JP6733251B2 - 描画装置及び描画装置の描画方法 - Google Patents
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Description
また、爪の表面に色や絵柄等のネイルデザインを描画する描画装置(ネイルプリント装置)として、描画を施す筆記具(描画用具であるペン)を搭載したプロッタ方式の描画装置を用いることも検討されている。
ペンを用いて描画を施す場合には、インクジェット方式のように小液滴のインクを吐出させる描画装置と比べて、使用可能なインクの粘度やインクに含まれる色材の粒径等に制約が少なく、粒径の大きな色材を含んだ発色のよいインクや光硬化型のインクのような高粘度のインクも用いることができる。このため、ネイルサロンで施されるものと同様の各種のネイルデザインを描画することが可能となる。
このため、爪に光を当てて撮影を行い、取得された撮影画像に基づいて描画済み領域(既描画領域)を検出することが行われている。
また、描画済み領域(既描画領域)であっても光の照射によって部分的に影ができた場合には、他の描画済み領域(既描画領域)と異なる色の部分と認識されてしまい、正しく描画済み領域(既描画領域)と判断されない場合もある。
反射や影等が生じないような照明を設計することも考えられるが、爪の形状は人により、また各指ごとに様々であるため、どのような爪であっても反射や影が生じないようにすることは困難である。
描画対象に描画を施す描画部と、
前記描画対象を照明する少なくとも一つの光源と、
前記描画部により第1の画像の描画が施された後の前記描画対象を、前記光源により前記描画対象を照明する方向を互いに異なる方向に変えて複数回撮影する撮影部と、
前記撮影部の複数回の撮影によって取得された複数の描画対象画像を合成して合成画像を生成し、当該合成画像に基づいて前記描画対象における前記第1の画像の描画が施されている既描画領域を検出する既描画領域検出部と、
を備え、
前記複数の描画対象画像は、少なくとも1つの、前記描画対象における前記第1の画像の描画が施された領域に影ができないように前記描画対象を照明する方向が設定されている前記複数の光源における第1の光源を使用した状態で撮影された第1の描画対象画像を含むことを特徴としている。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
また、以下の実施形態では、ネイルプリント装置1は手の指の爪を描画対象として、これに描画するものとして説明するが、本発明の描画対象は手の指の爪に限るものではなく、例えば足の指の爪を描画対象としてもよい。
図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施形態におけるネイルプリント装置1は、描画ヘッド43が描画用具であるペン41とインクジェットヘッド71とを備え、プロッタ方式とインクジェット方式とを併用しての爪Tに描画を施す描画装置である。
このネイルプリント装置1は、ケース本体(筐体)2と、このケース本体2に収容される装置本体10とを備えている。ケース本体2は、外光がケース本体2内に進入しないように外光から遮光する構造になっている。
操作部25は、ユーザが各種入力を行う入力部である。
操作部25には、例えば、ネイルプリント装置1の電源をONする電源スイッチ釦、動作を停止させる停止スイッチ釦、爪Tに描画するデザイン画像を選択するデザイン選択釦、描画開始を指示する描画開始釦等、各種の入力を行うための図示しない操作釦が配置されている。
表示部26は、例えば液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイその他のフラットディスプレイ等で構成されている。
本実施形態において、この表示部26には、例えば、印刷指U1を撮影して得た爪画像(爪Tの画像を含む指画像)、この爪画像中に含まれる爪Tの輪郭線等の画像、爪Tに描画すべきデザイン画像を選択するためのデザイン選択画面、デザイン確認用のサムネイル画像、各種の指示を表示させる指示画面等が適宜表示される。
なお、表示部26の表面に各種の入力を行うためのタッチパネルが一体的に構成されていてもよい。
下部機枠11は、背面板111、底板112、左右一対の側板113a,113b、X方向移動ステージ収容部114、Y方向移動ステージ収容部115及び隔壁116を有する。
側板113a,113bの下端部は、底板112の左右両端部にそれぞれ連結され、側板113a,113bが底板112に対して立てられた状態に設けられている。
背面板111の下部は、前方(指挿入方向手前側)に向かって2段に窪むように形成されている。背面板111の下端部は底板112の前端部に連結されており、背面板111は、底板112と側板113a,113bによって囲われた領域を前後に区切っている。
この窪んだ背面板111の後ろ側に形成される空間がX方向移動ステージ収容部114、Y方向移動ステージ収容部115(図1(b)参照)となっている。X方向移動ステージ収容部114内には、描画部40が前方(指挿入方向手前側)に移動した際に描画部40のX方向移動ステージ45が収容される。また、Y方向移動ステージ収容部115内には、描画部40のY方向移動ステージ47が配置されている。
また、隔壁116は、下部機枠11の内部前方側の空間(背面板111、底板112及び側板113a,113bによって囲われた指挿入方向手前側の空間)を上下に区切るように下部機枠11の内側に設けられている。隔壁116はほぼ水平に設けられ、隔壁116の左右両端部が側板113a,113bにそれぞれ連結され、隔壁116の後端部が背面板111に連結されている。
指固定部30は、描画を施す爪T(すなわち描画対象)に対応する指(以下、これを「印刷指U1」という。)を受け入れる指受入部31と、この印刷指U1以外の指(以下、これを「非印刷指U2」という。)を退避させる指退避部32と、から構成されている。
指受入部31は、隔壁116の上側であって、例えば、下部機枠11の幅方向の中央より少し右に配置されている。また、隔壁116によって下部機枠11の下側に区分けられた空間が指退避部32を構成している。
例えば、薬指の爪Tに描画を施す場合には、指受入部31に印刷指U1としての薬指を挿入し、非印刷指U2であるその他の4指(親指、人差し指、中指、小指)を指退避部32に挿入する。
指受入部31は、下部機枠11の前面側(印刷指挿入方向の手前側)に開口しており、下側が隔壁116の一部を構成する指載置部となっている。指載置部は、描画を施す爪Tの指(印刷指U1)をXY平面上に載置するものである。
また、指受入部31の上側は、開口しており、指受入部31に挿入された印刷指U1の爪Tの表面(すなわち、描画対象面)が露出するようになっている。
ユーザは指受入部31に挿入した印刷指U1と指退避部32に挿入した非印刷指U2との間に隔壁116を挟むことができる。そのため、指受入部31内に挿入された印刷指U1が安定して固定される。
慣書部61は、平板状の部分であり、前述のケース本体2の媒体挿出口24から挿入された図示しない描画媒体が載置されるようになっている。
慣書部61に載置される描画媒体は、ペン先(先端部)413の慣らし書きを行うことができるものであればよく、例えば紙片である。
ペン待機部には、例えばペン先413の乾燥を防ぐキャップ部等が設けられている。
また、インクジェット保守部には、インクジェットヘッド71インク吐出部(ノズル面)をクリーニングする機構や、インク吐出部(ノズル面)の保湿状態を保つためのキャップ部等が設けられている。
インクジェットヘッド71は、例えば、イエロー(Y;YELLOW)、マゼンタ(M;MAGENTA)、シアン(C;CYAN)のインクに対応する図示しないインクカートリッジと各インクカートリッジにおける描画対象(爪T)に対向する面(本実施形態では、図1(a)等における下面)に設けられた図示しないインク吐出部とが一体に形成されたインクカートリッジ一体型のヘッドである。インク吐出部は、それぞれの色のインクを噴射する複数のノズルからなるノズルアレイを備えており、インクジェットヘッド71は、インクを微滴化し、インク吐出部から描画対象(爪T)の被描画面に対して直接にインクを吹き付けて描画を行う。なお、インクジェットヘッド71は、上記3色のインクを吐出させるものに限定されない。その他のインクを貯留するインクカートリッジ及びインク吐出部を備えていてもよい。
ペン41は、爪Tの表面を描画対象面とし、先端部が描画対象面である爪Tの表面に接触して爪Tに描画を施す描画用具である。
図1(a)等に示すように、ペン41は、中空円筒状のペンホルダ410内に挿通された棒状のペン軸部411の先端側(図1(a)において下側)にペン先413が設けられたものである。
ペン軸部411の内部は、各種インクを収容するインク収容部となっている。
ペン軸部411の内部に収容されるインクとしては、各種のインクが適用可能である。インクの粘度や色材の粒径(粒子の大きさ)等は特に限定されず、例えば、金銀のラメ入りのインクや白色のインク、UV硬化型のインクやジェルネイル、アンダーコート用インク、トップコート用インクやマニキュア液等も用いることができる。
本実施形態では、ペン41が、ペン軸部411内に下地塗布用の白色のインクが収容された下地用のペンである場合を例として説明する。
なお、ペン41は、ボールペンタイプのものに限定されない。例えばフェルト状のペン先にインクを染み込ませて描画するサインペンタイプや、束ねた毛にインクを染み込ませて描画する筆ペンタイプのもの等であってもよい。また、ペン先413の太さも各種のものを用意することができる。
また、ペン保持部42は、描画ヘッド43に搭載されたペン上下用モータ426(図2参照)の駆動によって上下方向に移動可能に構成されている。
また、X方向移動ステージ45は、Y方向移動ステージ47のY方向移動部471に固定されている。Y方向移動部471は、Y方向移動モータ48の駆動によりY方向移動ステージ47上を図示しないガイドに沿ってY方向に移動するようになっており、これにより、ユニット支持部材44に取り付けられている描画ヘッド43が、Y方向(図1(b)におけるY方向、ネイルプリント装置1の前後方向)に移動するようになっている。
なお、本実施形態において、X方向移動ステージ45及びY方向移動ステージ47は、X方向移動モータ46、Y方向移動モータ48と、図示しないボールネジ及びガイドとを組み合わせることで構成されている。
本実施形態では、X方向移動モータ46及びY方向移動モータ48等により、ペン41を備える描画ヘッド43をX方向及びY方向に駆動するXY駆動部としてのヘッド移動部49が構成されている。
この撮影部50は、指受入部31内に挿入されて上部の開口から見える印刷指U1の爪Tを照明装置52や照明装置55によって照明する。そして、撮像装置51によってその印刷指U1を撮影し、印刷指U1の爪Tの撮影画像である爪画像(爪画像を含む指の画像)を取得するものである。本実施形態では、撮像装置51は、爪Tに対する光の照射角度の異なる爪画像を複数取得するようになっている。
本実施形態では、撮像装置51及び照明装置52は、描画部40の描画ヘッド43の側方(図1(a)において描画ヘッド43の右側)に固定配置されている。
すなわち、図1(a)及び図1(b)に示すように、描画部40の描画ヘッド43は、上面の一端側(図1(a)において右側)に、側方に張り出す張出部401を有しており、この張出部401に基板53が取り付けられている。撮影部50を構成する撮像装置51及び照明装置52は、この基板53の下面に、隔壁116に対向するように設けられている。
なお、基板53の大きさや基板53に取り付けられている撮像装置51及び照明装置52の位置は特に限定されない。
本実施形態では、撮像装置51によって取得された撮影画像(爪画像)に基づいて、後述する既描画領域検出部815(図2参照)がペン41による描画が施された描画済み領域Faの描画状況を判定する。
また、爪形状検出部812は、撮影画像(爪画像)に基づいてxy平面上における爪Tの位置や、爪Tの垂直位置等、その他の爪情報を検出する。
なお、撮像装置51は、印刷指U1の爪Tの湾曲形状等を検出するために、ヘッド移動部49による移動によって、異なる位置・角度から爪Tを撮影して複数枚の撮影画像(爪画像)を取得することが好ましい。
撮像装置51により複数枚の撮影画像(爪画像)が取得された場合には、これらの撮影画像(爪画像)に基づいて、爪形状検出部812(図3参照)が爪Tの湾曲形状を検出することができる。
照明装置52は、下方に向けられていて、下方に向けて光を照射して、少なくとも撮像装置51の下方の撮影範囲を照明する。撮像装置51に対する照明装置52の位置は一定となっている。なお、照明装置52を設ける数や、その配置等は図示例に限定されない。
照明装置55は、照明装置52と同様に白色LED等で構成される光源である。
照明装置55は、図1(b)に二点鎖線の矢印で示すように、爪Tに対して爪Tの根元側の斜め上方向となっていて、爪Tに対して、爪Tの根元側の斜め上方向から光を照射するようになっており、照明装置52とは爪Tを照明する向きが異なる方向から爪Tに光を照射することができる。 なお、上記においては、照明装置52と照明装置55とによる複数の光源を有して、照明装置52と照明装置55とを使い分ける(切り換える)ことにより爪Tを照明する方向を変える構成としたが、本発明はこの構成に限るものではない。例えば、一つの光源のみを有し、この光源の位置を変える機構を備えて、この機構により光源の位置を変えることにより爪Tを照明する方向を変えるようにしてもよい。
なお、撮影部50によって撮影された画像の画像データは、後述する記憶部82の爪画像記憶領域821に記憶される。
図2は、本実施形態における制御構成を示す要部ブロック図である。
制御装置80は、図2に示すように、図示しないCPU(Central Processing Unit)により構成される制御部81と、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等(いずれも図示せず)で構成される記憶部82とを備えるコンピュータである。
具体的には、記憶部82のROMには、爪画像(撮影画像)から既描画領域を検出するための既描画検出プログラム、爪画像(撮影画像)から、爪Tの幅方向における湾曲形状、爪の幅、爪の面積等の各種の爪情報を検出するための爪情報検出プログラム、描画データを生成するための描画データ生成プログラム、描画処理を行うための描画プログラム等の各種プログラムが格納されており、これらのプログラムが制御装置80によって実行されることによって、ネイルプリント装置1の各部が統括制御されるようになっている。
また、本実施形態において記憶部82には、撮影部50によって取得されたユーザの印刷指U1の爪Tの爪画像(撮影画像)を記憶する爪画像記憶領域821、爪形状検出部812によって検出された爪情報(爪Tの形状を示す輪郭線や爪Tの湾曲形状等)が記憶される爪情報記憶領域822、及び爪Tに描画されるネイルデザインの画像データを記憶するネイルデザイン記憶領域823等が設けられている。
本実施形態では、描画部40により1つの爪Tについて第1の色(例えば下地用の白色)で第1の描画動作(ペン41による下地描画動作)を行った後、第2の色(インクジェットヘッド71によって描画可能な各色)で第2の描画動作(インクジェットヘッド71による絵柄等の描画)を行う場合に、撮影制御部811は、撮影部50を制御して、少なくとも第2の描画動作前に、光の照射方向を変えて複数回爪Tを撮影させて、複数の爪画像を取得する。
そして、この撮影の際には、照明装置52と照明装置55とを適宜切り替えて異なる位置から爪Tに光を照射しながら、撮影制御部811が、撮像装置51により複数回爪Tを撮影させて、複数枚の爪画像(撮影画像)を取得する。
なお、1つの爪Tについて何枚の撮影画像を取得するかは特に限定されないが、多くの撮影画像を取得した方がこれらを既描画領域検出部815において生成される合成画像の精度が向上するため好ましい。
また、撮影制御部811によって取得される画像のうち、少なくとも1枚は、爪Tの表面(少なくとも爪Tの表面のうち第1の描画動作において描画された領域)に影となっている部分(影領域)が現れない状態の画像となるように設定されている。
撮影制御部811により取得された爪画像の画像データは、記憶部82の爪画像記憶領域821に記憶される。
本実施形態では、爪形状検出部812は、撮影画像(爪画像)に基づいて爪Tの輪郭形状を爪情報として検出する。
なお、爪形状検出部812によって取得される爪情報は爪Tの輪郭形状に限定されず、例えば、爪Tの水平位置のXY座標、爪Tの高さ(爪Tの垂直方向の位置、以下「爪Tの垂直位置」又は単に「爪Tの位置」ともいう。)、爪Tの幅方向における形状、すなわち、爪Tの表面の、XY平面に対する傾斜角度(爪Tの湾曲形状、爪Tの傾斜角度)等を含んでいてもよい。
爪形状検出部812によって取得された爪情報は、記憶部82の爪情報記憶領域822に記憶される。
具体的には、描画データ生成部813は、爪形状検出部812により検出された爪Tの形状(輪郭形状)等に基づいてネイルデザインの画像データを拡大、縮小、切出し等することにより爪Tの形状に合わせ込む合せ込み処理を行う。
また、描画データ生成部813は、爪形状検出部812により検出された爪Tの湾曲形状に応じて、爪Tに描画するように指定されたネイルデザインの画像データに適宜曲面補正等を行う画像データ補正部としても機能する。
これにより、ペン41やインクジェットヘッド71によって描画されるネイルデザインの描画用のデータが生成される。
本実施形態の既描画領域検出部815は、まず複数の爪画像を合成することにより、光の反射(正反射等)によって既描画領域と同様に白く見えているが実際には既描画領域ではない高輝度領域を排除して、既に描画が施された領域と推定される領域である「既描画推定領域」を検出するとともに、画像中では影となっていて既描画推定領域と判断されなかったが実際には既描画領域である影領域を取り込み、最終的な「既描画領域」として検出する。
以下、図3を参照しつつ、既描画領域検出部815による既描画領域の検出手法を具体的に説明する。
撮影制御部811によって取得された複数の爪画像の中には、光の反射によって高輝度(白飛び)となっている領域(これ以下「高輝度部HA」という。図3に示す画像Ib0において破線で示す領域)や、光の照射において影となり暗くなっている領域(これ以下「影部SA」という。)を含むものがある。これらの複数の画像を合成するHDR合成では、概略、白飛びしている高輝度部HAを、他の高輝度部HAを有していない画像と置き換えるような処理をすることにより、この高輝度部HAをほとんど除去することができるため、これら複数の爪画像をHDR合成して得られるHDR合成画像(図3に示す画像Ibh)には高輝度部HAはほとんど現れない。なお、仮にHDR合成画像Ibhにおいて多少高輝度部HAが残っていた場合でも、既描画領域PAと明確に区別できる程度の色の差を付けることができる。ただし、HDR合成では黒潰れしていない程度の影部を除去することはできないため、HDR合成画像Ibhには、図3に示すように、黒潰れしていない程度の影部が含まれている場合がある。
また、既描画領域検出部815は、撮影制御部811によって取得された複数の爪画像の中から、爪Tの表面(少なくとも爪Tの表面のうち第1の描画動作において描画された描画領域PA)に影が現れない状態で撮影された爪画像(図3において画像Ib0)を少なくとも1枚取得する。
具体的には、既描画領域検出部815は、第1の描画動作(ペン41による下地描画動作)後の撮影において取得された影部SAを含まない1枚の爪画像(図3において画像Ib0)や第1の描画動作(ペン41による下地描画動作)後の撮影において取得された複数の爪画像をHDR合成して生成したHDR合成画像Ibhから、第1の描画動作によって描画された描画領域PAの色分布情報、及びそれ以外の未描画領域Nの色分布情報(例えば描画されていない生の爪Tや指の皮膚、その他背景等の色分布情報)を取得し、この色分布情報に基づいて、第2の描画動作(例えばインクジェットヘッド71による絵柄描画動作)前の撮影において取得された影部SAを含まない1枚の爪画像(図3において画像Ib0)や第2の描画動作(例えばインクジェットヘッド71による絵柄描画動作)前に取得された複数の爪画像をHDR合成して生成したHDR合成画像Ibhから既描画推定領域P1を抽出するためのセグメンテーション処理を行う。
このセグメンテーション処理により、第2の描画動作前の撮影において取得された高輝度部HAを含むが影部SAを含まない1枚の爪画像(図3において画像Ib0)から、既描画推定領域P2及び高輝度領域H1を白、それ以外の領域を黒に区分したセグメンテーションマップ(図3においてマップM0)と、第2の描画動作前の撮影において取得された画像をHDR合成して得られた高輝度領域HAを含まず、影部SAを含むHDR合成画像から、既描画推定領域を白、それ以外の領域を黒に区分したセグメンテーションマップ(図3においてマップMh)が作成される。
既描画領域検出部815がHDR合成画像Ibhから既描画推定領域を抽出するためのセグメンテーション処理の手法としては、例えばグラフカットの手法が用いられる。なお、既描画推定領域を抽出するためのセグメンテーション処理の手法は特に限定されず、色の差を閾値として持つことで既描画推定領域の境界を判定していく等の手法によってもよい。
また、既描画領域検出部815は、セグメンテーションマップM0とセグメンテーションマップMhとのANDによる、セグメンテーションマップ(図3においてマップMand)を作成する。このマップMandでは、図3に示すように、既描画推定領域P1が白、それ以外の領域が黒に区分されている。
また、既描画領域検出部815は、セグメンテーションマップM0の反転とセグメンテーションマップMhの反転とのORによる、セグメンテーションマップ(図3においてマップMnot)を作成する。このマップMnotでは、図3に示すように、未描画領域S2が白、既描画推定領域P2及び高輝度領域H1が黒に区分されている。
また、既描画領域検出部815は、セグメンテーションマップMnotをHDR合成画像Ibhに重ねることにより、HDR合成画像Ibhにおける、未描画領域S2の色分布情報CDrを求める。
また、既描画領域検出部815は、セグメンテーションマップMxorをHDR合成画像Ibhに重ねることにより、HDR合成画像Ibhにおける、セグメンテーションマップMxorにおいて検出されている各領域S1,H1の色と、色分布情報CDt及び色分布情報CDrにより、各領域が、高輝度部HAであって既描画領域PAでないのか、既描画領域PA中の影部SAであるのか、を判定する。
すなわち、既描画領域検出部815は、セグメンテーションマップMandにおいて検出されている既描画推定領域P1の輪郭に近い位置から外側に向かって、セグメンテーションマップMxorにおける各領域が、既描画領域PAの色分布CDtに近いか否か、未描画領域Nの色分布情報CDrに近いか否か、を判定していく。
既描画領域PA中の影部SAの色は、既描画領域PAの色から徐々に変化していくようになっている。このため、影部SAにおいては、外側に向かって隣接する画素間の色の差は小さい。一方、高輝度部HAであって、既描画領域PAでない場合は、既描画領域PAの色から比較的大きく異なる色(生の爪Tの色等)になっている。このため、HDR合成画像における、セグメンテーションマップMxorの各白領域に対応する領域おいて、セグメンテーションマップMandの境界(輪郭)に近い位置の画素から外側に向かって、各画素の色情報を見ていき、既描画領域PAの色に対して差が比較的小さい色を既描画領域PAの色に含めるように、既描画領域PAの色分布情報CDtを順次更新していく。これにより、光の反射による高輝度部HAについては既描画領域PAに含めることなく、影部SAについては既描画領域PAに含めるようにすることができる。
表示制御部816は、表示部26にデザイン選択画面を表示させ、ユーザは操作部25の操作釦等を操作して、デザイン選択画面に表示された複数のネイルデザインの中から所望のネイルデザインを選択する。これにより、操作部25から選択指示信号が出力されて爪Tに描画すべきネイルデザインが選択される。
ユーザが印刷指U1を指受入部31に挿入し、非印刷指U2を指退避部32に挿入して、操作部25の図示しない描画スイッチを操作すると、指受入部31内に印刷指U1が固定される。
爪画像(撮影画像)が取得されると、爪形状検出部812は、爪画像(撮影画像)に基づいて爪Tの外形形状である輪郭形状を検出する。また、爪形状検出部812は、爪画像(撮影画像)に基づいて、爪Tの湾曲形状、その他の爪情報を検出する(ステップS2)。
次いで、描画データ生成部813は、爪形状検出部812により検出された爪情報に基づいて、第1の色のペン41(例えば下地用の白色のインクによる描画を行うペン41)による描画対象領域を決定するとともに、画像データに適宜曲面補正等の補正を行ってネイルデザインの描画データを生成する。描画データが生成されると、描画制御部814は、描画データを描画部40に出力し、ヘッド移動部49を動作させて適宜描画ヘッド43を移動させながら、爪Tに第1の色による描画処理(すなわち、第1の色のペン41による第1の描画動作)を行う(ステップS3)。
第1のペン41による描画が終了すると、撮影部50により印刷指U1を撮影して、爪Tに対する光の照射方向の異なる複数の爪画像(撮影画像)を取得する(第1の描画動作後の撮影、ステップS4)。
既描画領域検出部815は、この爪画像のうち、影領域SAを含まない少なくとも1枚の爪画像Ib0を取得するとともに、複数の爪画像をHDR合成することによりHDR合成画像Ibhを作成する(ステップS5)。
そして、既描画領域検出部815は、取得した爪画像Ib0及びHDR合成画像Ibhから色分布情報を取得する(ステップS6)。
既描画領域検出部815は、この爪画像のうち、影領域SAを含まない少なくとも1枚の爪画像Ib0を取得するとともに、複数の爪画像をHDR合成することによりHDR合成画像Ibhを作成する(ステップS9)。
そして、既描画領域検出部815は、グラフカットの手法等によりセグメンテーション処理を行い(ステップS10)、セグメンテーションマップ(図3におけるマップM0,Mh,Mxor,Mand,Mnot)を作成する(ステップS10)。
なお、本実施形態では、図3に示すように、爪Tの長さ方向の先端部分だけに第1の色である下地用の白色のインクが描画されるため、爪Tの長さ方向の半分よりも上に位置する画素だけを既描画推定領域P1か否かの振り分けを行う対象画素とする。このようにすることで既描画推定領域P1か否かの振り分けを行う必要のない部分については処理を省略することができ、処理時間を短縮することができる。なお、対象画素を設定することは必須ではなく、爪Tの全体について画素ごとに既描画推定領域P1か否かの振り分けを行ってもよい。
既描画領域検出部815は、対象画素についての振り分けがすべて終了したか否かを判断し(ステップS14)、終了していない場合(ステップS14;NO)には、ステップS13の処理を繰り返す。
他方、終了している場合(ステップS14;YES)には、既描画推定領域P1に振り分けられた画素を既に第1の色による描画が行われた既描画領域PAとして検出する(ステップS15)。
具体的には、既描画推定領域との色の差を判定し、当該色の差が段階的に変化する領域の画素を所定の色条件を満たす画素と判断する。
既描画推定領域P1とされた領域の周辺領域には、高輝度部HA及び影部SAが存在する可能性があるが、前述のように、既描画領域PA中の影部SAの色は、既描画領域PAの色から徐々に変化していくため、影部SAにおいては、外側に向かって隣接する画素間の色の差は小さい。これに対して、高輝度部HAであって、既描画領域PAでない場合は、既描画領域PAの色から比較的大きく異なる色となっている。このため、色の差の変化を見ることで、高輝度部HAと影部SAとを適切に区別することができる。
既描画領域検出部815は、既描画推定領域P1とされた領域の周辺領域に所定の色条件を満たす画素がある場合(ステップS16;YES)、すなわち、既描画推定領域との色の差が段階的に変化する領域の画素がある場合には、これを既描画領域PA中の影部SAであるとして、既描画推定領域とともに既描画領域PAとして検出する(ステップS17)。そしてこの場合には、既描画領域検出部815は、既描画領域PAの色に対して差が比較的小さい色を既描画領域PAの色に含めるように、既描画領域PAの色情報を更新する(ステップS18)。
他方、既描画推定領域とされた領域の周辺領域に所定の色条件を満たす画素がない場合(ステップS16;NO)には、そのまま次のステップに進む。
そして、再度乾燥動作を行い(ステップS20)、乾燥が完了するだけの所定の時間乾燥させたのち、印刷指U1の固定を解除して描画処理を終了する。
これにより、光の正反射等により生じる高輝度部HAについては既描画領域PAから除外し、既描画領域PA内であって暗くなっている影部SAについては既描画領域PAに含めることができるため、既描画領域PAを過不足なく適切に検出することができる。このため、第1の描画動作によって描画済みの領域に対して正確に第2の描画動作を行うことができ、下地の上に絵柄を描画するように複数回に分けて重ねて描画動作を行う場合にも描画位置がずれずに高精細な描画を行うことができる。
また、本実施形態では、既描画領域検出部815は、合成画像における色分布情報に基づいて爪Tのうち既に描画されていると推定される領域を既描画推定領域P1として合成画像から抽出するとともに、当該既描画推定領域P1の周辺領域の画素について既描画推定領域P1との色の差を判定し、当該色の差が段階的に変化する領域を既描画推定領域P1とともに既描画領域PAとして検出する。これにより、高輝度部HAについては既描画領域PAから除外し、影部SAだけを適切に既描画領域PAに取り込むことができる。
ことを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
また、本実施形態では、既描画領域検出部815は、HDR合成により合成画像を生成する。合成画像の生成にHDR合成の手法を用いることにより、光の反射等で発生する高輝度部SAを適切に除去することができる。
また、本実施形態では、既描画領域検出部815は、合成画像からグラフカットの手法により既描画推定領域P1を抽出する。グラフカットの手法により既描画推定領域P1を抽出することにより、閾値等によって領域の境界を特定する場合よりも正確に領域抽出P1を行うことができる。
また、本実施形態では、既描画領域検出部815は、既描画推定領域P1に隣接する画素から徐々に既描画推定領域P1から遠ざかる方向に向かって各画素と既描画推定領域P1との色の差を判定することにより色の差が段階的に変化する領域を検出する。既描画推定領域P1とされた領域の周辺領域には高輝度部HA及び影部SAが存在する可能性があるが、前述のように、影部SAと高輝度部HAとでは既描画領域PAからの色の差の変化の仕方が異なる。このため、色の差の変化を見ることで、高輝度部HAと影部SAとを適切に区別して影部SAだけを既描画領域PAに取り込むことができる。
例えば描画ヘッド43を移動させる機構とは別に撮影部50を移動させる機構を別途設けてもよい。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
描画対象に描画を施す描画部と、
前記描画対象を照明する少なくとも一つの光源と、
前記描画部により第1の画像の描画が施された後の前記描画対象を、前記光源により前記描画対象を照明する方向を互いに異なる方向に変えて複数回撮影する撮影部と、
前記撮影部の複数回の撮影によって取得された複数の描画対象画像を合成して合成画像を生成し、当該合成画像に基づいて前記描画対象における前記第1の画像の描画が施されている既描画領域を検出する既描画領域検出部と、
を備えていることを特徴とする描画装置。
<請求項2>
前記描画対象に前記第1の画像の描画が施された後に、前記描画部が前記描画対象に前記第1の画像の少なくとも一部に重ねて第2の画像の描画を施すとき、前記第2の画像の描画位置及び前記第2の画像の大きさの少なくとも一方が、前記既描画領域検出部により検出された前記既描画領域に基づいて調整されることを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
<請求項3>
前記光源を複数有し、
前記複数の光源の各々は、前記描画対象を照明する方向が互いに異なっており、
前記撮影部は、前記複数の光源のいずれかを使用することにより前記描画対象を照明する方向を互いに異なる方向に変えて前記複数回撮影することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の描画装置。
<請求項4>
前記既描画領域検出部は、HDR合成により前記合成画像を生成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の描画装置。
<請求項5>
前記複数の描画対象画像は、少なくとも1つの、前記描画対象における前記第1の画像の描画が施された領域に影ができないように前記描画対象を照明する方向が設定されている前記複数の光源における第1の光源を使用した状態で撮影された第1の描画対象画像を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の描画装置。
<請求項6>
前記複数の描画対象画像は、少なくとも1つの、前記描画対象における前記第1の画像の描画が施された領域に影ができるように前記描画対象を照明する方向が設定されている前記複数の光源における第2の光源を使用した状態で撮影された第2の描画対象画像を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の描画装置。
<請求項7>
前記既描画領域検出部は、前記合成画像における色分布情報に基づいて前記爪における前記第1の画像が描画されていると推定される領域を既描画推定領域として前記合成画像から抽出するとともに、当該既描画推定領域の周辺領域の画素について前記既描画推定領域との色の差を判定し、当該色の差が段階的に変化している領域を前記既描画推定領域とともに前記既描画領域として検出することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の描画装置。
<請求項8>
前記既描画領域検出部は、前記合成画像からグラフカットの手法により前記既描画推定領域を抽出することを特徴とする請求項7に記載の描画装置。
<請求項9>
前記既描画領域検出部は、前記既描画推定領域に隣接する画素から徐々に前記既描画推定領域から遠ざかる方向に向かって各画素と前記既描画推定領域との色の差を判定することにより色の差が段階的に変化している領域を検出することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の描画装置。
<請求項10>
描画装置の描画方法であって、
前記描画装置は描画対象に描画を施す描画部と、前記描画対象を照明する少なくとも一つの光源と、を備え、
前記描画部により第1の画像が描画された後の前記描画対象を、前記光源により前記描画対象を照明する方向を互いに異なる複数の方向に変えて複数回撮影し、
前記複数回の撮影により取得された複数の爪描画対象画像を合成して合成画像を生成し、
前記合成画像に基づいて前記描画対象における前記第1の画像の描画が施されている既描画領域を検出する、
ことを特徴とする描画装置の描画方法。
40 描画部
41 ペン
43 描画ヘッド
50 撮影部
51 撮像装置
52 照明装置
55 照明装置
81 制御部
82 記憶部
812 爪形状検出部
815 既描画領域検出部
T 爪
U1 印刷指
Claims (9)
- 描画対象に描画を施す描画部と、
前記描画対象を照明する少なくとも一つの光源と、
前記描画部により第1の画像の描画が施された後の前記描画対象を、前記光源により前記描画対象を照明する方向を互いに異なる方向に変えて複数回撮影する撮影部と、
前記撮影部の複数回の撮影によって取得された複数の描画対象画像を合成して合成画像を生成し、当該合成画像に基づいて前記描画対象における前記第1の画像の描画が施されている既描画領域を検出する既描画領域検出部と、
を備え、
前記複数の描画対象画像は、少なくとも1つの、前記描画対象における前記第1の画像の描画が施された領域に影ができないように前記描画対象を照明する方向が設定されている前記複数の光源における第1の光源を使用した状態で撮影された第1の描画対象画像を含むことを特徴とする描画装置。 - 前記描画対象に前記第1の画像の描画が施された後に、前記描画部が前記描画対象に前記第1の画像の少なくとも一部に重ねて第2の画像の描画を施すとき、前記第2の画像の描画位置及び前記第2の画像の大きさの少なくとも一方が、前記既描画領域検出部により検出された前記既描画領域に基づいて調整されることを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
- 前記光源を複数有し、
前記複数の光源の各々は、前記描画対象を照明する方向が互いに異なっており、
前記撮影部は、前記複数の光源のいずれかを使用することにより前記描画対象を照明する方向を互いに異なる方向に変えて前記複数回撮影することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の描画装置。 - 前記既描画領域検出部は、HDR合成により前記合成画像を生成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の描画装置。
- 前記複数の描画対象画像は、少なくとも1つの、前記描画対象における前記第1の画像の描画が施された領域に影ができるように前記描画対象を照明する方向が設定されている前記複数の光源における第2の光源を使用した状態で撮影された第2の描画対象画像を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の描画装置。
- 前記既描画領域検出部は、前記合成画像における色分布情報に基づいて前記描画対象における前記第1の画像が描画されていると推定される領域を既描画推定領域として前記合成画像から抽出するとともに、当該既描画推定領域の周辺領域の画素について前記既描画推定領域との色の差を判定し、当該色の差が段階的に変化している領域を前記既描画推定領域とともに前記既描画領域として検出することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の描画装置。
- 前記既描画領域検出部は、前記合成画像からグラフカットの手法により前記既描画推定領域を抽出することを特徴とする請求項6に記載の描画装置。
- 前記既描画領域検出部は、前記既描画推定領域に隣接する画素から徐々に前記既描画推定領域から遠ざかる方向に向かって各画素と前記既描画推定領域との色の差を判定することにより色の差が段階的に変化している領域を検出することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の描画装置。
- 描画装置の描画方法であって、
前記描画装置は描画対象に描画を施す描画部と、前記描画対象を照明する少なくとも一つの光源と、を備え、
前記描画部により第1の画像が描画された後の前記描画対象を、前記光源により前記描画対象を照明する方向を互いに異なる複数の方向に変えて複数回撮影し、
前記複数回の撮影により取得された複数の描画対象画像を合成して合成画像を生成し、
前記合成画像に基づいて前記描画対象における前記第1の画像の描画が施されている既描画領域を検出し、
前記複数の描画対象画像は、少なくとも1つの、前記描画対象における前記第1の画像の描画が施された領域に影ができないように前記描画対象を照明する方向が設定されている前記複数の光源における第1の光源を使用した状態で撮影された第1の描画対象画像を含むことを特徴とする描画装置の描画方法。
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