JP2004056710A

JP2004056710A - カラー画像処理装置、カラー画像処理方法、プログラム、及び記録媒体

Info

Publication number: JP2004056710A
Application number: JP2002215018A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suzuki; 鈴木　剛
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】反復処理の不可に拘らず、広い裏写りを不自然に処理することなく、細い裏写りを適正に補正することが可能なカラー画像処理装置を提供する。
【解決手段】ターゲット画素が前景画素以外である場合、ターゲット画素周辺に予め定められた大きさで参照範囲を設定し（ステップＳ１４）、その参照範囲内の各画素値を、特定の色空間内でクラスタリングし、代表色を算出する（ステップＳ１５）。代表色の画素とターゲット画素との、画素値の差異Ｂ及び位置の差異Ｄを計算する（ステップＳ１６，Ｓ１７）。裏写りの大きさの情報としての位置の差異Ｄに基づいて、ターゲット画素の置換色（画素値）Ｘを算出する（ステップＳ１８，Ｓ１９）。ターゲット画素を置換画素で置換し、ラスタスキャンで次の画素をターゲット画素に設定する（ステップＳ２０）。この処理を全画素を対象に行う（ステップＳ２１）。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像処理装置、カラー画像処理方法、プログラム、及び記録媒体に関し、より詳細には、デジタルカラー画像処理に際し裏写りや敷き写りを軽減することが可能な、カラー画像処理装置、カラー画像処理方法、プログラム、及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の裏写り軽減技術の多くは、印刷物の両面をスキャナ等でデジタルデータとして取り込み、表裏両面のマッチングを採ることで裏写り成分を特定して補正しようとするものである。これはブックスキャナと呼ばれ、両面の画像を読み込むために一般に装置が大型化し、且つ専用のハードウェアを必要とする。また表裏の画像のマッチングにおいては、非線型の位置ずれや紙の透過率の計算などの問題がある。
【０００３】
この方式を採用した従来技術としては、例えば、特開平５−２２５７２号公報，特開平９−３１２７７０号公報，特開２０００−１８８６６８号公報（以上、本出願人によるもの），特開平６−６２２１６号公報，特開平８−２６５５６３号公報，特開平９−２３３３１９号公報，特開平１０−２６２１４７号公報，特開平１１−４１４６６号公報，特開２０００−２２９４６号公報，特開２０００−５９５６９号公報，特開２０００−９２３２４号公報，特開２０００−１３４４１９号公報等が挙げられる。
【０００４】
片面の画像から裏写り成分を軽減する方式としては、圧板の反射率を低く押さえる方式がある。この方式としては、例えば特開平１１−２９８６９４号公報や特開平１１−３３１５６１号公報が挙げられるが、原稿部以外の領域が出力で暗く出てしまう欠点がある。
【０００５】
その他にも片面の画像から裏写りを軽減する方式として、特開２０００−１３７３５５号公報のように、透過率測定装置を別個に設けて、その測定結果により原稿の露光を調節する方式があるが、透過率測定装置が必要になることに加え、露光の調整で画像を補正する方式であるため、デジタルデータに直接適用することができず、汎用性が低い。デジタルデータに直接適用することができない点は、特開平１１−２９８６９４号公報や特開平１１−３３１５６１号公報も同様であり、ネットワーク環境が普及しつつある今日では問題となる。
【０００６】
圧板等の機械的な工夫無しに片面の画像から裏写り成分を検出・軽減することを目的とした方式としては、特開平７−３０７５７号公報が挙げられる。この方式は、原稿の輝度のヒストグラムの分布からノイズ除去の閾値を決定することにより、通常の画像のみならず汚れの多い画像にも対応することをねらっているが、画像全体のヒストグラムが予め必要となることに加え、ノイズを除去する閾値を適応的に変化させるだけであるので、例えば中間調領域に生じた裏写りに対しては、中間調ごと除去するか、そのまま裏写りが残るか、どちらかになってしまう。
【０００７】
上述の欠点と同じ欠点を持つ方式としては、例えば、特開平１０−６５９２１号公報，特開平１０−２５７３２５号公報（以上、本出願人によるもの），特開平１１−１８７２６６号公報等が挙げられる。ここで挙げた方式は、いずれも画像の濃度ヒストグラムを予め用意した評価関数の値により、画像濃度分布を適応的に変化させるものである。
【０００８】
１枚の画像のみを入力画像とし、画像全体に対するヒストグラムを用いない裏写り補正のための画像処理として、例えば、本出願人による特開２００２−０７７６０７号公報や特開２００１−１６９０８０号公報が挙げられる。
【０００９】
特開２００２−０７７６０７号公報に記載の発明は、局所的な紙面色を推定することで裏写り成分を抑制する技術であるが、網点面積率が高い場合には正確な計算が不可能である。また網点領域に特化した技術であるため、新聞紙などの原稿紙が色をもつ場合には適用不可能である。
【００１０】
特開２００１−１６９０８０号公報に記載の発明では、主に入力画像から抽出されたエッジ情報により裏写りと前景画像を分離し、裏写り領域を選択的に補正する。より詳しくは、裏写りのある画素をターゲット画素とし、ターゲット画素周辺にランを構成し、ラン内部の画像特徴量によりターゲット画素を置換することで、裏写りを補正する。この方式では、ランを超える大きさの裏写りを補正することはできない。また、極端な場合、原稿の裏面を塗りつぶすような広い裏写りも考えられることと、前面印刷内容の均一領域の広さが裏写りを超えることが保証されないことから、上述のランの大きさには制限が掛けられる。そのため広い裏写りの一部のみが補正されることは不可避であり、その場合、部分的に裏写りが補正されることによる不自然さが生じることがあった。図１０に、裏写り画像の例とそれが部分的に補正された裏写り補正画像の例を模式図で示している。図１０（Ａ）は裏写り画像の例を示しており、前面（表面）印刷の文字「ＧＡＢＡ」「ＮＨ３」の裏に青い裏写りが生じている画像の模式図である。図１０（Ｂ）は、その画像の広い裏写りが部分的に（裏写りの領域の右部分のみ）補正された例を示す模式図である。
【００１１】
反復処理により上述のごとき部分的な補正を検出し、修正を施すことも可能である。しかし、裏写りを補正することが求められる、光学式読み取り装置と画像生成装置により構成されるコピア（登録商標）などの機器での利用を考えると、画像全体を保持しないオンライン処理では上述のごとき反復処理ができない。この場合には反復処理以外の方法で、上述の部分補正の検出と修正を行う必要があるが、良い方法が存在しない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、光学式読み取り装置と画像生成装置により構成されるコピア（登録商標）などの機器において、両面印刷された原稿の裏面の画像が前景画像を乱す、いわゆる裏写りが問題となっている。これまでに、両面の画像をスキャナなどで読み取ることで裏写りを補正する方法が検討されてきたが、この方法は特別な機器や操作が必要であり、汎用性が低かった。また、片面の情報から裏写りを補正する方法は基本的には画像濃度の変調であり、前景中間調部分の再現と裏写り補正が両立しなかった。この問題を陽に扱った従来技術もあるが、裏写りの大きさへの依存性が大きく、広い裏写りの一部を補正することによる不自然さが生じることがあった。また、この不自然さを解消するためには画像全体に対する反復処理が必要であった。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、反復処理が不可能なオンライン処理による実装においても、反復処理が可能な処理による実装においても、広い裏写りを不自然に処理することなく、細い裏写りを適正に補正することが可能な、カラー画像処理装置、カラー画像処理方法、その装置としてコンピュータを機能させるための或いはその方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、及びそのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することをその目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、紙面にカラー印刷された原稿をデジタル入力して得られるデジタルカラー原画像に対して、裏写りを検出し補正することで該裏写りを選択的に軽減する画像処理を行うカラー画像処理装置であって、裏写りの大きさを特徴として検出し、該裏写りの大きさに依存した画像処理を施すことを特徴としたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、裏写りが生じている領域にのみ、選択的に特定の画像処理を施すことを特徴としたものである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、裏写りを持つ領域に対して施す特定の画像処理が、該裏写りの周辺画素のいずれかによる置換処理、又は該周辺画素から得られる統計量による置換処理であることを特徴としたものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、裏写りを持つ領域に対して施す特定の画像処理が、ガンマ補正であることを特徴としたものである。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、画像全体に対して特定の画像処理を施すことを特徴としたものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、画像全体に対して施す特定の画像処理が、ガンマ補正であることを特徴としたものである。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、裏写りを持つ領域に対しては、該裏写りの周辺画素のいずれかによる置換処理、又は該周辺画素から得られる統計量による置換処理を施し、裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、画像全体に対してはガンマ補正処理を施すことを特徴としたものである。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１記載のカラー画像処理装置における処理の一部又は全てを含んでなるカラー画像処理方法である。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項１乃至７のいずれか１記載のカラー画像処理装置の一部又は全てとして、コンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項９記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係るカラー画像処理装置は、紙面にカラー印刷された原稿をデジタル入力して得られるデジタルカラー原画像に対して、裏写りを検出し補正することでその裏写りを選択的に軽減する画像処理を行う装置であって、（イ）前面からスキャンした一枚の画像のみを用いることと、（ロ）前面画像の高い再現性と裏写り補正との両立が可能であること、を前提とし、オンライン処理による実装でも、反復処理が可能な処理による実装においても、広い裏写りを不自然に処理することなく、細い裏写りを適正に補正する。なお、本発明で説明する「裏写り」とは、紙面の裏面に印刷された原稿が前面に写る裏写りだけでなく、その裏面が接する反射版や他の原稿などが原稿の前面に写る「敷き写り」も含むものとする。
【００２５】
Ｉ．オンライン処理などで、画像全体への反復処理が不可能である場合：
ここではオンライン処理を前提として処理の概要を説明する。前述したように、画像全体を保持しないオンライン処理での実装を考えた場合、裏写りの大きさを正確に把握することは困難である。そこで本発明では、裏写りの大きさを特徴として検出し、その裏写りの大きさに依存した画像処理を施すようにする。実際には、例えば、ターゲット画素とターゲット画素を置換するべき画素との位置関係を、裏写りの大きさとして利用し、それらの位置関係に基づいて補正の強度を変更することで、広い裏写りを処理した際の不自然さを解消するようにしている。以下にこのような処理方法を、従来の処理方法との対比も含め説明する。
【００２６】
第一に、入力画像は適当な色空間変換や解像度変換などを経ているものとする。これらは原稿に網点などの微細構造がある場合に必要となる。また、これらの処理は局所的な参照範囲内で処理可能であり、上述のオンライン処理と矛盾しない。
【００２７】
第二に、入力画像のエッジ強度などを用いて、明らかな前面印刷内容を識別する。このエッジ抽出処理も局所的処理である。ここで前面印刷内容と判断された領域は、以下の裏写り検出及び補正処理の対象から外れる。
【００２８】
第三に、前面印刷領域以外の領域に対して、裏写りを検出し補正を施す。この裏写り検出及び補正方法は、上述した前提（イ），（ロ）を満たすものであれば良いが、ここでは例として画素値の置き換えによる補正方法について述べる。
【００２９】
まず、裏写り検出及び補正処理の対象となるターゲット画素の周辺に実用的な大きさの参照範囲を設定する。設定した参照範囲の内部の画素情報のみを用いるので、この処理も上述したオンライン処理と整合する。設定した参照範囲内の前面印刷内容ではない画素を、特定の色空間（例えばＲＧＢ色空間）でクラスタリングし、各クラスタから代表色を抽出する。このクラスタリングの方法についても、速度と精度のバランスの取れるものであれば、どの方法でも良く、例えば線形判別関数を用いることができる。また各クラスタから代表色を抽出する手段についても同様で、最も単純にはクラスタに属する画素の各画素値の平均でも良いし、その他の統計量でも良い。画像内に実在する画素値を使う必要があるならば、この平均値に最も近い画素値を用いることで代用できる。以下では、その画素の色を置換色、その画素を置換画素と呼ぶことにする。
【００３０】
上述のクラスタがどのように分かれるかで補正方法を切り替える。クラスタリングに何らかの閾値が必要な場合には、この閾値は予め与えておくものとする。まず、参照範囲内の画素が単一のクラスタを成している場合、参照範囲の中には裏写りが含まれないか、若しくは参照範囲が裏写りの中に完全に包含されている状態であり、これらと同時に参照範囲は前景印刷内容の均一領域内であることも判る。いずれの場合でも、参照範囲内の情報のみから裏写りを正確に補正することはできないので、この場合には補正を加えず、入力画像をそのまま出力画像とする。
【００３１】
上述のクラスタが２つのクラスタからなる場合、可能性として以下の２つの場合が考えられる。まず、この２つのクラスタが、裏写りと前面印刷内容の背景色部分とをそれぞれ表している場合であり、他方は前面印刷内容の２色の領域が参照範囲内に含まれている場合である。本来、後者の場合には補正を行わないことが望ましいが、このクラスタリングの処理だけでは両者を区別することができないため、両者について次の裏写り補正処理を施すこととする。通常、裏写りが生じている画素は、裏写りが無かった場合に比べ輝度が低下する傾向がある。そのため、この２つのクラスタから得られる代表色同士の輝度を比べることで、どちらが裏写りであるかを推測することができる。高輝度の代表色でターゲット画素を置換することで、ターゲット画素の裏写り成分を補正することができる。
【００３２】
上述のクラスタリングの結果が３つ以上のクラスタを示した場合、前面印刷内容、裏写りを含めて様々な場合分けが必要となる。しかし３つ以上のクラスタが分かれる場合でも２つのクラスタ分けを組み合わせて表すことができるため、参照範囲を適当に設定しなおすことで対応する。
【００３３】
ここまでの処理では、裏写り補正の対象となる、裏写りの大きさについての制限が無いため、広い裏写りが図１０（Ｂ）のように部分的に補正される現象が起こり得る。これは上述した単一クラスタの場合では裏写りがあったとしても補正できないことに起因する。また、画像全体に対する反復処理が不可能である場合、上述の広い裏写りの部分的な補正を完全に防ぐことは困難である。これはオンラインの処理では裏写りの大きさや形状について充分な情報が得られないことが原因である。
【００３４】
そこで、以下に示す本発明に係る裏写り補正処理により、オンライン処理でも広い裏写りを不自然なく目立たなくする。ここで示す裏写り補正処理で必要となる、各ターゲット画素を置換するべき置換画素の位置と画素値は、上述の裏写り検出及び補正処理と同様に求めるとよい。ターゲット画素と置換画素との画素値における差異は、ターゲット画素における裏写り成分を表し、両者の位置関係は、ターゲット画素が含まれる裏写り領域の形状と大きさについての情報となる。
【００３５】
まず、この裏写り成分を閾値処理し、ターゲット画素に裏写りが生じているか否かを調べ、裏写りを検出する。この閾値は予め与えるが、紙質やスキャナの特性に依存するため、予め充分な数のサンプル画像を処理することで、統計的に有意な値を設定することも有効である。
【００３６】
図１に、裏写りの補正のための参照範囲の例を示す。ターゲット画素に裏写りが生じていると判断される場合、そのターゲット画素２の置換画素との位置関係（以下、距離Ｄで表す）を計算する。文字や罫線などの細線の裏写りの場合、一般にこの距離Ｄは小さな値をとる。それに対して広い裏写りの場合は、周辺部分から中心部分に向かうに従い、距離Ｄは大きくなっていき、参照範囲１内の画素とターゲット画素２との最大距離Ｄｍａｘ（図１参照）が上界となる。
【００３７】
ターゲット画素と置換画素の距離がＤｍａｘを超える場合は、単一クラスタの場合に説明したようになり、ターゲット画素において裏写り成分は発生しないことになる。
【００３８】
例えば、ターゲット画素と置換画素との距離Ｄがある閾値以上の場合には、画素値の単純な置き換えではなく、距離に依存した割合でのターゲット画素と置換画素との線形結合として処理すること（下式（１）を参照）で、距離Ｄｍａｘ周辺での裏写り補正の不自然さを解消することができる。
Ｘｉ＝αＹｉ＋（１−α）Ｚｉ　　　　　　（１）
【００３９】
上式（１）において、ｉは色平面を表し、例えばＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対してｉ＝１，２，３を割り当てるなどの方法がある。Ｘは補正画像の画素値であり、Ｙはターゲット画素の画素値、Ｚは置換画素の画素値である。αはターゲット画素と置換画素の割合をコントロールするパラメタであり、０＜α＜１である。このαをターゲット画素と置換画素との距離Ｄの関数とする（α＝ｆｕｎｃ（Ｄ）；０≦α≦１）ことで、これまで述べたような特性を実現できる。αの例としては、例えば下式（２）の関数を用いることができる。なお、図２にこの距離Ｄとαの関数の例をグラフ化したものを示す。
【００４０】
【数１】

【００４１】
ここでｓは完全に補正するべき裏写りの大きさを表す指標であり、このｓよりも距離Ｄが小さい場合にはターゲット画素は完全に置換画素で置き換えられる。逆に指標ｅよりも距離Ｄが大きい場合には、ターゲット画素は全く補正されない。このｓとｅを変化させて裏写り補正処理を施し、広い裏写りが連続的に補正された例（広い裏写りを連続的に薄くしていくように補正された例）を、図３（Ａ），（Ｂ）に模式的に示す。
【００４２】
このように、本発明によれば、前面印刷の高い再現性と裏写りの選択的な補正とを両立させる方式を、オンライン処理で実現する場合に、細線の裏写りの補正能力を高く保ったまま、広い裏写りを自然に補正することができる。
【００４３】
ＩＩ．画像全体への反復処理が可能である場合：
ここまではオンラインの処理で裏写りを補正することを考えてきたが、画像全体への反復処理が可能な場合についても本発明は適用可能であり、以下にその説明を行う。
【００４４】
前述したように置換処理で裏写りを補正する場合、前景印刷内容の均一領域を覆うような広い裏写りを補正することは困難であり、反復処理を用いても広い裏写りを完全には補正できない場合がある。そのため、上述の特開２００１−１６９０８０号公報では、参照範囲を超える広い裏写りは補正しないように修正処理が組まれている。しかしながら、図３（Ａ），（Ｂ）で例示したように、完全に補正できない広い裏写りの周辺部分を軽減することで、その広い裏写りを目立たなくすることも考えられ、それにより画像全体の裏写りが目立たなくなる場合もある。ここではこの考えに基づき、広い裏写りの周辺部分を選択的に補正し、その広い裏写りを目立たなくする方法を述べる。
【００４５】
画像全体に対する反復処理が可能である場合、一旦裏写り補正処理した内容を検証することができるため、初回の裏写り補正処理でどの画素に補正が加わっているのか、その結果として見えが不自然になっている画素はどれか、を検出することができる。具体的には、入力画像と初回の裏写り補正画像との差分を取り、前面印刷領域以外で、その差分値が不連続になっている画素を検出する。その不連続画素の周辺画素に限り、式（１）のように補正内容を変更することで、広い裏写りの周辺部分を連続的に補正することができる。
【００４６】
このように、本発明によれば、画像全体に対する反復処理が可能である場合、広い裏写りの周辺部分を軽減することで、その裏写りを目立たなくすることができることに加え、入力画像中に存在する裏写りの割合などに基づいて適切なガンマ補正などを施すことで、強力な裏写り補正能力を得ることができ、広い裏写りを含めて裏写りを軽減することが可能となる。
【００４７】
（実施例）
以下、上述のごとき処理を実際の画像処理として実現する形態を説明する。
図４は、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置のモジュール構成例を示す図である。
本実施形態において、スキャナ，デジタルカメラ等の画像入力機器１１から入力されたカラー画像は、ＲＡＭ１６に蓄積される。また後述する一連の処理はＲＯＭ１７に蓄積されたプログラムをＣＰＵ１５が読み出すことによって実行される。また処理の途中経過や途中結果はＣＲＴ，ＬＣＤ等の表示装置１２を通じてユーザに提示され、必要な場合にはマウスやキーボード１３からユーザが処理に必要なパラメタを入力指定する。後述する処理の実行中に作られる中間データはＲＡＭ１６に蓄積され、必要に応じてＣＰＵ１５によって読み出し、修正・書き込みが行われる。一連の処理の結果として生成された画像は、その後の画像処理に使用されるか、もしくはＲＡＭ１６から読み出されて、プリンタ等の画像印刷機器１４や通信ポート（図示せず）を介して他の機器に出力される。なお、画像入力機器１１，表示装置１２，キーボード１３，画像印刷機器１４，ＣＰＵ１５，ＲＡＭ１６，ＲＯＭ１７は、データバス１８により接続されるか、各要素の一部がＬＡＮ等のネットワークを介して接続されていればよい。
【００４８】
（実施例１）
図５は、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置における処理手順の一実施例を説明するためのフロー図で、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理方法の一実施例を説明するフロー図でもある。図５に基づき本発明の実施例を実施例１として説明する。実施例１は、図４で示すようなモジュール構成（又はその代替構成）を含む、主にカラーデジタル複写機の中での画像処理に相当するものとして説明する。また、図６は、図５の処理における裏写り補正処理を詳細に説明するためのフロー図で、広い裏写りを自然に補正する処理として、ターゲット画素との距離に依存した裏写り補正処理を詳細に説明するためのフロー図である。
【００４９】
まず、スキャナによってカラー画像が入力されると（ステップＳ１）、平滑化等の前処理が行われる（ステップＳ２）。図５で述べたように本発明は主に裏写りの軽減処理として考えているため、スキャナによる読み込みとスキャナガンマ補正などの処理を施した後のデジタルデータを入力画像とする。このような入力画像に対して平滑化や色空間の変換などの操作を行い、後段で色特徴量の抽出がし易いようにする。入力画像の種類によってはこの処理を省いても良い。平滑化には、例えば平滑化参照範囲内の画素値の平均を用いても良いし、適当な間引きを行っても良い。また、色空間変換とは、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間などへの変換を指す。
【００５０】
ステップＳ２の後、本発明に係る裏写り補正等のコピアの画像処理が行われる（ステップＳ３）。図６を参照して、ステップＳ３の一例としての、裏写り検出と補正、そしてターゲット画素と置換画素との位置関係による処理の流れについて説明する。
【００５１】
まず、ターゲット画素周辺の画像を入力する（ステップＳ１１）。ここでは、入力画像のターゲット画素の位置を（ｉ，ｊ）とし、そのターゲット画素に対し、以下のステップＳ１２〜Ｓ２１（又はステップＳ１４〜Ｓ２１）の処理を実行すればよい。この位置は一般的なラスタスキャンの順であるとする。ターゲット画素が前面印刷のうち、エッジなどで検出される前景画素であった場合には、ラスタスキャンで次の画素にターゲットを更新する。参照範囲内に、ある割合以上前景画素が含まれる場合には、ターゲット画素の補正を行わないようにすることで、前面印刷保護をより徹底できる。なお、このパスは、図面を簡明にするため図６には記載されていない。
【００５２】
上述の前面印刷に関し、補足的に説明する。前面印刷内容は、その特徴として例えば文字などは強いエッジ強度を示すので、エッジを抽出し（ステップＳ１２）、エッジ強度（エッジ量）に対する閾値処理（ステップＳ１３）により、前面印刷か否かを判断しても良い。このような方法により、平滑化等の処理を施された入力画像から文字や写真などの「原稿の前面に印刷されている内容」を抽出し、その部分を後段の補正処理の対象から外すことで保護する。また、スキャナの特性などがわかっている場合には、その情報を元に、画素値そのものや、輝度値に対する閾値処理を施すことでも前景画素を判別・保護することができる。この処理の実装例を図７に示す。図７は、エッジ検出オペレータの例を示す図で、図７（Ａ）はラプラシアンオペレータ、図７（Ｂ）はソーベルエッジ抽出器（ソーベルオペレータ）をそれぞれ示している。これらのエッジ検出オペレータを入力画像に用いた場合に、もし入力画像の均一領域であればオペレータの出力は小さいが、入力画像にある非均一部分ではオペレータの出力は大きくなる。ここで前景と判断された画素を以下では前景画素と呼ぶ。
【００５３】
ターゲットが前景画素以外である場合、ターゲット画素周辺に予め定められた大きさで参照範囲を設定し（ステップＳ１４）、その参照範囲内の各画素値を、特定の色空間内でクラスタリングし、代表色を算出する（ステップＳ１５）。この代表色算出は最も単純にはこの参照範囲内の最も明るい色（以下最明色と呼ぶ）を算出すれば良く、その最明色によりターゲットを置換することで、ある程度の裏写り補正性能が得られる。より正確を期すためには線形判別関数などの統計的手法を用いると良い。
【００５４】
算出された代表色のうち、明るい方の代表色である画素（上で述べた最も単純な方法の場合は最も明るい画素）とターゲット画素との、画素値の差異Ｂと、位置の差異Ｄを計算する（ステップＳ１６，Ｓ１７）。画素値の差異Ｂは入力画像と同じ色空間の次元（例えばＲＧＢ）を持つ。位置の差異Ｄは二次元の情報を持つ。
【００５５】
次に、位置の差異Ｄを式（２）及び図２に示した関数ｆｕｎｃ（）に掛け、変数αを算出する（ステップＳ１８）。なお、変数αと位置の差異Ｄの関係を定義する関数はこれ以外のものでも良い。算出された変数αと、ターゲット画素及び置換画素の画素値を式（１）に代入し、ターゲット画素を置換する置換色（画素値）Ｘを得る（ステップＳ１９）。最後にターゲット画素を置換画素で置換し、ラスタスキャンで次の画素をターゲット画素に設定する（ステップＳ２０）。
【００５６】
以上の操作を入力画像の全ての画素に対して実行することで（ステップＳ２１でＹＥＳ）、細線の裏写りを補正しながら、同時に広い裏写りも不自然にならずに補正できる。裏写りの補正具合は、上述のごとき距離Ｄと変数αとの関数により簡明に記述される。
【００５７】
図６を参照しながら説明した本発明の特徴的な処理（ステップＳ３）の後には、色補正等の通常の複写機における後処理が行われ（ステップＳ４）、プリンタにより画像が出力されることとなる（ステップＳ５）。
【００５８】
（実施例２）
図８は、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置における処理手順の他の実施例を説明するためのフロー図で、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理方法の他の実施例を説明するフロー図でもある。図８に基づき本発明の実施例を実施例２として説明する。実施例２は、図４で示すようなモジュール構成（又はその代替構成）を含む、主にパーソナルコンピュータやワークステーションなどの計算機中の画像処理に相当するものとして説明する。また、図９は、図８の処理における裏写り補正処理を詳細に説明するためのフロー図で、裏写りを自然に補正する裏写り補正処理として、画像全体に対するガンマ補正を施す処理を説明するためのフロー図である。
【００５９】
まず、スキャナによってカラー画像が入力されると（ステップＳ３１）、平滑化等の前処理が行われる（ステップＳ３２）。図５で述べたように本発明は主に裏写りの軽減処理として考えているため、スキャナによる読み込みとスキャナガンマ補正などの処理を施した後のデジタルデータを入力画像とする。このような入力画像に対して平滑化や色空間の変換などの操作を行い、後段で色特徴量の抽出がし易いようにする。入力画像の種類によってはこの処理を省いても良い。平滑化には、例えば平滑化参照範囲内の画素値の平均を用いても良いし、適当な間引きを行っても良い。また、色空間変換とは、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間などへの変換を指す。
【００６０】
ステップＳ３２の後、本発明に係る裏写り補正処理が行われる（ステップＳ３３）。図９を参照して、ステップＳ３３の一例としての、裏写り検出と補正の処理の流れについて説明する。
【００６１】
まず、ターゲット画素周辺の画像を入力する（ステップＳ４１）。ここでは、入力画像のターゲット画素の位置を（ｉ，ｊ）とし、まず、そのターゲット画素に対し、以下のステップＳ４２〜Ｓ４８（又はステップＳ４４〜Ｓ４８）の処理を実行すればよい。この位置は一般的なラスタスキャンの順であるとする。ターゲット画素が前面印刷のうち、エッジなどで検出される前景画素であった場合には、ラスタスキャンで次の画素にターゲットを更新する。参照範囲内にある割合以上前景画素が含まれる場合にはターゲット画素の検出を行わないようにすることで、前面印刷保護をより徹底できる。なお、このパスは、図面を簡明にするため図９には記載されていない。
【００６２】
上述の前面印刷に関し、補足的に説明する。前面印刷内容は、その特徴として例えば文字などは強いエッジ強度を示すので、エッジを抽出し（ステップＳ４２）、エッジ強度に対する閾値処理（ステップＳ４３）により、前面印刷か否かを判断しても良い。このような方法により、平滑化等の処理を施された入力画像から文字や写真などの「原稿の前面に印刷されている内容」を抽出し、その部分を後段の補正処理の対象から外すことで保護する。また、スキャナの特性などがわかっている場合には、その情報を元に、画素値そのものや、輝度値に対する閾値処理を施すことでも前景画素を判別・保護することができる。この処理の実装例を図７に示しているが、これらのエッジ検出オペレータを入力画像に用いた場合に、もし入力画像の均一領域であればオペレータの出力は小さいが、入力画像にある非均一部分ではオペレータの出力は大きくなる。ここで前景と判断された画素を以下では前景画素と呼ぶ。
【００６３】
ターゲットが前景画素以外である場合、ターゲット画素周辺に予め定められた大きさで参照範囲を設定し（ステップＳ４４）、その参照範囲内の各画素値を、特定の色空間内でクラスタリングし、代表色を算出する（ステップＳ４５）。この代表色算出は最も単純にはこの参照範囲内の最も明るい色（以下最明色と呼ぶ）を算出すれば良く、その最明色によりターゲットを置換することで、ある程度の裏写り補正性能が得られる。より正確を期すためには線形判別関数などの統計的手法を用いると良い。
【００６４】
算出された代表色のうち、明るい方の代表色である画素（上で述べた最も単純な方法の場合は最も明るい画素）とターゲット画素との、画素値の差異Ｂ裏写り成分に相当する）と、位置の差異Ｄを計算する（ステップＳ４６，Ｓ４７）。画素値の差異Ｂは入力画像と同じ色空間の次元（例えばＲＧＢ）を持つ。位置の差異Ｄは二次元の情報を持つ。
【００６５】
以上の操作を入力画像の全ての画素に対して実行することで（ステップＳ４８でＹＥＳ）、入力画像の各画素について裏写り成分を算出する。各画素について裏写り成分が算出されるため、この裏写り成分を画像として構成することも可能である。この裏写り成分による画像を以下では推定裏面画像（若しくは推定裏写り画像）と呼ぶ。
【００６６】
次に、画像全体から後述する指標Ｒ又はＲ′又はＤａｖｇを算出し（ステップＳ４９）、この指標に基づいてガンマ補正の強度を決定する（ステップＳ５０）。ステップＳ４９，Ｓ５０の処理を入力画像の各画素に対して施して処理を終了する（ステップＳ５１）。
【００６７】
（ケース１）
推定裏写り画像のうち、予め定めた閾値ＴＨａ以上の大きさの成分を持つ画素の数Ｃを算出する。ＴＨａの値はユーザに決定させても良い。そして、入力画像中の全画素数ＣａとＣとの比Ｒ（裏写り領域が画像中に占める面積の割合）を下式（３）のように計算し、Ｒの値を元に、入力画像に施す画像処理のパラメタを決定する。ここでは画像処理の例としてガンマ補正を取り上げる。
Ｒ＝Ｃ／Ｃａ　　　　　　　（３）
【００６８】
ここで、Ｒの値が小さい場合には、入力画像中には裏写りは全くないか、若しくは非常に少ないと推定される。そのため入力画像へのガンマ補正は全く行わないか、若しくは非常に弱い強度で行う。一方、Ｒの値がある程度大きい場合には、入力画像中に裏写りがある程度含まれると考えられるため、ガンマ補正を中程度の強度で施す。
【００６９】
（ケース２）
ここで例えば評価関数Ｒの算出に際して、例えば下式（４）で示す指標Ｒ′を取り入れても良い。前景画素以外の画素について、推定裏面画像からエッジを抽出し、予め与えられた閾値ＴＨｂよりも大きいものの数Ｃｂを算出する。ＴＨｂはユーザに決定させることもできる。Ｃｂは推定裏面画像中の不連続の面積割合といえる。指標Ｒ′を下記のように定義する。
Ｒ′＝Ｃｂ／Ｃａ　　　　　（４）
【００７０】
ここで、入力画像中に広い裏写りが多数ある場合には、指標Ｒ′が高い値を示すことが期待されるため、この指標を用いて、入力画像全体に施すガンマ補正の強度を決定することで、画像全体の見えを適正に補正できる。
【００７１】
（ケース３）
上述のケース２と類似するが、ガンマ補正の強度を決める指標として、以前に算出した裏写りを持つ画素の、置換画素との距離Ｄの平均値Ｄａｖｇを用いても良い。
【００７２】
上述のケース１からケース３のいずれの場合でも、ガンマ補正は入力画像に直截施しても良いし、より強力な裏写り補正能力が求められるときには、上で作成した裏写り補正画像に対してガンマ補正を施しても良い。
【００７３】
図９を参照しながら説明した本発明の特徴的な処理（ステップＳ３３）の後には、出力デバイスに依存した色補正等の処理、例えばプリントアウトのための各種色処理やディスプレイへの表示のための各種フィルタ処理が行われ（ステップＳ３４）、プリンタやディスプレイなどの出力デバイスにより画像が出力されることとなる（ステップＳ３５）。
【００７４】
以上、本発明のカラー画像処理装置を中心に各実施形態を説明してきたが、本発明は、上述した各実施形態においてフロー図を参照して処理手順を説明したように、それら装置における処理の一部又は全部を含んでなるカラー画像処理方法としての形態も採り得る。また、本発明は、上述した各実施形態におけるモジュール構成例で説明したように、コンピュータをそれら装置の一部又は全部として機能させるための、或いはコンピュータにそれら装置の処理手順（又はカラー画像処理方法）を実行させるためのプログラムとしても、或いは、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としての形態も採り得る。
【００７５】
本発明によるカラー画像処理の機能を実現するためのプログラムやデータを記憶した記録媒体の実施形態を説明する。記録媒体としては、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、フラッシュメモリ、メモリスティック、及びその他各種ＲＯＭやＲＡＭ等が想定でき、これら記録媒体に上述した本発明の各実施形態の装置の機能をコンピュータに実行させ、カラー画像処理の機能を実現するためのプログラムを記録して流通させることにより、当機能の実現を容易にする。そしてコンピュータ等の情報処理装置に上述のごとくの記録媒体を装着して情報処理装置によりプログラムを読み出すか、若しくは情報処理装置が備えている記録媒体に当プログラムを記憶させておき、必要に応じて読み出すことにより、本発明に係わるカラー画像処理の機能を実行することができる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、前面印刷の高い再現性と、裏写りの選択的な補正を両立させる方式を、オンライン処理で実現する場合に、細線の裏写りの補正能力を高く保ったまま、広い裏写りを自然に補正することができる。
【００７７】
また、本発明によれば、画像全体に対する反復処理が可能である場合、広い裏写りの周辺部分を軽減することで、その裏写りを目立たなくすることができることに加え、入力画像中に存在する裏写りの割合などに基づいてガンマ補正などを施すことで、強力な裏写り補正能力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】裏写りの補正のための参照範囲の例を示す図である。
【図２】距離Ｄとαの関数の例を示す図である。
【図３】式（２）でｓとｅを変化させて裏写り補正処理を施し広い裏写りが連続的に補正された例を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置のモジュール構成例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置における処理手順の一実施例を説明するためのフロー図である。
【図６】図５の処理における裏写り補正処理を詳細に説明するためのフロー図である。
【図７】エッジ検出オペレータの例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置における処理手順の他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図９】図８の処理における裏写り補正処理を詳細に説明するためのフロー図である。
【図１０】裏写り画像の例とそれが部分的に補正された裏写り補正画像の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１…参照範囲、２…ターゲット画素、１１…画像入力機器、１２…表示装置、１３…キーボード、１４…画像印刷機器、１５…ＣＰＵ、１６…ＲＡＭ、１７…ＲＯＭ、１８…データバス。

Claims

紙面にカラー印刷された原稿をデジタル入力して得られるデジタルカラー原画像に対して、裏写りを検出し補正することで該裏写りを選択的に軽減する画像処理を行うカラー画像処理装置であって、裏写りの大きさを特徴として検出し、該裏写りの大きさに依存した画像処理を施すことを特徴とするカラー画像処理装置。
裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、裏写りが生じている領域にのみ、選択的に特定の画像処理を施すことを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装置。
裏写りを持つ領域に対して施す特定の画像処理が、該裏写りの周辺画素のいずれかによる置換処理、又は該周辺画素から得られる統計量による置換処理であることを特徴とする請求項２記載のカラー画像処理装置。
裏写りを持つ領域に対して施す特定の画像処理が、ガンマ補正であることを特徴とする請求項２記載のカラー画像処理装置。
裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、画像全体に対して特定の画像処理を施すことを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装置。
画像全体に対して施す特定の画像処理が、ガンマ補正であることを特徴とする請求項５記載のカラー画像処理装置。
裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、裏写りを持つ領域に対しては、該裏写りの周辺画素のいずれかによる置換処理、又は該周辺画素から得られる統計量による置換処理を施し、裏写りの大きさ、又は裏写り領域が画像中に占める面積割合、又はこれらの組み合わせに依存して、画像全体に対してはガンマ補正処理を施すことを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装置。
請求項１乃至７のいずれか１記載のカラー画像処理装置における処理の一部又は全てを含んでなるカラー画像処理方法。
請求項１乃至７のいずれか１記載のカラー画像処理装置の一部又は全てとして、コンピュータを機能させるためのプログラム。
請求項９記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。