをそれぞれ領域として設定して区画されている。領域の区画は、例えば、原画像ＧＦからエッジを検出してエッジ画像を生成することによって行うことも可能である。また、表示装置の表示面に原画像ＧＦを表示し、ユーザがその原画像ＧＦを見ながら手動で境界線を指定することによって領域の区画を行ってもよい。また、原画像ＧＦを印刷し、印刷された原画像ＧＦに、ユーザが筆記具で境界線を書き込んで領域の区画を行い、それをスキャナなどで読み込むことによって入力してもよい。
【００３１】
高さレベル決定部１３は、領域区画画像ＧＲの各領域に対して、高さレベルを決定し、高さレベル画像ＧＬを取得する。高さレベルの決定は、領域区画画像ＧＲ内における領域の状態をコンピュータで認識させることにより自動的に行ってもよい。また、表示装置の表示面に領域区画画像ＧＲを表示し、それぞれの領域に対して、ユーザが高さレベルを入力してもよい。
【００３２】
なお、高さレベルを決定する前に、領域区画画像ＧＲの全ての領域に対して同じ高さレベル、例えば最も低い高さレベルを与えて高さレベルを揃えておいてもよい。
【００３３】
図４に示す高さレベル画像ＧＬ１では、高さレベルが「１」〜「６」の６段階に設定されている。図８に示すように、レベル「６」が最も低く、レベル「１」が最も高い。背景部分にはレベル「６」が設定されており、最も低く奥まった位置となる。なお、この例では６段階のレベルに設定されているが、１０段階、１６段階、２４段階、６４段階、２５６段階など、任意の段階のレベルを設定することも可能である。
【００３４】
高さ画像生成部１４は、高さレベル画像ＧＬの各領域に対し、高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像ＧＴを生成する。
【００３５】
高さ画像ＧＴは、Ｘ方向およびＹ方向にマトリックス状に配列された多数の各画素について、Ｘ方向およびＹ方向に直交するＺ方向のデータである高さデータＴＤを記録したものである。高さ画像ＧＴの画素のピッチまたは個数は、原画像ＧＦの画素ＧＳのピッチまたは個数と同じであってもよく、また原画像ＧＦの画素を間引いたものであってもよい。
【００３６】
図５に示す高さ画像ＧＴ１では、レベル「６」からレベル「１」に向かって、黒から白へと段階的に移行する６段階のグレースケールが適用されている。 このようなグレースケールは、高さレベルに対応して予め設定しておき、設定されたグレースケールに応じて、高さレベルに対応する濃度を自動的に割り当ててもよい。高さレベルに対応して割り当てられた濃度が高さデータＴＤとなる。
【００３７】
高さデータＴＤは、例えば、最も低い位置（例えば背景位置）から最も高い位置までの間における高さ位置を示す。また、高さデータＴＤが、最も低い位置からの距離を直接的に示すようにしてもよい。高さデータＴＤは、原画像ＧＦにおいては高さを示すものであるが、加工部２１の切削工具や着色部２２のプリントヘッドからから見れば、奥行きまたは深さを示すものと言えるので、奥行きデータまたは深さデータと言うこともできる。
【００３８】
なお、高さレベル決定部１３における高さレベルの決定とそれに対応する濃度の付与とを、同時に、または高さ画像生成部１４のみによって行ってもよい。
【００３９】
補正用画像生成部１５は、高さ画像ＧＴの濃度を補正するために用いる補正用画像ＧＨを生成する。補正用画像ＧＨは、例えば、原画像ＧＦをグレースケールで表した濃淡画像（モノクロ画像）に変換するとともに、その各部の濃度の所定割合の濃度を持つように濃度を低下させた画像である。例えば、原画像ＧＦの濃度の１０〜３０パーセントの濃度からなる濃淡画像である。つまり、補正用画像ＧＨは、原画像ＧＦの濃度を淡く（薄く）した濃淡画像である。
【００４０】
図６に示す補正用画像ＧＨ１は、図ではよく示されないが、図２に示す原画像ＧＦ１の濃度を淡くした画像である。
【００４１】
補正部１６は、高さ画像ＧＴの各部の濃度を、補正用画像ＧＨの濃淡を用いて補正して、補正高さ画像ＧＤを生成する。
【００４２】
すなわち、補正部１６は、図６に示すように、高さ画像ＧＴの濃度と補正用画像ＧＨの濃度とを加算または減算することによって合成する。濃度を加算または減算する際に、図９（Ａ）に示すように、高さ画像ＧＴの濃度と補正用画像ＧＨの濃度とを単純に加算または減算してもよい。この例では、高さ画像ＧＴの濃度から補正用画像ＧＨの濃度を単純に減算している。つまり、高さ画像ＧＴの明度または濃度に対して、補正用画像ＧＨの明度を加算している。
【００４３】
この場合には、例えば透明フィルム上に対象物である人物を濃度を落として表したものを補正用画像ＧＨ１として作成し、作成した透明フィルムを高さ画像ＧＴ１の上に重ねて得られる画像を補正高さ画像ＧＤ１としたものと考えることが可能である。
【００４４】
なお、「濃度」と「明度」とは表裏の関係にあり、本明細書においては「濃度」および「明度」を代表して「濃度」と記載する。
【００４５】
また、図９（Ｂ）に示すように、補正用画像ＧＨの濃度の中間の値を基準濃度とし、補正用画像ＧＨの各部の濃度と基準濃度との差の濃度を加算または減算するようにしてもよい。この例では、基準濃度を補正用画像ＧＨにおける２つの濃度の中央の濃度としたので、高さ画像ＧＴに対して、１つの部分（画素）には差分が加算され、他の１つの部分（画素）には差分を減算することとなる。
【００４６】
このように、補正部１６は、要は、高さ画像ＧＴに対して、原画像ＧＦの濃淡を用いて補正し、原画像ＧＦの持つ細かい濃淡つまり凹凸を付与するのである。
【００４７】
補正部１６による補正の結果、図７に示すような補正高さ画像ＧＤ１が得られる。
【００４８】
図５に示す高さ画像ＧＴ１と図７に示す補正高さ画像ＧＤ１とを比較すると、高さ画像ＧＴ１では、各領域において同じ濃度であり、領域内における細かい濃淡は全く現れていないのに対して、補正高さ画像ＧＤ１では、各領域内においても、原画像ＧＦに実際に現れている濃淡が現れている。例えば、図ではよく示されないが、補正高さ画像ＧＤ１では、人物の頭髪の部分には頭髪の濃淡が現れ、口髭の部分には口髭の濃淡が現れ、背広の部分には背広の皺が現れている。
【００４９】
なお、原画像ＧＦから補正用画像ＧＨを生成する場合に、まず原画像ＧＦを濃淡のみで表した濃淡画像を生成し、その濃度の所定割合の濃度を持つように濃度を低下させるのであるが、所定割合は、上に述べたように、通常、１０〜３０パーセントの範囲とされる。所定割合が大きい場合は、原画像ＧＦの特徴がより大きく現れ、所定割合が小さい場合は、原画像ＧＦの特徴が小さく現れる。１０〜３０パーセントの範囲以外の所定割合を用いることも可能である。
【００５０】
このように、高さ画像ＧＴに対して、原画像ＧＦの濃度（明度）を反映した補正用画像ＧＨを用いて濃度（明度）を補正することによって、のっぺらぼうになり勝ちな高さ画像ＧＴに対して原画像ＧＦの細かい凹凸の変化が反映するように補正し、より実際の原画像ＧＦに近づけることができる。
【００５１】
加工部２１は、補正高さ画像ＧＤを用い、材料ＲＺに対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形ＲＧを作成する。
【００５２】
すなわち、加工部２１は、補正部１６から出力された補正高さ画像ＧＤに基づいて、数値制御加工装置を制御するための制御データの生成などを行い、制御データに基づいて、材料ＲＺに対して加工を施し、原画像ＧＦに対応した三次元レリーフ原形ＲＧを作成する。このような数値制御加工装置を含んだ加工部２１として、種々のＮＣ旋盤、マシニングセンター、レーザ加工機、サンドブラスト、ルーターなどを用いることが可能である。なお、材料ＲＺには、材木、石膏、合成樹脂、または金属など、種々の材料が用いられ、また、その形状として、直方体状、板状、円柱状、各柱状、球状など、種々の形状のものが用いられる。三次元レリーフ原形ＲＧは、材料ＲＺに加工を施したものであるから、加工された表面は、通常、材料ＲＺと同じ色である。
【００５３】
着色部２２は、例えばインクジェットプリンタであり、三次元レリーフ原形ＲＧの表面に、原画像ＧＦに基づく画像印刷を行うことによって着色を行い、三次元レリーフＲＲを作成する。着色部２２がインクジェットプリンタである場合には、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインクを保持し、原画像ＧＦの色データに応じて、高速でパルス状に微量のそれぞれのインクを噴射し、三次元レリーフ原形ＲＧの凹凸の表面にフルカラーの画像を生成する。このように、着色部２２として、従来から存在する種々の公知のインクジェットプリンタを用いることができる。
【００５４】
このようにして作成された三次元レリーフＲＲは、その凹凸の状態が対象物の実際の凹凸の状態に近くなり、しかも対象物の細かい凹凸をも表現することが可能である。
【００５５】
しかし、領域の区画の仕方やその領域に対する濃度の決定の仕方によっては、領域内における盛り上がり感や湾曲感などがで難かったり、隣接する領域間における連続性が不自然になる可能性がある。
【００５６】
そのような場合には、高さ画像生成部１４において高さ画像ＧＴを生成する際に、次に述べるような処理を施す。
【００５７】
すなわち、高さレベル画像ＧＬまたは高さ画像ＧＴにおける必要な領域に対して、その周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与えておく。例えば、高さレベル画像ＧＬ１の背広の腕の部分において、中央が膨らんだ丸みを出すために、領域の周辺部よりも中央部に向かうにしたがって白っぽくなるようにグラデーションを与える。人物の顔面においても同様に、領域の周辺部よりも中央部に向かうにしたがって白っぽくなるようにグラデーションを与える。これとは逆に、中央が周辺部よりも凹んでいる場合には、領域の周辺部よりも中央部に向かうにしたがって黒っぽくなるようにグラデーションを与えておけばよい。
【００５８】
また、隣接する領域間において不自然な段差が生じないように、隣接する領域においてその境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える。また、背景部分と接する領域の背景部分との境界線、つまり対象物の全体の輪郭の部分において、背景部分に対して不自然な段差が生じないように、境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える。ぼかしは、領域の部分や周囲の状況などに応じて、例えば、強、中、弱の３段階の強さで行う。
【００５９】
なお、原画像ＧＦに対して、ホクロ、黒目、襟元の影、不必要に黒い部分などを、前処理によって削除してもよい。
【００６０】
上に述べたような三次元レリーフ作成装置１は、コンピュータを用いて実現することができる。そのようなコンピュータは、ＣＰＵやＤＳＰなどによる処理装置、半導体メモリや磁気ディスクなどの記憶装置、キーボードやマウスなどの入力装置、表示装置、および種々のインタフェース回路などを含んで構成することができる。それらによって、ソフトウエア的にまたはハードウエア的に、コンピュータ内に、上に述べた種々の機能を実現することができる。
【００６１】
次に、三次元レリーフ作成装置１における三次元レリーフの作成方法について、フローチャートを用いて説明する。
【００６２】
図１０は三次元レリーフの作成の手順を示すフローチャートである。
【００６３】
図１０において、原画像ＧＦを取得し（＃１１）、領域に区画する（＃１２）。各領域に対して高さレベルを決定し（＃１３）、領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより高さ画像ＧＴを生成する（＃１４）。必要な領域に対して、その周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与える（＃１５）。必要な領域の境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える（＃１６）。
【００６４】
高さ画像ＧＴの各部の濃度を補正用画像ＧＨを用いて補正して補正高さ画像ＧＤを生成する（＃１７）。材料ＲＺに対して、補正高さ画像ＧＤに基づいて加工を施し、補正高さ画像ＧＤで示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形ＲＧを作成する（＃１８）。三次元レリーフ原形ＲＧの表面に原画像ＧＦに応じた印刷を行って三次元レリーフＲＲを完成させる（＃１９）。
【００６５】
上に述べた実施形態において、領域区画画像ＧＲ１、補正用画像ＧＨ１、高さレベル画像ＧＬ１などは、三次元レリーフＲＲの作成の手順を説明する上で表示したものであり、必ずしも実際に存在しなくてもよい。その他、三次元レリーフ作成装置１の全体または各部の構造、構成、形状、寸法、個数、材質、画像の内容、処理の内容または順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る三次元レリーフ作成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】原画像の例を示す図である。
【図３】領域区画画像の例を示す図である。
【図４】高さレベル画像の例を示す図である。
【図５】高さ画像の例を示す図である。
【図６】補正用画像と高さ画像との合成の様子を示す図である。
【図７】補正高さ画像の例を示す図である。
【図８】高さレベルを説明するための図である。
【図９】高さ画像と補正用画像との合成の様子を説明するための図である。
【図１０】三次元レリーフの作成の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 三次元レリーフ作成装置
１１ 原画像格納部
１２ 領域区画部
１３ 高さレベル決定部
１４ 高さ画像生成部
１５ 補正用画像生成部
１６ 補正部
２１ 加工部
２２ 着色部
ＧＦ 原画像
ＧＲ 領域区画画像
ＧＬ 高さレベル画像
ＧＴ 高さ画像
ＧＨ 補正用画像
ＧＤ 補正高さ画像
ＲＲ 三次元レリーフ
ＲＺ 材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元の原画像から凹凸を有する三次元レリーフを作成する方法および装置、並びに、三次元レリーフの作成のための高さ画像データを作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、美術品である絵画、彫刻などを三次元レリーフとして複製したものがある。また、人物や風景、または山や谷などの自然の地形の２次元画像に基づいて三次元レリーフを復元したものも知られている。
【０００３】
このような三次元レリーフを自動的に作成する方法が提案されている（特許文献１）。つまり、特許文献１によると、デジタルカメラなどによってレリーフのモチーフとなる画像を入力すると、各画素の色調データに基づいて算出された階調データに基づきレリーフの高さを表すＺ座標データが設定され、各画素の二次元位置データＤ（ｘ，ｙ）に基づきレリーフの平面位置を表すＸ−Ｙ座標データが設定される。そして、これらをＸＹＺ座標とする三次元形状データに基づいて工具のカッターパスが算出され、算出されたカッターパスに基づいて、被加工物の表面がＮＣ加工機により研削加工される。
【０００４】
ＮＣ加工機で表面を研削された被加工物に対し、画素情報の二次元位置データと対応する位置に、色調データで表された色乃至明るさのインクを噴霧して着色を行う。
【０００５】
レリーフの高さを表すＺ座標データは、階調データや輝度データに基づいて、変換テーブルや演算式を用いて算出される。具体的には、色の白い部分が低く、色の暗い部分が高くなるようにＺ座標データが決定される
【特許文献１】特開平９−３１１７０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上に述べた特許文献１の方法による場合は、単に階調データや輝度データに応じてＺ座標データが決定されるので、Ｚ座標データが現物の実際の凹凸状態と一致しない。
【０００７】
例えば、人物の三次元レリーフを作成する場合に、白いカッターシャツに黒の背広を着用している場合に、白いカッターシャツの襟首の部分がその周囲の黒の背広よりも低くなって奥まったり、黒の背広が人物の顔よりも高く浮き出てしまうということが起こり得る。また、色物のカッターシャツに白の背広を着用した場合に、色物のカッターシャツが白の背広よりも高く浮き出てしまうことが起こり得る。また、照明や光線の状態によっては、凹凸の関係が全く異なったものとなってしまう。
【０００８】
したがって、例えば、背景を明るくしておいて対象物の写真を撮った場合には、三次元レリーフにおける対象物は背景部分から浮き出るようにはなる。しかし、作成された三次元レリーフの対象物内における凹凸の状態は実際とは異なったものとなってしまう。
【０００９】
このような問題に対して、本出願人は、原画像を複数の領域に区画し、区画された各領域に対して高さレベルを付与し、グレースケールで表された高さ画像を生成することを、特願２００６−１６６２５２号として先に提案した。これによると、高さ画像の凹凸の状態を実際の状態に近づけることができる。
【００１０】
しかし、その場合において、全体的な凹凸の状態は実際の状態に近づけることが可能であるが、細かい凹凸を表現することは困難であるかまたは不可能であった。例えば、背広の皺の凹凸を表現したり、髪の毛や髭の凹凸を表現することはほとんど不可能に近かった。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、三次元レリーフの凹凸の状態を実際の状態に近づけることができ、しかも対象物の細かい凹凸をも表現することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る方法は、濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する方法であって、前記原画像を複数の領域に区画する第１の工程と、区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の工程と、前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の工程と、材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の工程とを有する。
【００１３】
好ましくは、前記第３の工程において、前記高さ画像と前記原画像を濃淡で表した濃淡原画像とを重ね合わせ、前記高さ画像の各部の濃度に対し前記原画像の各部の濃度の所定割合の濃度を加算または減算する。
【００１４】
また好ましくは、前記原画像の濃度を加算または減算する際に、前記原画像の濃度の中間の値を基準濃度とし、前記基準濃度との差の濃度を加算または減算する。
【００１５】
好ましくは、前記所定割合の濃度は、前記原画像の濃度の１０〜３０パーセントの濃度とする。
【００１６】
好ましくは、前記第２の工程において、前記領域においてその周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与えておく。
【００１７】
好ましくは、前記第２の工程において、隣接する前記領域においてその境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える。
【００１８】
好ましくは、前記第４の工程の後に、前記三次元レリーフに対して、前記原画像の原色に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う第５の工程を有する。
【００１９】
本発明に係る装置は、濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する装置であって、前記原画像を複数の領域に区画する第１の手段と、区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の手段と、前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の手段と、材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の手段とを有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、三次元レリーフの凹凸の状態を実際の状態に近づけることができ、しかも対象物の細かい凹凸をも表現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明に係る三次元レリーフ作成装置１の構成を示すブロック図、図２は原画像ＧＦ１の例を示す図、図３は領域区画画像ＧＲ１の例を示す図、図４は高さレベル画像ＧＬ１の例を示す図、図５は高さ画像ＧＴ１の例を示す図、図６は補正用画像ＧＨ１と高さ画像ＧＴ１との合成の様子を示す図、図７は補正高さ画像ＧＤ１の例を示す図、図８は高さレベルを説明するための図、図９は高さ画像ＧＴと補正用画像ＧＨとの合成の様子を説明するための図である。
【００２２】
図１において、三次元レリーフ作成装置１は、原画像格納部１１、領域区画部１２、高さレベル決定部１３、高さ画像生成部１４、補正用画像生成部１５、補正部１６、加工部２１、および着色部２２などからなる。
【００２３】
原画像格納部１１は、入力された原画像ＧＦを格納する。原画像ＧＦは画像データであるが、画像データの元になった画像を指すこともある。また、特に視覚可能な画像と画像データとを区別する際には、「原画像データＧＦ」「原画像ＧＦのデータ」「画像データ」などと記載することがある。他の画像についても同様である。
【００２４】
さて、原画像ＧＦとして、人物、動物、建築物、風景など、また、山や谷などの自然の地形の鳥瞰図や航空写真など、種々の画像が用いられる。
【００２５】
図２示す原画像ＧＦ１は、人物のポートレートのカラー写真に基づいた画像である。図２ではよく現れていないが、人物は口髭を持ち、黒っぽい背広を着用している。
【００２６】
原画像ＧＦは、例えば、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向にマトリックス状に配列された多数の画素からなる２次元画像である。各画素は、色情報を持つ。色情報は濃度情報を含む。例えば、各画素が、ＲＧＢまたはＣＭＹＫなどで表現されている場合は、各原色の濃度情報によって各画素の色、つまり、色相、彩度、および明度が決定される。画素は他の表色系のデータによって表現されていてもよい。
【００２７】
このような原画像ＧＦを得るために、それらの実物をデジタルカメラやビデオカメラなどによって撮影してもよい。また、既に撮影された写真や印刷物などをスキャナなどで読み取ってデジタル化してもよい。また、既にデジタル化されて画像データとなった原画像ＧＦを、ＣＤ−ＲＯＭやメモリチップなどの記憶媒体を介して、またはネットワークからダウンロードして取得することも可能である。また、コンピュータの内部において、種々のアプリケーションを用いて原画像ＧＦを生成してもよい。
【００２８】
なお、原画像ＧＦは、ビットマップ状のデータとして格納しておいてもよいが、適当な圧縮方法によって圧縮された圧縮データとして格納しておいてもよい。原画像ＧＦは、通常、フルカラー画像であるが、モノクロ画像でもよい。
【００２９】
領域区画部１２は、原画像ＧＦを複数の領域に区画し、各領域の境界線（輪郭線）のみで示された領域区画画像ＧＲを生成する。
【００３０】
図３に示すように、領域区画画像ＧＲ１は、顔、目、鼻、口、睫毛、頭髪、口髭、背広の襟、肩部、腕部、カッターシャツの襟、ネクタイ、手などをそれぞれ領域として設定して区画されている。領域の区画は、例えば、原画像ＧＦからエッジを検出してエッジ画像を生成することによって行うことも可能である。また、表示装置の表示面に原画像ＧＦを表示し、ユーザがその原画像ＧＦを見ながら手動で境界線を指定することによって領域の区画を行ってもよい。また、原画像ＧＦを印刷し、印刷された原画像ＧＦに、ユーザが筆記具で境界線を書き込んで領域の区画を行い、それをスキャナなどで読み込むことによって入力してもよい。
【００３１】
高さレベル決定部１３は、領域区画画像ＧＲの各領域に対して、高さレベルを決定し、高さレベル画像ＧＬを取得する。高さレベルの決定は、領域区画画像ＧＲ内における領域の状態をコンピュータで認識させることにより自動的に行ってもよい。また、表示装置の表示面に領域区画画像ＧＲを表示し、それぞれの領域に対して、ユーザが高さレベルを入力してもよい。
【００３２】
なお、高さレベルを決定する前に、領域区画画像ＧＲの全ての領域に対して同じ高さレベル、例えば最も低い高さレベルを与えて高さレベルを揃えておいてもよい。
【００３３】
図４に示す高さレベル画像ＧＬ１では、高さレベルが「１」〜「６」の６段階に設定されている。図８に示すように、レベル「６」が最も低く、レベル「１」が最も高い。背景部分にはレベル「６」が設定されており、最も低く奥まった位置となる。なお、この例では６段階のレベルに設定されているが、１０段階、１６段階、２４段階、６４段階、２５６段階など、任意の段階のレベルを設定することも可能である。
【００３４】
高さ画像生成部１４は、高さレベル画像ＧＬの各領域に対し、高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像ＧＴを生成する。
【００３５】
高さ画像ＧＴは、Ｘ方向およびＹ方向にマトリックス状に配列された多数の各画素について、Ｘ方向およびＹ方向に直交するＺ方向のデータである高さデータＴＤを記録したものである。高さ画像ＧＴの画素のピッチまたは個数は、原画像ＧＦの画素ＧＳのピッチまたは個数と同じであってもよく、また原画像ＧＦの画素を間引いたものであってもよい。
【００３６】
図５に示す高さ画像ＧＴ１では、レベル「６」からレベル「１」に向かって、黒から白へと段階的に移行する６段階のグレースケールが適用されている。 このようなグレースケールは、高さレベルに対応して予め設定しておき、設定されたグレースケールに応じて、高さレベルに対応する濃度を自動的に割り当ててもよい。高さレベルに対応して割り当てられた濃度が高さデータＴＤとなる。
【００３７】
高さデータＴＤは、例えば、最も低い位置（例えば背景位置）から最も高い位置までの間における高さ位置を示す。また、高さデータＴＤが、最も低い位置からの距離を直接的に示すようにしてもよい。高さデータＴＤは、原画像ＧＦにおいては高さを示すものであるが、加工部２１の切削工具や着色部２２のプリントヘッドからから見れば、奥行きまたは深さを示すものと言えるので、奥行きデータまたは深さデータと言うこともできる。
【００３８】
なお、高さレベル決定部１３における高さレベルの決定とそれに対応する濃度の付与とを、同時に、または高さ画像生成部１４のみによって行ってもよい。
【００３９】
補正用画像生成部１５は、高さ画像ＧＴの濃度を補正するために用いる補正用画像ＧＨを生成する。補正用画像ＧＨは、例えば、原画像ＧＦをグレースケールで表した濃淡画像（モノクロ画像）に変換するとともに、その各部の濃度の所定割合の濃度を持つように濃度を低下させた画像である。例えば、原画像ＧＦの濃度の１０〜３０パーセントの濃度からなる濃淡画像である。つまり、補正用画像ＧＨは、原画像ＧＦの濃度を淡く（薄く）した濃淡画像である。
【００４０】
図６に示す補正用画像ＧＨ１は、図ではよく示されないが、図２に示す原画像ＧＦ１の濃度を淡くした画像である。
【００４１】
補正部１６は、高さ画像ＧＴの各部の濃度を、補正用画像ＧＨの濃淡を用いて補正して、補正高さ画像ＧＤを生成する。
【００４２】
すなわち、補正部１６は、図６に示すように、高さ画像ＧＴの濃度と補正用画像ＧＨの濃度とを加算または減算することによって合成する。濃度を加算または減算する際に、図９（Ａ）に示すように、高さ画像ＧＴの濃度と補正用画像ＧＨの濃度とを単純に加算または減算してもよい。この例では、高さ画像ＧＴの濃度から補正用画像ＧＨの濃度を単純に減算している。つまり、高さ画像ＧＴの明度または濃度に対して、補正用画像ＧＨの明度を加算している。
【００４３】
この場合には、例えば透明フィルム上に対象物である人物を濃度を落として表したものを補正用画像ＧＨ１として作成し、作成した透明フィルムを高さ画像ＧＴ１の上に重ねて得られる画像を補正高さ画像ＧＤ１としたものと考えることが可能である。
【００４４】
なお、「濃度」と「明度」とは表裏の関係にあり、本明細書においては「濃度」および「明度」を代表して「濃度」と記載する。
【００４５】
また、図９（Ｂ）に示すように、補正用画像ＧＨの濃度の中間の値を基準濃度とし、補正用画像ＧＨの各部の濃度と基準濃度との差の濃度を加算または減算するようにしてもよい。この例では、基準濃度を補正用画像ＧＨにおける２つの濃度の中央の濃度としたので、高さ画像ＧＴに対して、１つの部分（画素）には差分が加算され、他の１つの部分（画素）には差分を減算することとなる。
【００４６】
このように、補正部１６は、要は、高さ画像ＧＴに対して、原画像ＧＦの濃淡を用いて補正し、原画像ＧＦの持つ細かい濃淡つまり凹凸を付与するのである。
【００４７】
補正部１６による補正の結果、図７に示すような補正高さ画像ＧＤ１が得られる。
【００４８】
図５に示す高さ画像ＧＴ１と図７に示す補正高さ画像ＧＤ１とを比較すると、高さ画像ＧＴ１では、各領域において同じ濃度であり、領域内における細かい濃淡は全く現れていないのに対して、補正高さ画像ＧＤ１では、各領域内においても、原画像ＧＦに実際に現れている濃淡が現れている。例えば、図ではよく示されないが、補正高さ画像ＧＤ１では、人物の頭髪の部分には頭髪の濃淡が現れ、口髭の部分には口髭の濃淡が現れ、背広の部分には背広の皺が現れている。
【００４９】
なお、原画像ＧＦから補正用画像ＧＨを生成する場合に、まず原画像ＧＦを濃淡のみで表した濃淡画像を生成し、その濃度の所定割合の濃度を持つように濃度を低下させるのであるが、所定割合は、上に述べたように、通常、１０〜３０パーセントの範囲とされる。所定割合が大きい場合は、原画像ＧＦの特徴がより大きく現れ、所定割合が小さい場合は、原画像ＧＦの特徴が小さく現れる。１０〜３０パーセントの範囲以外の所定割合を用いることも可能である。
【００５０】
このように、高さ画像ＧＴに対して、原画像ＧＦの濃度（明度）を反映した補正用画像ＧＨを用いて濃度（明度）を補正することによって、のっぺらぼうになり勝ちな高さ画像ＧＴに対して原画像ＧＦの細かい凹凸の変化が反映するように補正し、より実際の原画像ＧＦに近づけることができる。
【００５１】
加工部２１は、補正高さ画像ＧＤを用い、材料ＲＺに対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形ＲＧを作成する。
【００５２】
すなわち、加工部２１は、補正部１６から出力された補正高さ画像ＧＤに基づいて、数値制御加工装置を制御するための制御データの生成などを行い、制御データに基づいて、材料ＲＺに対して加工を施し、原画像ＧＦに対応した三次元レリーフ原形ＲＧを作成する。このような数値制御加工装置を含んだ加工部２１として、種々のＮＣ旋盤、マシニングセンター、レーザ加工機、サンドブラスト、ルーターなどを用いることが可能である。なお、材料ＲＺには、材木、石膏、合成樹脂、または金属など、種々の材料が用いられ、また、その形状として、直方体状、板状、円柱状、各柱状、球状など、種々の形状のものが用いられる。三次元レリーフ原形ＲＧは、材料ＲＺに加工を施したものであるから、加工された表面は、通常、材料ＲＺと同じ色である。
【００５３】
着色部２２は、例えばインクジェットプリンタであり、三次元レリーフ原形ＲＧの表面に、原画像ＧＦに基づく画像印刷を行うことによって着色を行い、三次元レリーフＲＲを作成する。着色部２２がインクジェットプリンタである場合には、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインクを保持し、原画像ＧＦの色データに応じて、高速でパルス状に微量のそれぞれのインクを噴射し、三次元レリーフ原形ＲＧの凹凸の表面にフルカラーの画像を生成する。このように、着色部２２として、従来から存在する種々の公知のインクジェットプリンタを用いることができる。
【００５４】
このようにして作成された三次元レリーフＲＲは、その凹凸の状態が対象物の実際の凹凸の状態に近くなり、しかも対象物の細かい凹凸をも表現することが可能である。
【００５５】
しかし、領域の区画の仕方やその領域に対する濃度の決定の仕方によっては、領域内における盛り上がり感や湾曲感などがで難かったり、隣接する領域間における連続性が不自然になる可能性がある。
【００５６】
そのような場合には、高さ画像生成部１４において高さ画像ＧＴを生成する際に、次に述べるような処理を施す。
【００５７】
すなわち、高さレベル画像ＧＬまたは高さ画像ＧＴにおける必要な領域に対して、その周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与えておく。例えば、高さレベル画像ＧＬ１の背広の腕の部分において、中央が膨らんだ丸みを出すために、領域の周辺部よりも中央部に向かうにしたがって白っぽくなるようにグラデーションを与える。人物の顔面においても同様に、領域の周辺部よりも中央部に向かうにしたがって白っぽくなるようにグラデーションを与える。これとは逆に、中央が周辺部よりも凹んでいる場合には、領域の周辺部よりも中央部に向かうにしたがって黒っぽくなるようにグラデーションを与えておけばよい。
【００５８】
また、隣接する領域間において不自然な段差が生じないように、隣接する領域においてその境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える。また、背景部分と接する領域の背景部分との境界線、つまり対象物の全体の輪郭の部分において、背景部分に対して不自然な段差が生じないように、境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える。ぼかしは、領域の部分や周囲の状況などに応じて、例えば、強、中、弱の３段階の強さで行う。
【００５９】
なお、原画像ＧＦに対して、ホクロ、黒目、襟元の影、不必要に黒い部分などを、前処理によって削除してもよい。
【００６０】
上に述べたような三次元レリーフ作成装置１は、コンピュータを用いて実現することができる。そのようなコンピュータは、ＣＰＵやＤＳＰなどによる処理装置、半導体メモリや磁気ディスクなどの記憶装置、キーボードやマウスなどの入力装置、表示装置、および種々のインタフェース回路などを含んで構成することができる。それらによって、ソフトウエア的にまたはハードウエア的に、コンピュータ内に、上に述べた種々の機能を実現することができる。
【００６１】
次に、三次元レリーフ作成装置１における三次元レリーフの作成方法について、フローチャートを用いて説明する。
【００６２】
図１０は三次元レリーフの作成の手順を示すフローチャートである。
【００６３】
図１０において、原画像ＧＦを取得し（＃１１）、領域に区画する（＃１２）。各領域に対して高さレベルを決定し（＃１３）、領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより高さ画像ＧＴを生成する（＃１４）。必要な領域に対して、その周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与える（＃１５）。必要な領域の境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える（＃１６）。
【００６４】
高さ画像ＧＴの各部の濃度を補正用画像ＧＨを用いて補正して補正高さ画像ＧＤを生成する（＃１７）。材料ＲＺに対して、補正高さ画像ＧＤに基づいて加工を施し、補正高さ画像ＧＤで示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形ＲＧを作成する（＃１８）。三次元レリーフ原形ＲＧの表面に原画像ＧＦに応じた印刷を行って三次元レリーフＲＲを完成させる（＃１９）。
【００６５】
上に述べた実施形態において、領域区画画像ＧＲ１、補正用画像ＧＨ１、高さレベル画像ＧＬ１などは、三次元レリーフＲＲの作成の手順を説明する上で表示したものであり、必ずしも実際に存在しなくてもよい。その他、三次元レリーフ作成装置１の全体または各部の構造、構成、形状、寸法、個数、材質、画像の内容、処理の内容または順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る三次元レリーフ作成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】原画像の例を示す図である。
【図３】領域区画画像の例を示す図である。
【図４】高さレベル画像の例を示す図である。
【図５】高さ画像の例を示す図である。
【図６】補正用画像と高さ画像との合成の様子を示す図である。
【図７】補正高さ画像の例を示す図である。
【図８】高さレベルを説明するための図である。
【図９】高さ画像と補正用画像との合成の様子を説明するための図である。
【図１０】三次元レリーフの作成の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 三次元レリーフ作成装置
１１ 原画像格納部
１２ 領域区画部
１３ 高さレベル決定部
１４ 高さ画像生成部
１５ 補正用画像生成部
１６ 補正部
２１ 加工部
２２ 着色部
ＧＦ 原画像
ＧＲ 領域区画画像
ＧＬ 高さレベル画像
ＧＴ 高さ画像
ＧＨ 補正用画像
ＧＤ 補正高さ画像
ＲＲ 三次元レリーフ
ＲＺ 材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する方法であって、
前記原画像を複数の領域に区画する第１の工程と、
区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の工程と、
前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の工程と、
材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の工程と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、
前記高さ画像と前記原画像を濃淡で表した濃淡原画像とを重ね合わせ、前記高さ画像の各部の濃度に対し前記原画像の各部の濃度の所定割合の濃度を加算または減算する、
請求項１記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項３】
前記原画像の濃度を加算または減算する際に、
前記原画像の濃度の中間の値を基準濃度とし、前記基準濃度との差の濃度を加算または減算する、
請求項２記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項４】
前記所定割合の濃度は、前記原画像の濃度の１０〜３０パーセントの濃度である、
請求項２または３記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、
前記領域においてその周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与えておく、
請求項２ないし４のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項６】
前記第２の工程において、
隣接する前記領域においてその境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える、
請求項２ないし４のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項７】
前記第４の工程の後に、
前記三次元レリーフに対して、前記原画像の原色に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う第５の工程を有する、
請求項２ないし６のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項８】
濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する装置であって、
前記原画像を複数の領域に区画する第１の手段と、
区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の手段と、
前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の手段と、
材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の手段と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成装置。
【請求項９】
前記第３の手段において、
前記高さ画像と前記原画像を濃淡で表した濃淡原画像とを重ね合わせ、前記高さ画像の各部の濃度に対し前記原画像の各部の濃度の所定割合の濃度を加算または減算する、
請求項８記載の三次元レリーフの作成装置。
【請求項１０】
濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成するための高さ画像データを作成する方法であって、
前記原画像を複数の領域に区画する第１の工程と、
区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の工程と、
前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正された高さ画像データを生成する第３の工程と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成のための高さ画像データを作成する方法。
【請求項１】
濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する方法であって、
前記原画像を複数の領域に区画する第１の工程と、
区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の工程と、
前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の工程と、
材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の工程と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、
前記高さ画像と前記原画像を濃淡で表した濃淡原画像とを重ね合わせ、前記高さ画像の各部の濃度に対し前記原画像の各部の濃度の所定割合の濃度を加算または減算する、
請求項１記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項３】
前記原画像の濃度を加算または減算する際に、
前記原画像の濃度の中間の値を基準濃度とし、前記基準濃度との差の濃度を加算または減算する、
請求項２記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項４】
前記所定割合の濃度は、前記原画像の濃度の１０〜３０パーセントの濃度である、
請求項２または３記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、
前記領域においてその周辺部から中央部に向けて濃度のグラデーションを与えておく、
請求項２ないし４のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項６】
前記第２の工程において、
隣接する前記領域においてその境界部分の濃度が連続的に変化するようにぼかしを与える、
請求項２ないし４のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項７】
前記第４の工程の後に、
前記三次元レリーフに対して、前記原画像の原色に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う第５の工程を有する、
請求項２ないし６のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。
【請求項８】
濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成する装置であって、
前記原画像を複数の領域に区画する第１の手段と、
区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の手段と、
前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正高さ画像を生成する第３の手段と、
材料に対して補正高さ画像に基づいて加工を施し、前記補正高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフを作成する第４の手段と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成装置。
【請求項９】
前記第３の手段において、
前記高さ画像と前記原画像を濃淡で表した濃淡原画像とを重ね合わせ、前記高さ画像の各部の濃度に対し前記原画像の各部の濃度の所定割合の濃度を加算または減算する、
請求項８記載の三次元レリーフの作成装置。
【請求項１０】
濃淡を有する原画像から三次元レリーフを作成するための高さ画像データを作成する方法であって、
前記原画像を複数の領域に区画する第１の工程と、
区画された各領域に対して高さレベルを決定し、各領域に対し高さレベルに応じた濃度を与えることにより、原画像の領域を濃淡で示した高さ画像を生成する第２の工程と、
前記高さ画像の各部の濃度を前記原画像の濃淡を用いて補正して補正された高さ画像データを生成する第３の工程と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成のための高さ画像データを作成する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２８４８２１（Ｐ２００８−２８４８２１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３３４３９（Ｐ２００７−１３３４３９）
【出願日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５９１２４３８９３）株式会社フオトクラフト社 (26)
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５９１２４３８９３）株式会社フオトクラフト社 (26)
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