【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は画像処理装置に関し、特によりリアルな描画入力を行うことに関する。

【０００２】

【従来技術】画像処理ではスタイラス等のペンを用い、
毛筆や絵筆等の筆や、クレヨン，チョーク，エアスプレー等の実際の描画具をシミュレートする。 そして描画入力ではペンが想定している描画具に応じたシェープを定義し、シェープは例えば円形で中心部で濃度が高く、円に限らず四角形等のシェープが用いられることもある。
またシェープには複数のピークを持たせることもある。
シェープの形状や濃度はペンに加わる圧力（筆圧）により変えることができ、例えば筆圧に応じてシェープの半径や濃度を増すことが行われている。 そしてペンの座標と筆圧とが入力されると、例えば入力済みの画像とシェープとをブレンドして新たな画像を形成する。

【０００３】ここで描画具として絵筆や毛筆等の筆を考える。 これらのものには筆先があり、筆先の向きは筆の進行方向とは必ずしも平行ではなく、また筆先が真下を向いている場合を除き、一般には円形から外れた形状で描画される。 しかしながら既存の画像処理ではこれをシミュレートすることが困難で、絵筆や毛筆をシミュレートしている場合でも、シェープの形状は円形が主で、軸に対する筆先の向きを考慮することはできない。 現実の筆を一回キャンバス等にタッチさせた後に動かすと、筆先が筆の移動方向と同じ方向を向いている場合とそうでない場合とで、線幅が異なってくる。 しかしながら筆圧を考慮するだけでは、これをシミュレートできない。

【０００４】

【発明の課題】この発明は、絵筆や毛筆をリアルにシミュレートした画像処理方法とその装置を提供することを目的とする。 この発明は特に、軸に対する筆先の曲がり具合をシミュレートできる画像処理方法とその装置を提供することを目的とする。 請求項２の発明での具体的な課題は、筆をシミュレートしたシェープの具体的な生成方法を提供することにある。 請求項３の発明での具体的な課題は、円形などの原シェープからの上記シェープの具体的な生成方法を提供することにある。 請求項４の発明での具体的な課題は、原シェープからの上記シェープの簡便な生成方法を提供することにある。 請求項５の発明での具体的な課題は、筆をキャンバス等にタッチした後、ほぼ等しい筆圧で描画する際の筆をシミュレートすることにある。 請求項６の発明での具体的な課題は、上記の場合での、筆をよりリアルにシミュレートすることにある。 請求項７の発明の追加の課題は、筆の回転をシミュレートすることにある。

【０００５】請求項８の発明での具体的な課題は、筆圧の増加時以外にもペンタッチベクトルを生成可能にすることにある。

【０００６】請求項９の発明の具体的な課題は、筆の軸に対する筆先の関係を表現した、画像処理装置を提供することにある。 請求項１０の発明での具体的な課題は、
上記シェープの具体的な生成機構を提供することにある。 請求項１１の発明での具体的な課題は、筆のかすれをリアルにシミュレートすることにある。

【０００７】

【発明の構成】この発明は、描画入力手段からの座標と筆圧とに基づいて描画する方法において、筆圧の増加時に、基端が尖り先端が基端に比べ太く、方向が前記描画入力手段の運動方向で定まり、かつ基端から先端へ向けての太り具合が前記筆圧の増加分で定まるシェープを発生させて記憶し、かつ記憶したシェープを用いて描画することを特徴とする、画像処理方法にある。 好ましくは、方向が描画入力手段の進行方向で定まり、大きさが筆圧の増加分で定まるペンタッチベクトルを発生させて記憶することにより、前記シェープを記憶する。 さらに好ましくは、記憶済みの原シェープをペンタッチベクトルに応じて変形させて、前記シェープを発生させる。 また好ましくは、筆圧の増加に連れて原シェープのサイズを拡大しながら、複数の原シェープを重ね合わせて、前記シェープを発生させる。 好ましくは、筆圧がほぼ一定の際に、前記記憶したシェープを用いて描画する。 好ましくは、筆圧がほぼ一定の際に、前記シェープの方向を描画入力手段の運動方向へ回転させる。 好ましくは、前記描画入力手段の回転を検出して、記憶したシェープの方向を回転させる。

【０００８】この発明は、描画入力手段からの座標と筆圧とに基づいて描画する方法において、前記描画入力手段の軸方向以外の方向に加わる力と、描画入力手段の軸方向に加わる筆圧とを用いて、ペンタッチベクトルを発生させ、該ペンタッチベクトルの方向を向いて、基端で尖り先端で太く、かつ基端から先端へ向けての太り具合がペンタッチベクトルの大きさで定まるシェープを発生させて描画することを特徴とする、画像処理方法にある。

【０００９】この発明は、描画入力手段からの座標と筆圧とに基づいて描画する装置において、筆圧の増加時に、基端が尖り先端が基端に比べ太く、方向が前記描画入力手段の運動方向で定まり、かつ基端から先端へ向けての太り具合が前記筆圧の増加分で定まるシェープを発生させて記憶するための手段と、かつ記憶したシェープを用いて描画するための手段とを設けたことを特徴とする、画像処理装置にある。 好ましくは、方向が描画入力手段の進行方向で定まり、大きさが筆圧の増加分で定まるペンタッチベクトルを発生させるための手段と、該ペンタッチベクトルを記憶するための手段と、記憶済みの原シェープをペンタッチベクトルに応じて変形させて、
前記シェープを発生させるための手段とを設ける。 また好ましくは、描画入力手段の移動方向が変化し、かつ前記筆圧が減少したことを検出して、かすれた描画を行うための手段を設ける。

【００１０】なおこの発明において、シェープを記憶するとは、シェープを直接記憶することのみでなく、シェープを決定できるデータ、例えばペンタッチベクトル、
を記憶することを意味する。 シェープは描画入力の単位となるデータであり、描画入力の濃度分布を示し、シェープの使い方自体は公知である。 またシェープの向き等が運動方向で定まるとは、向きが運動方向と同一で有ることに限られるものではない。 またペンタッチベクトル等の大きさが筆圧の変化分で定まるとは、筆圧の変化分と前記の大きさとが比例することに限られるのではない。

【００１１】

【発明の作用と効果】この発明の画像処理方法とその装置では、描画入力手段への筆圧を検出して、筆圧増加時に、基端が尖り先端が基端に比べて太く、方向が描画入力手段の運動方向で定まり、かつ尖り度合いが筆圧の増加分で定まるシェープを発生させて記憶する。 そして以降は例えば１ストローク内をこのシェープを用いて描画する。 ここで筆圧の増加時を問題とするのは、例えばペンがタッチされ筆先の向きが定まる過程だからで、シェープの方向は筆圧増加時の描画入力手段の運動方向で定まる。 またシェープは基端が尖り、先端が基端に比べて太い形状とする。 これは例えば筆先をタッチさせて、左から右へと動かした場合に、筆先が左側に残って描画入力手段の運動方向の基端側に対応し、筆の根元が先端側に対応し、描画結果は筆先側が細く、筆の根元側が太くなる。 この結果、この発明ではタッチ時等に定まる筆のキャンバス等への接触状況をシミュレートしたシェープが得られる。 さてその後、筆圧をほぼ一定にして筆を運動させると、筆先の向きはタッチ時等に筆圧が増加する過程で定まり、それ以降は筆先をほぼ同じ向きに向けたまま描画が行われる。 そこでこの発明ではシェープを記憶し、これに基づいて以降の描画を行う。 この結果この発明では、円形等の単純な図形から外れたシェープを発生させることができ、シェープの向きは実際の筆先の向きを反映し、かつシェープを記憶するので、実際の筆の運動をリアルにシミュレートできる。

【００１２】請求項２の発明では、シェープを表す中間的な量としてペンタッチベクトルを発生させて記憶する。 この例からも明らかなように、シェープを記憶するとは、必ずしもシェープ自体を記憶することではない。
そしてペンタッチベクトルは方向が描画入力手段の進行方向で定まり、大きさが筆圧の増加分で定まるので、容易に発生させることができ、シェープを簡単に発生させることができる

【００１３】ペンタッチベクトルからのシェープの生成では、例えば円形等の原シェープをペンタッチベクトルの向きに変形させ、この変形にはメッシュマッピングやスキャンアドレス変換等の適宜の画像変換を用いる。 このように、記憶したペンタッチベクトルからシェープを容易に発生させることができる。

【００１４】シェープの発生はペンタッチベクトルを用いるものに限らず、例えば円形等の原シェープのサイズを筆圧の増加に連れて拡大しながら複数個重ね合わせる。 すると涙滴状等のシェープを容易に得ることができる。

【００１５】発生させたシェープを記憶してその後の描画に用いると、筆圧がほぼ一定の際等に記憶済みのシェープを用いて描画するので、同一のシェープでも、その後の描画入力手段の運動方向により線幅等が異なり、筆先の向きが特定された状態での描画をリアルにシミュレートできる。 現実の筆では、筆圧がほぼ一定で筆を移動させると、筆先が徐々に回転して筆先の向きが描画方向に揃ってくるので、好ましくはシェープの方向を描画入力手段の運動方向へと回転させる。 シェープの方向の回転速度は適宜で、現実の筆先の回転をシミュレートする速度であればよい。

【００１６】ここでペン等の描画入力手段自体の回転を検出すれば、筆の回転による筆先の方向の回転を、シェープの向きの回転としてシミュレートできる。

【００１７】ここで描画入力手段の軸方向以外の方向に加わる力と、軸方向に加わる力、即ち筆圧とを検出すれば、これらの力はユーザーが筆先をどのように操作しようとしているかを反映する。 例えば癖のない単純な円や点等を描画しようとしている場合、筆の軸方向以外の方向に不均等に力を加えることはない。 これに対して筆先をある方向に寝かせようとしている場合、軸方向以外の方向に力を加えることになる。 そこで軸方向に加わる力と軸方向以外に加わる力の２つの力を検出すれば、ユーザーが筆先を操作しようとしている向きにペンタッチベクトルを発生させることができる。 そしてこのペンタッチベクトルによりシェープを発生させれば、筆圧の増加時以外の場合にも、その場でのシェープの発生情報が得られることになり、各位置でシェープを発生させることができる。

【００１８】筆圧が減少し、かつ描画入力手段の運動方向が変化するのは、筆を跳ねて１ストロークを終了させる場合等が多く、このことを検出してかすれた描画を行えば、かすれをシミュレートできる。

【００１９】

【実施例】図１〜図１８に、実施例とその変形とを示す。 図１に実施例の画像処理装置の概要を示すと、２はデジタイザで、４はスタイラスからなるペンで、ペン４
から筆圧と座標とを入力処理部６に例えば所定の時間間隔で入力する。 なおペン４は軸に加わる歪や回転等を検出するようにして、これらのデータも入力処理部６に入力するようにしても良い。 ８はベクトル記憶部で、ペンタッチベクトルＴやペン４の運動方向を示すベクトルＭ
1，Ｍ2等を記憶し、１０はフロントエンドプロセッサで、これ以外にメニュー等からペン４がシミュレートする描画具の種類等を指定されるものとする。

【００２０】仮想的な各描画具に対して例えば３種類の原シェープを記憶し、これらの違いは筆圧にあるものとする。 そしてシミュレートする描画具の種類は毛筆や絵筆，クレヨン，チョーク，エアスプレー等の他種類にわたり、これらの原シェープは基本的に円形で、その値は入力画像濃度を表すものとする。 これらのｎ種類の原シェープを原シェープ記憶部１２−１〜１２−ｎに記憶させる。 １４はセレクタで、用いる描画具の種類に応じて、ｎ種類の原シェープから２種類（筆圧で選択）を選んで補間処理部１６へ供給し、例えば筆圧により２種類の原シェープを補間して、出力する。 補間処理部１６で補間する前の２つの原シェープをペンタッチベクトルＴ
に応じて変形するため、シェープアドレス発生部１８でシェープアドレスを発生させ、変形アドレス発生部２０
でアドレス変換して読み出す。 また２２はかすれ処理部で、２３はかすれ処理に必要なかすれマスクを記憶したかすれマスク記憶部である。

【００２１】必要に応じてかすれ処理を施した変形シェープは、乗算部２４へ入力され、ペンレイヤ記憶部２６
の濃度記憶部２８に記憶済みの濃度値と混合補間するために乗算し、その結果を濃度記憶部２８に書き戻す。 またペンレイヤ記憶部２６のペンカラー記憶部３０には、
メニュー等で指定されたペンのカラー値が記憶されている。 なお変形アドレス発生部２０によりその都度原シェープを変形させることに代えて、例えば濃度記憶部２８
に記憶した濃度値の分布、あるいは補間処理部１６の出力をシェープとし、これをセレクタ３１を介して原シェープ記憶部１２−１〜１２−ｎのいずれかの空き領域に記憶させても良い。 この場合好ましくは、ペンタッチベクトルＴの向きが共通で、筆圧が異なる２〜３の時点でのシェープを記憶し、これらを補間して各筆圧でのシェープとして用いる。 このようにすれば変形アドレス発生部２０によるアドレス変換は不要となる。

【００２２】３２はレイヤ合成処理部で、画像レイヤ３
４−１〜３４−ｎのいずれかに記憶した入力済みの画像と、ペンレイヤ記憶部２６に記憶した複数パッチ分あるいは１ストローク分の画像との混合補間を行い、その結果を元の画像レイヤに書き戻す。 さて画像レイヤ３４−
１〜３４−ｎには、各レイヤの画像のＲ，Ｇ，Ｂ等の色コンポーネントと各レイヤの透過率のデータが記憶されている。 そして透過率の画像の描画に当たっては、透過率画像を白黒画像と考え、ペンカラー記憶部３０にカラー値を記憶させる必要はない。 次に表示コンポーネント変換部３６で画像レイヤ間の合成やオフセット補正，縮小，拡大等の処理を行い、モニタ３８に表示する。

【００２３】図２〜図４に、原シェープからのシェープの生成を示す。 シェープの生成はタッチベクトルＴの生成から始まり、これはペン４が単位距離を運動する間に、あるいは単位時間内に、筆圧Ｐが定数Ｋ1以上増加した際に始まる。 ここでタッチベクトルＴの生成プロセスは、好ましくは距離当たりの筆圧の増加分がしきい値Ｋ1を超えた際に起動する。 距離としてはユークリッド距離の他に、ペン４の始点と終点とのｘｙ座標の差の絶対値の和や、座標の差の絶対値の大きい側、等を用い、
距離として用いることができるものであればよい。 タッチベクトルＴの方向は筆圧Ｐが増加する過程でのペン４
の進行方向であり、その大きさは筆圧の増加の勾配である。 ただし直接筆圧の増加分を用いることに代えて、筆圧の対数の増加分や筆圧のルートの増加分等を用いても良い。

【００２４】生成したタッチベクトルＴはベクトル記憶部８に記憶し、原シェープ記憶部１２−１〜１２−ｎに記憶した原シェープをタッチベクトルＴに応じて変形させる。 この変形を図３に示すと、原シェープ４０を記憶した記憶領域を例えば領域Ａ1〜Ａ3の３種類に分割し、
それぞれ毎に横方向に縮小拡大するアフィン変換を行うと、図３のシェープ４２が得られる。 ここではシェープ４２が上下対称であることを利用している。 そして原シェープ４０からシェープ４２への変換では、アフィン変換に止まらず、例えばメッシュマッピングを用いても良く、あるいは図１の実施例に示したように、原シェープ４０を記憶した領域に対するスキャンアドレスを変換して、図３のシェープ４２へと変換しても良い。

【００２５】図３の右側に、タッチベクトルＴの方向が共通で、その大きさが大中小と変化する際のシェープの変化を示す。 タッチベクトルＴの大きさが大きいのは、
筆をキャンバスにタッチさせて急激に強く押しつけて筆先を崩す場合に相当し、シェープの幅は起点（図の左側）から先端（図の右側）へと向けて急激に増加し、太い涙滴状のシェープとなる。 一方タッチベクトルＴの大きさが小さい場合、筆をタッチさせた後の筆圧の増加が僅かで、筆先は寝ておらず、この間の線幅の増加も小さい。 これに伴ってシェープの長さＬに対するシェープの幅Δｗの増加が小さくなる。 このようにタッチベクトルＴの大きさが大きいほど、シェープの基端と先端との間の線幅の増加分が大きくなる。

【００２６】図２に戻り、筆圧に対応して用意した例えば３つの原シェープをいずれもタッチベクトルＴに応じて変形させ、これらのうちの２つを選んで、筆圧Ｐにより線形補間し、用いるシェープを発生させる。

【００２７】図４にシェープの発生機構を示すと、ペン４が点ａでデジタイザ２から成る仮想的なキャンバスに接触し、その後ペン４をｂ点まで移動させたとする。 この間に筆圧は図４の中段のように増加し、ａ点では接触の直後で、ペン４がまだ移動していないので、シェープは原シェープと同様にほぼ円形であり、ｂ点ではペン４
がａ点からｂ点へと移動したことに伴い、この間に筆圧が増加しているので、涙滴状のシェープ４２となる。 そしてペンタッチベクトルＴの向きはａ点からｂ点を向き、その大きさはａ点とｂ点との間の筆圧の増加分を点ａｂ間の距離で割ったものに等しい。

【００２８】ペン４がストロークの初期にデジタイザ２
に触れると、ペンタッチベクトルＴの生成が行われる。
ストロークの途中で筆圧が増加した場合、同様にペンタッチベクトルを生成し、記憶済みの古いペンタッチベクトルと、新たに生成したペンタッチベクトルとを例えば線形補間して、新しいペンタッチベクトルとして用いる。

【００２９】図５，図６に筆圧が一定で、ペン４を平行移動させた際の処理を示す。 図６の左中央のシェープが最初のシェープで、この時ペンタッチベクトルＴが生成しているものとする。 この時点で筆先は図６の左上を向いており、ここから移動方向Ｍａに沿ってペン４を右下へと移動させたとする。 この時線幅は比較的狭く、ペンタッチベクトルＴの向きも変わらず、シェープは不変である。 これに対して図６の左中央から方向Ｍｂに沿って右上へとペン４を移動させたとする。 この時ペンタッチベクトルＴの向きは基本的には一定で、従ってシェープの向きも基本的に一定であり、相対的に太い線幅で描画される。 ただし実施例では、現実の筆先が徐々に回転してペン４の運動方向に揃うことを考慮し、ペンタッチベクトルＴを徐々に運動方向Ｍｂへ向けて回転させている。 これに伴いシェープの形も徐々に変化し、線幅も徐々に減少することになる。

【００３０】このアルゴリズムを図５に示すと、筆圧の変化分がＫ1以下で、ペンタッチベクトルの生成プロセスにないことを確認した後、ペンタッチベクトルＴの向きとペン４の運動方向との間の角を求める。 このような角は内積演算等により簡単に求まる。 そしてこの角が所定値以内であれば、ペンタッチベクトルＴの向きをペンの運動方向に揃え、所定値以上の場合一定の長さを描画した後にペンタッチベクトルＴの向きがペンの運動方向に揃うように、所定の割合で徐々にペンタッチベクトルＴを運動方向へ向けて回転させる。

【００３１】図７に、ペン４の運動方向が一定で、筆圧が減少する際の処理を示す。 これは静かにペン４をデジタイザ２から離すことに相当し、ストロークの最後での跳ねに伴うかすれが生じない。 そこでこの場合はペンタッチベクトルＴを変化させず、筆圧に応じてシェープを相似変形させることになる。 なおここで、ペン４を直線状に運動させるとは、ペン４の軸の中心線の軌跡が直線となることであると解釈したが、筆先が直線となることであると解釈しても良い。

【００３２】図８〜図１１にかすれの処理を示す。 図１
１にそのアルゴリズムを示すと、筆圧が所定値以上低下し、かつペン４の運動方向にカーブがある場合に、かすれの処理が起動する。 ここでＴをペンタッチベクトルとし、Ｍ1をカーブ前のペン４の進行方向とし、Ｍ2を現在の進行方向とすると、かすれの向きはペン４の現在の進行方向Ｍ2と平行であり、その強弱はペンタッチベクトルＴと現在及びカーブ前の進行方向Ｍ1，Ｍ2の３者で定まる。 実施例では、Ｔ−Ｍ1とＴ−Ｍ2の２つの向きを見出しとする２次元の参照表を用意し、これからかすれの強弱を決定して、かすれ処理用の原マスクの種類を選ぶ。 そしてかすれ処理用の原マスクを、ペンタッチベクトルＴによって変形させ、かすれ部のマスクとする。 続いてブラシのシェープとかすれ部のマスクとを乗算すると、かすれ処理を行うことができる。

【００３３】例えば図８のように、古い進行方向Ｍ1とペンタッチベクトルＴとが平行で、ここから急激にペン４を跳ねたとする。 この場合かすれは最も著しくなる。
さてかすれ部でのペン４のシェープを４２とすると、かすれマスク５２を以下のようにして生成する。 図１のかすれマスク記憶部２３には、かすれの程度（かすれの強弱）と径が異なる例えば９種類等の原かすれマスク４５
−１〜４６−３等が記憶されている。 これから図１１に示した参照表によりかすれの強弱を決定して、原かすれマスクの種類を決定する。 次いでかすれ処理を行う部分での筆圧により、その両側の２つのマスクを取り出す。
このようにして取り出した２つのマスクを筆圧により線形補間し、かすれ部でのペン４の運動方向Ｍ2の向きへと回転させると、原かすれマスク５０が生成する。 次いでこれをペンタッチベクトルＴにより変形すると、かすれマスク５２が得られる。 次にシェープ４２とかすれマスク５２の乗算を行い、シェープ４２の濃度値にかすれマスク５２の濃度値を乗算して、その画素での濃度値とすると、かすれたシェープ５４が得られる。 このようなかすれたシェープ５４を用いてかすれ処理部を描画すれば、図８のような描画を行うことができる。

【００３４】図８では紅葉状の原かすれマスク４５−１
〜４６−３を用いたが、図９に示すように、点状の原かすれマスク４８−１〜４９−３を用いても良い。 これらのかすれマスクでは、破線で示した範囲がマスクの及ぶ範囲で、その中に実線で示した点がマスクを通過する（描画が行われる）領域である。 例えば筆圧が低下して用いるマスクが図９の左から右へと変化するとすれば、
中央の点は最後まで残ってつながり、他の点は途中で徐々に消えて、結果的にかすれが表現される。 そこで原かすれマスク４８−１〜４９−３等のマスクを用いても良い。

【００３５】図１０に、かすれ部でペンタッチベクトルＴとペン４の運動方向Ｍ2とがほぼ平行の際の処理を示す。 この例では、カーブ前のペン４の運動方向Ｍ1はペンタッチベクトルＴとほぼ直角で、かすれ部で筆先が揃って、かすれの程度は小さくなる。 この場合ペンタッチベクトルＴとかすれ部での運動方向Ｍ2の間の角が小さく、ペンタッチベクトルＴとかすれ前の運動方向Ｍ1との角が大きいことから、図１１の参照表で、かすれの程度の小さなものが選ばれる。 そしてこれに応じて例えば３種類の原かすれマスクを取り出し、これらを筆圧により線形補間し、ペン４の運動方向Ｍ2の向きへと回転させた後、ペンタッチベクトルＴに応じて変形し、かすれ部でのシェープと乗算すれば図１０の処理を行うことができる。

【００３６】ここでは特定のかすれ処理を示したが、かすれ処理を行う部分において、ペン４の運動方向とほぼ平行な向きにかすれた描画を行うことができれば良く、
その起動条件はペン４の運動方向が急変し、かつ筆圧が減少していることである。

【００３７】

【変形例 シェープの発生】図１２，図１３に、シェープの発生に関する変形例を示す。 図１２に示すように、
この変形例では図１の画像処理装置から、かすれ処理部２２やシェープアドレス発生部１８や変形アドレス発生部２０を取り除く。 そして筆圧の増加時にはそれに応じて個々のタッチの径を増加させ、涙滴状の合成シェープを得る。 この合成シェープは濃度記憶部２８に記憶され、これをセレクタ３１を介して以降の描画に利用すれば、シェープをその都度発生させずに、またアフィン変換等の変換を行わずにシェープの発生ができる。

【００３８】シェープの発生例を図１３に示すと、６０
−１〜６０−ｎは原シェープで、それぞれ円形状であり、筆圧の増加に応じて徐々に半径が増加する。 この時ペン４の運動方向は図１３の矢印Ｍの向きを向き、この向きがペンタッチベクトルＴの向きとなる。 ただしこの例ではペンタッチベクトルＴを記憶する必要はなく、図１３の合成シェープ６２を記憶すればよい。

【００３９】

【変形例 ペンの回転】図１４，図１５に、ペン７０の回転を利用して、ペンタッチベクトルＴの向きを回転させる変形例を示す。 用いるペン７０の構造を図１４に示すと、７２は座標検出部、７４は筆圧検出部で、７６はジャイロセンサであり、ペン７０の軸の回転を検出し得るものであれば任意のセンサを用いることができる。

【００４０】次に図１５に示すように、ペンの回転が存在すれば、ペンタッチベクトルＴの方向をペン回転角θ
に対してＫθ（Ｋは正で１以下、好ましくはＫ２は正で１未満）回転する。 このようにすれば、ペン７０の回転にペンタッチベクトルＴの向きが追随して回転し、ストロークの途中でペンを回転させて筆先の向きを回転する操作をシミュレートできる。

【００４１】

【変形例 歪の検出】図１６〜図１８に、ペン８０に加わる歪を検出してペンタッチベクトル８９の向きを定める変形例を示す。 図１の実施例では、ペンタッチベクトルＴの向きを決定できるのは、筆圧の増加時のみである。 それ以降はペン４の平行移動に追随させたり、ペン先の回転に追随させたり、狭い場面でしかペンタッチベクトルＴの方向を決定できなかった。 これに対してこの変形例ではペン８０を用いて、例えば４個の歪センサ８
２をその４周に取り付ける。 筆先の向きを操作しようとしてペン８０に力を加えると、４つの歪センサ８２には不均等な歪が生じる。 ペン８０にはペン軸回りでの角度０の方向を示すノッチ８６等が設けてあり、デジタイザ２のｘｙ方向にに対するノッチ８６の方向を検出できるものとする。 するとデジタイザ座標系に対するペン軸回りの角度０の方向がノッチ８６の向きから判明し、この方向に対する歪の方向が歪センサ８２で判明する。 これらの４つの歪センサ８２に加わる歪の不均等さに、ノッチ８６の向きを加味して、図１７の歪ベクトル８８を定義し、鉛直下側を向くものと仮定した筆圧ベクトル８７
とベクトル合成すれば、ペンタッチベクトル８９が得られる。 ここでのベクトル合成は単純に２つのベクトルの大きさをそのまま用いて合成する必要はない。 なおここで歪センサ８２を用いる代わりに、ペン８０の周囲に感圧センサ８４を配置して、ペンを握る力の不均等さを用いて歪ベクトル８８を決定しても良い。

【００４２】ペン８０の傾きから筆先の操作方向を推定し得る可能性もあるが、ペンをどの程度に立ててあるいは寝かせて描画するかは、個々の人の癖による問題であり、筆先の操作とは関係がない。 従ってペンの軸とは異なる方向に、好ましくはペンの軸と垂直な方向にユーザーが加える力を用いて歪ベクトルを決定することが好ましい。

【００４３】図１８に、歪の検出を用いたペンタッチベクトルＴの決定アルゴリズムを示す。 図１７に示すように、歪ベクトルと筆圧ベクトルとをベクトル合成し、仮のペンタッチベクトルと決定する。 次いで仮のペンタッチベクトルと現ペンタッチベクトルとを補間し、新しいペンタッチベクトルとする。 ここで新しいペンタッチベクトルの決定における仮のペンタッチベクトルや現ペンタッチベクトルの寄与率は適宜に定めることができ、ペンタッチベクトルの向きが所定の速度で変化するようにすることが好ましい。 例えば図１８の右側に示したように、仮のペンタッチベクトルに１よりも小さな常数を乗算してその寄与を小さくした後、現ペンタッチベクトルとベクトル合成し、ペンタッチベクトルの大きさが発散することを防止するため、所定の割合で減少させて、新しいペンタッチベクトルを決定すればよい。

【００４４】図１９に、歪を用いたペンタッチベクトルの決定に用いる新たなペン１００を示す。 １０２はペン本体で、１０４は筆先、１０６は可撓部、１０８は歪検出部で、可撓部１０６に生じる歪の分布を測定する。 ペン１００を図１９の左の状態から右の状態へと、筆先１
０４を寝かせると、可撓部１０６が撓み、これに伴って、歪検出部１０８には歪の分布が生じる。 ペン本体１
０２の先端面に平行な平面での歪の分布は筆先１０４の寝かし方の程度を示し、ペン軸に平行な方向での歪の平均値は筆圧を表す。 そこで図１７，１８の手法で、ペンタッチベクトルと筆圧を決定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の画像処理装置のブロック図

【図２】 実施例での、筆圧増加時のペンタッチベクトルの決定とシェープ生成のアルゴリズムを示すフローチャート

【図３】 実施例でのシェープ生成過程を、円形シェープの変形の面から示す図

【図４】 実施例でのシェープ生成過程を、ペン動作の点から示す図

【図５】 実施例でのペンタッチベクトルの回転アルゴリズムを示すフローチャート

【図６】 実施例での筆圧一定の条件での描画を示す図

【図７】 実施例での筆圧が減少し描画方向の変化が無い際の描画を示す特性図

【図８】 実施例でのかすれ処理を示す図で、原かすれマスクからのかすれマスクの生成とかすれ処理を示す図

【図９】 原かすれマスクの変形例を示す図

【図１０】 実施例でのかすれ処理の例を、ペンタッチベクトルと進行方向との向きを変えて示す図

【図１１】 実施例でのかすれ処理のアルゴリズムを示すフローチャート

【図１２】 変形例の画像処理装置のブロック図

【図１３】 変形例での、筆圧増加時のシェープ生成を示す図

【図１４】 変形例で用いる回転検出ペンを示す図

【図１５】 回転検出ペンを用いた変形例の要部動作フローチャート

【図１６】 歪をペンタッチベクトルの決定に用いる変形例での、ペンを示す図

【図１７】 歪を用いてペンタッチベクトルを決定することを示す特性図

【図１８】 歪を用いた変形例での、ペンタッチベクトルの決定アルゴリズムを示すフローチャート

【図１９】 歪を用いた新たな変形例での、ペンを示す図

【符号の説明】

２ デジタイザ ４ ペン ６ 入力処理部 ８ ベクトル記憶部 １０ フロントエンドプロセッサ １２−１〜１２−ｎ 原シェープ記憶部 １４，３１ セレクタ １６ 補間処理部 １８ シェープアドレス発生部 ２０ 変形アドレス発生部 ２２ かすれ処理部 ２３ かすれマスク記憶部 ２４ 乗算部 ２６ ペンレイヤ記憶部 ２８ 濃度記憶部 ３０ ペンカラー記憶部 ３２ レイヤ合成処理部 ３４−１〜３４−ｎ 画像レイヤ記憶部 ３６ 表示コンポーネント記憶部 ３８ モニタ ４０ 原シェープ ４２ シェープ ４５−１〜４９−３ 原かすれマスク ５０ 原かすれマスク ５２ かすれマスク ５４ かすれたシェープ ６０−１〜６０−ｎ 原シェープ ６２ 合成シェープ ７０，８０ ペン ７２ 座標検出部 ７４ 筆圧検出部 ７６ ジャイロセンサ ８２ 歪ゲージ ８４ 感圧センサ ８６ ノッチ ８７ 筆圧ベクトル ８８ 歪ベクトル ８９ ペンタッチベクトル １００ ペン １０２ ペン本体 １０４ 筆先 １０６ 可撓部 １０８ 歪検出部 Ｔ ペンタッチベクトル Ｍ 描画ベクトル Ｐ 筆圧 ΔＰ 筆圧変化 ｒ 座標 Δｒ 座標変化

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月１８日（１９９９．６．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】