JP2008139997A - 画像処理方法、プログラムおよび画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像中の色ムラを平滑化することのできる画像処理方法、プログラムおよび画像処理装置を提供する。
【解決手段】ユーザによって第１色および第２色が選択されると、これらに対応する色座標ＳＹＳ上の基準点ＣＯＬ１，ＣＯＬ２を含む基準線ＣＤＶが規定され、基準線ＣＤＶ上の基準点ＣＯＬ１と基準点ＣＯＬ２との中点に位置する収束点ＣＮＴで直交する基準平面ＣＰＬが規定される。続いて、カラー画像の処理領域内に含まれる画素が順次抽出され、当該画素の色に対応する変換元点ＰＥＬを含み、かつ基準線ＣＤＶに沿う変換線＃ＣＤＶが規定される。変換線＃ＣＤＶに従って、変換元点ＰＥＬを変換元点ＰＥＬから基準線ＣＤＶまでの距離ｗに基づいた移動量だけ移動させて得られる変換後点＃ＰＥＬが算出される。抽出された画素の色は、変換後点＃ＰＥＬに対応する色に置換される。
【選択図】図３

Description

この発明はカラー画像を処理するための画像処理方法、プログラムおよび画像処理装置に関し、特にカラー画像を構成する画素間の色差を軽減するための画像処理技術に関するものである。

製造現場においては、省力化および高効率化の観点から、オートメーション化が進められている。オートメーション化を実現するためには、光、電気、電波、音波などを用いる数多くのセンサ類が使用される。このようなセンサ類の中でも、製品や半製品などを撮影し、その撮影した画像を処理することで、当該製品の良否判別や当該製品の生産管理を行なうことのできる画像処理技術がよく用いられている。画像処理技術によれば、人間の視覚による検出と同様の検出機能を実現できるため、その応用範囲は広い。

このような画像処理技術の中で、検出対象の汚れやキズなどを検出するための欠陥検出処理は、頻繁に行なわれる処理である。このような欠陥検出処理は、撮影した画像を構成する画素間の色差などに基づいて実現される。たとえば、隣接または近接する画素間における色差が予め定められたしきい値を超過するか否かに基づいて、欠陥部の有無が判断される。

ところで、検出対象が単色である場合には、当該単色と欠陥部の色との間の色差が比較的容易に算出されるので、誤検出の問題は生じにくい。一方、検出対象にロゴマークなどがプリントされている場合には、検出対象の下地の色、ロゴマークの色、および欠陥部の色の３色を含む画像となるので、検出対象の下地の色とロゴマークの色との間の色差を欠陥部であると誤って判断してしまう場合がある。また、同様の現象は、撮影時における照明のバラツキなどによっても生じ得る。

このように、検出対象を撮影した際に生じる「色ムラ」によって、欠陥部の検出精度が低下する。そのため、このような画像中の色ムラを減衰させて、なるべく平滑化するような前処理が必要となる。

従来の色補正技術として、たとえば、特開平５−２８２３６号公報（特許文献１）には、地色の薄い部分のみを白く再現し、画像部分の淡い有彩色については原稿画像のとおり再現できるように構成したカラー画像処理装置が開示されている。このカラー画像処理装置によれば、複数の色成分のすべてが所定範囲内の値を有するとき、当該カラー画像信号を特定色信号に変換する手段を具備する。また、特開平７−１４７６２９号公報（特許文献２）には、入力画像中の特定の色の部分を高精度に指定した所望の色に置換することの可能なカラー画像処理装置が開示されている。このカラー画像処理装置によれば、補正手段による補正前のカラー画像信号が特定色を含むか否かを判断する判別手段と、判別手段により判別された特定色を他の特定色に変換する変換手段とを有する。
特開平５−２８２３６号公報 特開平７−１４７６２９号公報

しかしながら、上述の特開平５−２８２３６号公報（特許文献１）や特開平７−１４７６２９号公報（特許文献２）に開示されるカラー画像処理装置では、元のカラー画像の色の再現性を向上させることを目的とするものであった。そのため、カラー画像中に色ムラが存在すれば、その色ムラをより忠実に再現しようとするものであり、色ムラを減衰させて、平滑化するような処理を想定したものではなかった。したがって、従来の色補正技術を用いて、上述のような欠陥検出処理の前処理を実現することはできなかった。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、カラー画像中の色ムラを平滑化することのできる画像処理方法、プログラムおよび画像処理装置を提供することである。

この発明のある局面に従えば、複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法である。この局面に従う画像処理方法は、選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を色座標上に規定するステップと、カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する色座標上の変換元点を含み、かつ基準線に沿う変換線を色座標上に規定する規定ステップと、規定ステップにおいて規定された変換線に従って、変換元点を所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、抽出された画素の色を変換ステップにおいて算出された変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、抽出ステップにおいて処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、規定ステップ、変換ステップおよび置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む。

この局面に従う発明によれば、選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線に沿うように規定された変換線に従って、変換対象の画素の色に対応する変換元点を所定の移動量だけ移動させた変換後点が算出される。そして、当該変換対象となる画素の色がこの変換後点に対応する色に置換される。このように、カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素は、基準線に沿って規定される変換線に従って算出される色に置換されるので、全体として統一的な色補正が行なわれる。これにより、カラー画像中の色ムラを平滑化できる。

好ましくは、基準線は、色座標上において一次式として規定される。
さらに好ましくは、変換線は、色座標上において、基準線と平行になるように規定される。

好ましくは、この局面に従う画像処理方法は、変換元点から基準線までの距離に基づいて、変換元点に対する移動量を決定するステップをさらに含む。

好ましくは、変換ステップにおいて、変換後点は、変換元点を基準線の線上に存在する予め定められた収束点に近付く方向に移動させることで得られる。

さらに好ましくは、収束点は、２つの基準点の中点である。
また、好ましくは、収束点は、前記２つの基準点のいずれかに一致する。

この発明の別の局面に従えば、複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法である。この局面に従う画像処理方法は、選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を色座標上に規定するステップと、カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する色座標上の変換元点を含む変換線を色座標上に規定する規定ステップと、変換元点から規定ステップにおいて規定された基準線までの距離に基づいて、変換元点に対する移動量を決定する決定ステップと、規定ステップにおいて規定された変換線に従って、変換元点を決定ステップにおいて決定された移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、抽出された画素の色を変換ステップにおいて算出された変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、抽出ステップにおいて処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、規定ステップ、決定ステップ、変換ステップおよび置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む。

この局面に従う発明によれば、変換対象の画素の色に対応する変換元点から選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線までの距離に基づいて、変換後点を得るための移動量を決定する。そして、変換線に従って、変換元点を当該移動量だけ移動させることで変換後点を算出する。色座標上において、変換元点から基準線までの距離は、変換対象の画素の色と第１色または第２色との近似性を示すものであるから、第１色または第２色に近似した色をより大きく色補正する一方で、それ以外の色（たとえば、上述の欠陥部の色）の色補正を抑制することができる。これにより、カラー画像のうち検出すべき欠陥部の色を維持したまま、背景領域の色ムラを平滑化できる。

好ましくは、決定ステップにおいて、移動量は、変換元点から基準線までの距離が小さくなるに従って大きな値に決定される。

好ましくは、上述の画像処理方法は、カラー画像の少なくとも一部を含む色抽出領域の指定を受付けるステップと、色抽出領域に含まれる各画素の有する色に基づいて、当該色抽出領域を代表する２つの色を第１および第２色として選択するステップとをさらに含む。

好ましくは、上述の画像処理方法は、第１および第２色に加えて、第３色が選択されると、第１および第２色に基づいて、一連のステップを実行した後に、当該一連のステップの実行により生じる収束点に対応する色および第３色に基づいて、一連のステップを再度実行するステップをさらに含む
好ましくは、移動量は、変換元点から基準線までの距離を変数とする関数に基づいて決定され、関数は、外部から設定されるパラメータに応じて、距離と移動量との関係を可変に構成される。

好ましくは、画像処理方法は、カラー画像と、第１および第２色の視覚的表示および色情報の少なくとも一方とを、同一画面上に同時に表示するステップをさらに含む。

好ましくは、色座標は、色の３原色に対応する３つの座標軸を含んで構成される。
この発明のさらに別の局面に従えば、複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。この局面に従うプログラムは、選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を色座標上に規定するステップと、カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する色座標上の変換元点を含み、かつ基準線に沿う変換線を色座標上に規定する規定ステップと、規定ステップにおいて規定された変換線に従って、変換元点を所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、抽出された画素の色を変換ステップにおいて算出された変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、抽出ステップにおいて処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、規定ステップ、変換ステップおよび置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む。

この発明のさらに別の局面に従えば、複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。この局面に従うプログラムは、選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を色座標上に規定するステップと、カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する色座標上の変換元点を含む変換線を色座標上に規定する規定ステップと、変換元点から規定ステップにおいて規定された基準線までの距離に基づいて、変換元点に対する移動量を決定する決定ステップと、規定ステップにおいて規定された変換線に従って、変換元点を決定ステップにおいて決定された移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、抽出された画素の色を変換ステップにおいて算出された変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、抽出ステップにおいて処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、規定ステップ、決定ステップ、変換ステップおよび置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む。

この発明のさらに別の局面に従えば、複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理装置である。この局面に従う画像処理装置は、選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を色座標上に規定する第１規定手段と、カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された画素の色に対応する色座標上の変換元点を含み、かつ基準線に沿う変換線を色座標上に規定する第２規定手段と、第２規定手段によって規定された変換線に従って、変換元点を所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換手段と、抽出された画素の色を変換手段によって算出された変換後点に対応する色に置換する置換手段とを備える。

この発明のさらに別の局面に従えば、複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理装置である。この局面に従う画像処理装置は、選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を色座標上に規定する第１規定手段と、カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された画素の色に対応する色座標上の変換元点を含む変換線を色座標上に規定する第２規定手段と、変換元点から第２規定手段によって規定された基準線までの距離に基づいて、変換元点に対する移動量を決定する決定手段と、規定手段によって規定された変換線に従って、変換元点を決定手段によって決定された移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換手段と、抽出された画素の色を変換手段によって算出された変換後点に対応する色に置換する置換手段とを備える。

この発明によれば、カラー画像中の色ムラを平滑化することのできる画像処理方法、プログラムおよび画像処理装置を実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１を備える画像処理システム１００の概略構成図である。

図１を参照して、画像処理システム１００は、画像処理装置１と、撮像部２と、表示部３とからなり、一例として、製造ライン上などを連続的に搬送される検出対象を撮像部２が撮影し、撮影されたカラー画像に対して、画像処理装置１が本実施の形態に従う色ムラ平滑処理（以下、「平滑化処理」とも称す）を行なう。そして、画像処理装置１は、前処理である平滑化処理を行なった後のカラー画像に対して、欠陥検出処理を行ない、検出対象に汚れやキズなどの欠陥部が存在するか否かを判断する。さらに、画像処理装置１は、その検出結果を表示部３に表示するとともに、図示しない他の装置へ当該検出結果を出力する。なお、検出対象は、一例として、紙やフィルムなどのシート状のものや、金属製品などである。

撮像部２は、一例として、ＣＣＤ（Coupled Charged Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの撮像素子およびレンズを備え、検出対象を撮影し、その撮影したカラー画像を画像処理装置１へ出力する。なお、撮像部２が撮影するカラー画像は、静止画像および動画像のいずれでもよい。また、撮像部２で撮影されるカラー画像は、行列状に配置された複数の画素からなり、各画素は色情報を有する。色情報の一例として、本実施の形態では、色の三原色に基づく「赤色」「緑色」「青色」の濃淡値からなるＲＧＢ情報を用いる。なお、ＲＧＢ情報に代えて、色の三原色の補色である「シアン」「マゼンダ」「黄色」の濃淡値からなるＣＭＹ情報や、「色相（Hue）」「明度（Value）」「彩度（Chroma）」の各パラメータからなる色属性を色情報として用いてもよい。

表示部３は、画像処理装置１における処理結果、撮像部２で撮影された画像、および画像処理装置１を操作するためのユーザインターフェイス画面などを表示する。一例として、表示部３は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイ（Plasma Display）、ＥＬディスプレイ（Electro Luminescence display）などからなる。

画像処理装置１は、ＣＰＵ部４と、補助記憶部５と、入力部６と、撮像部インターフェイス（撮像部Ｉ／Ｆ）７と、主記憶部８と、表示処理部９と、外部インターフェイス（外部Ｉ／Ｆ）１０と、読取部１１と、バス１３とからなり、一例としてパーソナルコンピュータなどで実現される。

撮像部インターフェイス７は、撮像部２と電気的に接続され、撮像部２で撮影された映像信号を受け、所定の信号変換処理を行ない各画素の色情報を取得した後、その色情報をバス１３を介してＣＰＵ部４へ伝達する。具体的には、撮像部インターフェイス７は、撮像部２から受信する映像信号に対してフレーム同期を行ない、時間軸上に展開されて伝送される各画素の色情報を復調して、各画素についての赤色、青色および緑色の濃淡値（以下、単に「ＲＧＢ情報」とも称す）を取得する。

主記憶部８は、ＣＰＵ部４で実行されるプログラム、撮像部２で撮影されたカラー画像、およびＣＰＵ部４における画像処理中のカラー画像などを格納する。そして、主記憶部８は、一例として、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの半導体記憶素子からなる。

表示処理部９は、ＣＰＵ部４における処理後の画像、撮像部２で撮影された画像、ユーザインターフェイス画面、ＣＰＵ部４における処理状態などを表示するための表示データを受け、所定の信号処理を行なった後、映像信号として表示部３へ出力する。

外部インターフェイス１０は、ＣＰＵ部４により実行された処理結果などを外部へ出力する。一例として、外部インターフェイス１０は、フォトダイオード、トランジスタまたはリレーなどから構成される接点出力（ＤＯ）や、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ−２３２Ｃ（Recommended Standard 232 version C）、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）およびイーサネット（登録商標）などに従う通信手段などからなる。

補助記憶部５は、不揮発性の記憶領域を備え、撮像部２で撮影された画像、ＣＰＵ部４における処理後の画像や処理結果などを格納する。一例として、補助記憶部５は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やフラッシュメモリカード、ＳＤメモリカード、ＩＣメモリカードなどの半導体メモリなどからなる。

入力部６は、ユーザからの設定および指令などを受け、バス１３を介してＣＰＵ部４へ与える。一例として、入力部６は、キーボード、マウスおよび表示部３の表示面に設けられるタッチパネルやタッチペンなどからなる。

読取部１１は、ＣＰＵ部４で実行されるプログラムが記録された記録媒体１２を受入れてプログラムを読取り、補助記憶部５または主記憶部８へ与える。なお、記録媒体１２は、不揮発的にデータを担持するものであればよく、一例として、光ディスク（ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ／ＲＡＭ／Ｒ／ＲＷ、ＭＯ（Magnetic Optical Disc）、ＭＤ（Mini Disc））、フレキシブルディスク、磁気テープなどの着脱可能な記録媒体からなる。

ＣＰＵ部４は、撮像部インターフェイス７を介して、撮像部２により撮影されたカラー画像から生成されたＲＧＢ情報を受け、各画素の座標と対応付けて主記憶部８に格納する。そして、ＣＰＵ部４は、入力部６を介して予め与えられる処理領域内の設定に応じて、当該処理領域内に含まれる各画素に対して、後述する平滑化処理を順次実行し、置換後のカラー画像を主記憶部８に格納する。また、ＣＰＵ部４は、この平滑化処理後のカラー画像を表示処理部９などへ出力するとともに、当該平滑化処理後のカラー画像に対して、欠陥検出処理などを実行する。

（平滑化処理の概略）
図２は、この発明の実施の形態に従う平滑化処理の概略を説明するための模式図である。

図２（ａ）は、平滑化処理前のカラー画像の一例である。
図２（ｂ）は、平滑化処理後のカラー画像の一例である。

図２（ａ）を参照して、検出対象ＯＢＪがその地色（たとえば、白色）上に「ＰＡＴＥＮＴ」の文字からなるロゴマーク３０を有する場合を示す。ロゴマーク３０は、地色とは異なる所定の色を有している。本実施の形態に従う平滑化処理は、このような検出対象ＯＢＪに発生する欠陥部４０を検出する場合を対象とする。

上述したように、このようなカラー画像内の隣接する画素間の色差を算出すると、地色とロゴマーク３０との境界、および地色と欠陥部４０との境界で大きな値となる。そのため、地色とロゴマーク３０との境界を欠陥部であると誤検出してしまう。

そこで、図２（ｂ）に示すように、検出対象ＯＢＪの地色およびロゴマーク３０からなる色ムラ（色差）を平滑化して、欠陥部４０だけを「浮き彫り」にする必要がある。このような平滑化の一例として、図２（ｂ）では、検出対象ＯＢＪの地色およびロゴマーク３０をその中間色、すなわち地色とロゴマーク３０の色との間に存在する特定の色に近付けるように、色補正を行なう。

このように、平滑化処理とは、検出対象ＯＢＪが本来有する色、すなわちカラー画像内における欠陥部４０を除く領域（以下、「背景領域」とも称す）の色を、欠陥部４０との間に比較的大きな色差を確保することのできる特定の色に近付けるような補正を意味する。

実際に撮影される検出対象ＯＢＪのカラー画像の背景領域は、図２に概念的に示すように、単純な２色で構成されるとは限らない。すなわち、撮像部２（図１）は、その色分解能が高いほど、微妙な色の違いを判別し、互いに異なる色をもつ画素として出力する。また、撮影時における照明光の照射具合の差異によっても同様の現象を生じ得る。その結果、撮影されるカラー画像には、近似しているが同一ではない色情報を有する複数の画素が含まれる。そのため、特定の２色（第１色および第２色）だけを特定の中間色に置換しても十分な平滑化処理を実現できない。そこで、本実施の形態では、以下に説明するように、色座標上での変換処理を行なう。

図３は、この発明の実施の形態に従う平滑化処理の内容を説明するための図である。
図３を参照して、本実施の形態では、平滑化処理を実現するために、色座標ＳＹＳ上において変換処理を行なう。色座標とは、各画素の色情報に含まれるパラメータを座標軸に対応付けて規定した座標系である。本実施の形態では、一例として、ＲＧＢ情報を用いるので、Ｒ軸、Ｇ軸、Ｂ軸で規定される３次元の色座標（色座標空間）を規定できる。そして、カラー画像を構成する各画素の色情報は、このような色座標ＳＹＳ上の座標点と一意に対応付けられる。なお、色情報のパラメータの種類に応じて、色座標は、２次元もしくは４次元以上に拡張できるが、以下に説明する処理は、いずれの次元数の色座標にも適用可能である。

そして、本実施の形態では、色座標ＳＹＳ上において、選択される第１色および第２色に対応する基準点ＣＯＬ１，ＣＯＬ２を含む基準線ＣＤＶを規定するとともに、基準線ＣＤＶに基づいて、各画素の色が補正される。

ここで、ユーザは、第１色および第２色を任意に選択することが可能であるが、多くの場合において、ユーザは、図２に示すような検出対象ＯＢＪの地色に対応する一色、およびロゴマーク３０の色に対応する一色をそれぞれ選択する。以下の説明では、ユーザの選択した第１色が色情報の値としてそれぞれＲ１，Ｇ１，Ｂ１を有し、第２色が色情報の値としてそれぞれＲ２，Ｇ２，Ｂ２を有するとする。

このように第１色および第２色が選択されると、これらに対応する色座標ＳＹＳ上の基準点ＣＯＬ１，ＣＯＬ２を含む基準線ＣＤＶが規定される。本実施の形態では、基準線ＣＤＶは、色座標ＳＹＳ上において一次式として規定される、すなわち基準点ＣＯＬ１，ＣＯＬ２を通る直線として規定される。さらに、基準線ＣＤＶ上の基準点ＣＯＬ１と基準点ＣＯＬ２との中点に位置する収束点ＣＮＴで直交する基準平面ＣＰＬが規定される。

続いて、カラー画像の処理領域内に含まれる画素が順次抽出される。そして、この画素抽出に応答して、当該画素の色に対応する色座標ＳＹＳ上の変換元点ＰＥＬを含み、かつ基準線ＣＤＶに沿う変換線＃ＣＤＶが規定される。本実施の形態では、基準線ＣＤＶが直線として規定されるので、変換線＃ＣＤＶについても、基準線ＣＤＶと平行で、変換元点ＰＥＬを含む直線として規定される。

続いて、この変換線＃ＣＤＶに従って、収束点ＣＮＴに近付く方向に、変換元点ＰＥＬを所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点＃ＰＥＬが算出される。そして、抽出された画素の色は、この算出された変換後点＃ＰＥＬに対応する色に置換される。

以上の処理が、カラー画像の処理領域内に含まれるすべての画素に対して逐次的に実行される。

概念的に言えば、処理対象のカラー画像に含まれる各画素の色は、変換線＃ＣＤＶ上を基準平面ＣＰＬに向かうように補正される。したがって、各画素は、基準平面ＣＰＬと変換線＃ＣＤＶとの交点に対応する色に近付くように補正されることになる。

ここで、各画素の色をどの程度まで基準平面ＣＰＬに近付けるかも重要である。すなわち、色差に基づいて欠陥検出処理などを実行するためには、欠陥部４０（図２）に対応する色を基準平面ＣＰＬに可能な限り近付けないようにする必要がある。言い換えれば、図２に示すような検出対象ＯＢＪの地色およびロゴマーク３０の色に近接した色をもつ画素は、可能な限り基準平面ＣＰＬに近付ける必要があるが、欠陥部４０に相当する画素は、基準平面ＣＰＬから可能な限り離す必要がある。

そこで、本実施の形態では、変換元点ＰＥＬから基準線ＣＤＶまでの距離ｗに基づいて、変換元点ＰＥＬに対する移動量が決定される。より具体的には、移動量は、距離ｗが小さくなるに従って大きくなるように決定される。すなわち、基準点ＣＯＬ１およびＣＯＬ２を含む基準線ＣＤＶに対応する色範囲との間の色差が小さいほど、より基準平面ＣＰＬに近付くように補正される。

このように移動量が決定されることで、選択される第１色および第２色に近接した画素は、より大きく補正（平滑化）される一方で、第１色および第２色から離れた欠陥部４０などに対応する画素は、ほとんど補正されない。この結果、カラー画像の背景領域が重点的に平滑化され、欠陥部をより正確に検出することができるようになる。

（平滑化処理の処理過程）
図４は、この発明の実施の形態に従う平滑化処理の処理過程を説明するための図である。図４では、図３に示す基準平面ＣＰＬを中心にして、基準点ＣＯＬ１，ＣＯＬ２および基準線ＣＤＶなどが示される。

図５は、この発明の実施の形態に従う平滑化処理の処理手順の概略を示すフローチャートである。なお、以下の処理手順は、画像処理装置１のＣＰＵ部４（図１）がプログラムを実行することで実現される。

図４および図５を参照して、ＣＰＵ部４は、ユーザが入力部６を操作して選択する第１色および第２色を受付ける（ステップＳ２）。なお、ユーザは、後述する色抽出処理などに従って、第１色および第２色を容易に選択することが可能である。そして、ＣＰＵ部４は、色座標ＳＹＳ上の第１色および第２色に対応する基準点ＣＯＬ１，ＣＯＬ２を含む基準線ＣＤＶを規定する（ステップＳ４）。さらに、ＣＰＵ部４は、基準線ＣＤＶ上の基準点ＣＯＬ１と基準点ＣＯＬ２との中点（収束点ＣＮＴ）で直交する基準平面ＣＰＬを規定する（ステップＳ６）。

ＣＰＵ部４は、カラー画像の処理領域内に含まれる画素を抽出する（ステップＳ８）。なお、処理領域は、ユーザによって任意に設定可能に構成され、撮像部２（図１）で撮影されたカラー画像の全体またはその一部が平滑化処理の対象領域として設定される。そして、ＣＰＵ部４は、抽出した画素に対応する色座標ＳＹＳ上の変換元点ＰＥＬを含む変換線＃ＣＤＶを規定するとともに、変換元点ＰＥＬから基準平面ＣＰＬまでの高さｈを算出する（ステップＳ１０）。

また、ＣＰＵ部４は、変換元点ＰＥＬから変換線ＣＤＶまでの距離ｗを算出する（ステップＳ１２）。そして、ＣＰＵ部４は、ステップＳ１２で算出された距離ｗに基づいて、変換線＃ＣＤＶに沿って所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点＃ＰＥＬを算出する（ステップＳ１４）。より具体的には、ＣＰＵ部４は、変換後点＃ＰＥＬから基準平面ＣＰＬまでの高さ＃ｈを算出する。したがって、（高さｈ−高さ＃ｈ）が移動量となる。

さらに、ＣＰＵ部４は、ステップＳ８において抽出された画素の色を、変換後点＃ＰＥＬに対応する色に置換する（ステップＳ１６）。

その後、ＣＰＵ部４は、カラー画像の処理領域内に含まれるすべての画素を抽出したか否かを判断する（ステップＳ１８）。すべての画素を抽出していない場合（ステップＳ１８においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ部４は、上述のステップＳ８からＳ１８までの処理を繰り返し実行する。

すべての画素を抽出している場合（ステップＳ１８においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ部４は、色置換された後の画素からなるカラー画像、ならびに第１色および第２色の色表示およびＲＧＢ情報を表示部３に表示し（ステップＳ２０）、平滑化処理を終了する。

以下、図４を参照しながら、図５に示す主要なステップにおける演算処理内容について説明する。

（１）基準線ＣＤＶの規定（ステップＳ４）
基準線ＣＤＶを規定するために、色座標ＳＹＳ上における基準点ＣＯＬ１から基準点ＣＯＬ２までのベクトルＣＤＶ（なお、図４においては文字の上部に矢印を付けてベクトルを示す）が算出される。ここで、ベクトルＣＤＶの各成分は、
ベクトルＣＤＶ＝（ＶＲ，ＶＧ，ＶＢ）＝（Ｒ２−Ｒ１，Ｇ２−Ｇ１，Ｂ２−Ｂ１）
である。さらに、ベクトルＣＤＶを正規化、すなわちそのノルム（大きさ）を「１」とした場合の成分ＶＲｎ，ＶＧｎ，ＶＢｎを、
（ＶＲｎ，ＶＧｎ，ＶＢｎ）＝（ＶＲ／ＮＲＭ，ＶＧ／ＮＲＭ，ＶＢ／ＮＲＭ）
但し、ＮＲＭ^２＝ＶＲ^２＋ＶＧ^２＋ＶＢ^２
とする。

（２）基準平面ＣＰＬの規定（ステップＳ６）
本実施の形態では、収束点ＣＮＴは基準点ＣＯＬ１と基準点ＣＯＬ２との中点に規定されるので、収束点ＣＮＴを通り、ベクトルＣＤＶと直交する基準平面ＣＰＬが規定される。なお、収束点ＣＮＴの座標は、
収束点ＣＮＴ＝（Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃ）＝（（Ｒ２＋Ｒ１）／２，（Ｇ２＋Ｇ１）／２，（Ｂ２＋Ｂ１）／２）
となる。

（３）変換線＃ＣＤＶの規定および変換元点ＰＥＬから基準平面ＣＰＬまでの高さｈの算出（ステップＳ１０）
変換線＃ＣＤＶは、変換線ＣＤＶと平行であるから、ベクトル＃ＣＤＶの各成分は、ベクトルＣＤＶの各成分と同一となる。すなわち、変換線＃ＣＤＶは、変換元点ＰＥＬを通り、ベクトルＣＤＶと同一のベクトル成分を有する。

変換元点ＰＥＬから基準平面ＣＰＬまでの高さｈは、変換元点ＰＥＬの座標位置（Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ）、収束点ＣＮＴの座標位置（Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃ）およびベクトルＣＤＶの成分値（ＶＲ，ＶＧ，ＶＢ）を用いて、
高さｈ＝ＶＲ×Ｒｓ＋ＶＧ×Ｇｓ＋ＶＢ×Ｂｓ−ＶＲ×Ｒｃ−ＶＧ×Ｇｃ−ＶＢ×Ｂｃ
に従って算出される。

（４）変換元点ＰＥＬから変換線ＣＤＶまでの距離ｗの算出（ステップＳ１２）
変換元点ＰＥＬから変換線ＣＤＶまでの距離ｗは、変換線＃ＣＤＶと基準平面ＣＰＬとの交点である写像点ＰＲＪと、収束点ＣＮＴとの間の距離に等しい。

そこで、写像点ＰＲＪの座標は、ベクトルＣＤＶを正規化した成分値を用いて、
写像点ＰＲＪ＝（Ｒｓ−ｈ×ＶＲｎ，Ｇｓ−ｈ×ＶＧｎ，Ｂｓ−ｈ×ＶＢｎ）
となる。

そして、基準平面ＣＰＬ上における収束点ＣＮＴと写像点ＰＲＪとの間の距離（距離ｗに相当）は、
距離ｗ＝√｛（Ｒｓ−ｈ×ＶＲｎ−Ｒｃ）^２＋（Ｇｓ−ｈ×ＶＧｎ−Ｇｃ）^２＋（Ｂｓ−ｈ×ＶＢｎ−Ｂｃ）^２｝
に従って算出される。

（５）変換後点＃ＰＥＬの算出（ステップＳ１４）
上述の（４）で算出された距離ｗに基づいて、変換後点＃ＰＥＬから基準平面ＣＰＬまでの高さ＃ｈが算出される。より詳細には、距離ｗを変数とする関数ｆ（ｗ）（但し、０≦ｆ（ｗ）≦１）を用いて、＃ｈ＝ｈ×ｆ（ｗ）に従って算出される。

ここで、関数ｆ（ｗ）は、距離ｗが小さくなるに従って変換元点ＰＥＬの移動量が大きくなるように、すなわち距離ｗが小さくなるに従って高さ＃ｈが低くなるような特性を有する。

図６は、関数ｆ（ｗ）の特性の一例を示す図である。
図６を参照して、上述のような特性を有する関数ｆ（ｗ）であれば、どのような関数を用いてもよいが、本実施の形態では、
ｆ（ｗ）＝ｗ^２／（ｗ^２＋Ｌｖ^２）
なる関数を用いる。なお、パラメータＬｖは、ユーザが設定可能に構成され、このパラメータＬｖに応じて、関数ｆ（ｗ）の特性は変化する。

図６に示す関数ｆ（ｗ）は、距離ｗについての単調増加関数であり、距離ｗがパラメータＬｖと一致するときに、ｆ（ｗ）＝０．５となる。すなわち、高さｈを５０％まで低減させる距離ｗがパラメータＬｖに応じて変化することになるため、このパラメータＬｖは、どの程度の色範囲を基準平面ＣＰＬに近付けるかを示す「射程範囲」を定義することになる。

再度、図４を参照して、上述の過程において算出された高さ＃ｈを用いて、変換後点＃ＰＥＬの座標は、写像点ＰＲＪの座標（Ｒｓ−ｈ×ＶＲｎ，Ｇｓ−ｈ×ＶＧｎ，Ｂｓ−ｈ×ＶＢｎ）を用いて、
変換後点＃ＰＥＬ＝（Ｒｓ＋（＃ｈ−ｈ）×ＶＲｎ，Ｇｓ＋（＃ｈ−ｈ）×ＶＧｎ，Ｂｓ＋（＃ｈ−ｈ）×ＶＢｎ）
となる。

変換後点＃ＰＥＬの座標の各成分は、それぞれ「赤色」「緑色」「青色」の濃淡値に対応するから、この各成分値が抽出された画素の色情報として置換される。

なお、変換線＃ＣＤＶ上において、収束点ＣＮＴに最も近付く点（収束点ＣＮＴに対する距離が最も短くなる点）は、写像点ＰＲＪであるので、本実施の形態において「収束点ＣＮＴに近付く方向」とは、「変換線＃ＣＤＶ上を写像点ＰＲＪに向かう方向」を意味する。

（平滑化処理における画面表示の一例）
本実施の形態に従う表示部３における画面表示の一例を参照して、本実施の形態に従う平滑化処理の実行動作についてさらに説明する。

図７は、検出対象ＯＢＪのカラー画像を撮影した直後の画面表示例を示す図である。
図８は、第１色および第２色を選択する時の画面表示例を示す図である。

図９は、平滑化処理を実行した後の画面表示例を示す図である。
図１０は、図９に比較してパラメータＬｖの値を大きく設定して、平滑化処理を実行した後の画面表示例を示す図である。

図７を参照して、表示部３では、撮影された検出対象ＯＢＪのカラー画像が右側に表示されるとともに、第１色および第２色の視覚的表示ならびに色情報の表示／設定のための領域が左側に表示される。

ユーザは、入力部６を操作して画面上のポインタ５０を移動させて、選択および設定が可能である。まず、ユーザは、撮像部２によってリアルタイムで撮影されるカラー画像、もしくは、予め撮影されたカラー画像のうち、所望のカラー画像を選択して、表示部３上に表示させる。

一例として、図７では、市松模様の検出対象ＯＢＪに対して欠陥部４０が発生している場合を示す。さらに、検出対象ＯＢＪの輝度に放射状の濃淡差を生じているとする。

カラー画像が表示されると、ユーザは、ポインタ５０を操作して、処理領域ＡＲＥＡを設定する。この処理領域ＡＲＥＡは、左上の開始点ＳＴＡＲＴと右下の終了点ＥＮＤとによって設定される。なお、図７では、製造ラインに相当する領域をカットするため、検出対象ＯＢＪに対応して処理領域ＡＲＥＡが設定されている。また、開始点ＳＴＡＲＴの画像内の座標を（Ｘｓ，Ｙｓ）とし、終了点ＥＮＤの座標を（Ｘｅ，Ｙｅ）とする。

また、表示部３の左側の領域には、第１色表示枠５４および第２色表示枠６４が設けられるとともに、それぞれの色情報（一例として、ＲＧＢ情報）を表示するＲＧＢ表示枠５６および６６が設けられる。さらに、第１色および第２色の色情報をユーザが任意に設定可能なように、それぞれＲＧＢ表示枠５６および６６に対応付けてパラメータ設定ダイヤル５８および６８が設けられる。

そして、ユーザは、処理領域ＡＲＥＡの設定が完了すると、第１色および第２色を選択するために、「画像指定」のボタン５２を押圧する。すると、図８に示す画面に切り替わる。

ユーザは、ポインタ５０を操作して、カラー画像内の色ムラ（市松模様）を含むように色抽出領域４２を指定する。色抽出領域４２の指定が完了すると、ユーザは、「ＯＫ」ボタン７０を押圧する。すると、後述する色抽出処理に従って、色抽出領域４２に含まれる各画素の有する色から、色抽出領域４２を代表する２つの色が第１色および第２色として選択される。そして、当該選択された第１色および第２色に応じて、上述した平滑化処理が実行される。平滑化処理が実行された後のカラー画像は、図９に示すように表示される。

図９に示すように、本実施の形態に従う平滑化処理によって、欠陥部４０を除く背景領域がほぼ平滑化されている。なお、図９では、図７においてユーザによって設定された処理領域ＡＲＥＡ以外の領域がマスクされ、処理領域ＡＲＥＡ内のカラー画像のみが表示される例を示す。

また、図９では、第１色表示枠５４および第２色表示枠６４において、選択された第１色および第２色の色が視覚的に表示されるとともに、ＲＧＢ表示枠５６および６６において、当該第１色および第２色のＲＧＢ情報が数値値として表示される。なお、ユーザは、パラメータ設定ダイヤル５８および６８を操作して、選択された第１色および第２色をさらに変更することも可能である。

そして、ユーザのパラメータ設定ダイヤル５８および６８の操作に応答して、平滑化処理が再実行される。なお、平滑化処理の再実行が可能となるように、画像処理装置１には、元のカラー画像および変換後のカラー画像がそれぞれ独立に格納される。

ここで、図９では、検出対象ＯＢＪに生じている放射状の濃淡差によって、処理領域ＡＲＥＡの右側の領域に色ムラが残っている。すなわち、例示する検出対象ＯＢＪのカラー画像に対しては、平滑化処理が不十分となっている。

そこで、図１０を参照して、表示部３の左下に設けられる「色ムラカットレベル」設定枠７２に設定されるパラメータＬｖの値を、ユーザがパラメータ設定ダイヤル７４を操作して変更すると、変更されたパラメータＬｖに基づいて、平滑化処理が再実行される。そして、その再実行によって得られたカラー画像が表示部３上に表示される。このように、ユーザは、表示部３上に表示される平滑化処理後のカラー画像を目視しながら、最適なパラメータＬｖを設定することもできる。

（色抽出処理）
図８を参照して説明したように、指定された色抽出領域４２に含まれる各画素が有する色に基づいて、当該色抽出領域４２を代表する２つの色が選択される。具体的には、色抽出領域４２に含まれる各画素を、その色情報に基づいて、クラスタリング手法により２つのクラスタに分類するととともに、当該分類された各クラスタを代表する色を決定する。

図１１は、色抽出処理の概略を説明するための図である。
図１１（ａ）は、クラスタリング処理の初期状態を示す。

図１１（ｂ）は、クラスタリング処理の完了状態を示す。
図１１（ａ）を参照して、一例として、色抽出領域４２に８個の画素ＰＥＬ１〜ＰＥＬ８が含まれている場合について説明する。

まず、色抽出領域４２に含まれる各画素が抽出され、当該画素の色情報、すなわちＲＧＢ情報に基づいて、２つのクラスタの重心Ｖ１およびＶ２が決定される。本実施の形態においては、重心Ｖ１およびＶ２は、各画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値の各最大値および各最小値として決定される。すなわち、画素ＰＥＬｉ（１≦ｉ≦８）の色情報を（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ，）とすると、
Ｖ１＝（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）
Ｖ２＝（Ｒｍｉｎ，Ｇｍｉｎ，Ｂｍｉｎ）
但し、
Ｒｍａｘ＝ｍａｘ（Ｒｉ），Ｇｍａｘ＝ｍａｘ（Ｇｉ），Ｂｍａｘ＝ｍａｘ（Ｂｉ）
Ｒｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｒｉ），Ｇｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｇｉ），Ｂｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｂｉ）
となる。このようにして決定された重心Ｖ１は、抽出される画素のもつＲＧＢ情報の中から、それぞれ独立に最大値を抽出したものであり、重心Ｖ２は、同様にそれぞれ独立に最小値を抽出したものである。

続いて、画素ＰＥＬ１〜ＰＥＬ８の各々と重心Ｖ１およびＶ２との距離が順次算出される。そして、画素ＰＥＬ１〜ＰＥＬ８のうち、重心Ｖ１により近いものがクラスタ１に分類されるとともに、重心Ｖ２により近いものがクラスタ２に分類される。

このように各画素が初期的に分類された後に、各クラスタに属する複数の画素のＲＧＢ情報の平均値からそれぞれのクラスタの新たな重心＃Ｖ１および＃Ｖ２が算出される。さらに、画素ＰＥＬ１〜ＰＥＬ８の各々と算出された新たな重心＃Ｖ１および＃Ｖ２との距離が順次算出され、上記と同様の手順に従って、再度のクラスタ分類が行なわれる。

以下、同様の処理が、再度のクラスタ分類によっても属する画素が変化しなくなるまで、もしくは所定の回数に達するまで繰返される。すると、図１１（ｂ）に示されるように、画素ＰＥＬ１〜ＰＥＬ４がクラスタ１に属し、画素ＰＥＬ５〜ＰＥＬ８がクラスタ２に属するように分類される。そして、この時の重心＃Ｖ１および＃Ｖ２に対応する２つの色が第１色および第２色として選択される。

なお、撮像部２を構成する撮像素子の欠損やノイズなどにより、指定された色抽出領域４２には、他の画素との間に大きな色差を生じる色（たとえば、黒色：（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０））を有するノイズ画素が含まれる場合もある。このようなノイズ画素を用いて重心＃Ｖ１もしくは＃Ｖ２などが算出されると、色抽出領域４２に含まれる画素を代表する本来の２色とは異なる色が選択される可能性がある。そこで、第１色および第２色を選択する前段階において、各クラスタに含まれる画素の数に基づいて、クラスタリング処理が正常に完了したか否かを判断する。

具体的には、上述の一連のクラスタリングが終了すると、各クラスタに属する画素の数を算出し、全体の画素数に対する割合が正常範囲（たとえば、全体数の１０％以上の画素が各クラスタに含まれている）であるか否かを判断する。そして、いずれかのクラスタに割当てられた画素数の割合が正常範囲外であれば、クラスタリング処理は失敗であると判断する。さらに、正常範囲を外れたクラスタに割当てられた画素を除いて、再度クラスタリング処理が実行される。このようにして、ノイズ画素による影響を回避する。

図１２は、色抽出処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、以下の処理手順は、画像処理装置１のＣＰＵ部４（図１）がプログラムを実行することで実現される。

図１２を参照して、ＣＰＵ部４は、カラー画像に対する色抽出領域４２の指定を受付ける（ステップＳ１００）。そして、ＣＰＵ部４は、指定された色抽出領域４２に含まれる画素のＲＧＢ情報を抽出する（ステップＳ１０２）。

ＣＰＵ部４は、抽出したＲＧＢ情報に基づいて初期の重心Ｖ１およびＶ２を算出する（ステップＳ１０４）。そして、ＣＰＵ部４は、画素の各々と重心Ｖ１およびＶ２との距離を順次算出し（ステップＳ１０６）、当該算出した距離に基づいて、それぞれ重心Ｖ１またはＶ２に近いものをクラスタ１または２に分類する（ステップＳ１０８）。

続いて、ＣＰＵ部４は、分類した各クラスタに属する画素のＲＧＢ情報の平均値から、各クラスタの新たな重心＃Ｖ１および＃Ｖ２を算出する（ステップＳ１１０）。そして、ＣＰＵ部４は、画素の各々と新たな重心＃Ｖ１および＃Ｖ２との距離を順次算出する（ステップＳ１１２）。さらに、ＣＰＵ部４は、算出した距離に基づいて、それぞれ新たな重心＃Ｖ１または＃Ｖ２に近いものをクラスタ１または２に再分類する（ステップＳ１１４）。

そして、再分類されたクラスタ１および２に属する画素が前回の分類時から変化しているか否かを判断する（ステップＳ１１６）。前回の分類時から変化している場合（ステップＳ１１６においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ部４は、クラスタの再分類を所定回数だけ実行したか否かを判断する（ステップＳ１１８）。

クラスタの再分類を所定回数だけ実行していない場合（ステップＳ１１８においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ部４は、上述のステップＳ１０８〜Ｓ１１６の処理を再度実行する。

前回の分類時から変化していない場合（ステップＳ１１６においてＮＯの場合）、もしくはクラスタの再分類を所定回数だけ実行している場合（ステップＳ１１８においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ部４は、クラスタ１および２に属する画素の数を算出する（ステップＳ１２０）。そして、ＣＰＵ部４は、全体の画素数に対する各クラスタに属する画素数の割合が正常範囲であるか否かを判断する（ステップＳ１２２）。

全体の画素数に対するいずれかのクラスタに属する画素数の割合が正常範囲でない場合（ステップＳ１２２においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ部４は、当該正常範囲ではないクラスタに属する画素を除外し（ステップＳ１２４）、上述のステップＳ１０４以降の処理を再度実行する。

全体の画素数に対する各クラスタに属する画素数の割合が正常範囲である場合（ステップＳ１２２においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ部４は、現在の重心＃Ｖ１および＃Ｖ２に対応する２つの色を第１色および第２色として選択する（ステップＳ１２６）。そして、ＣＰＵ部４は、色抽出処理を終了する。

（第１変形例）
上述した本実施の形態では、基準平面ＣＰＬが基準線ＣＤＶ上の基準点ＣＯＬ１と基準点ＣＯＬ２との中点で直交する場合について例示した。これは、第１色および第２色の中間色に向かって各画素の色を補正することを意味するが、必ずしも基準平面は基準点ＣＯＬ１と基準点ＣＯＬ２との中点で直交する必要はなく、いずれの位置で直交してもよい。

図１３は、この発明の実施の形態の第１変形例に従う基準平面＃ＣＰＬの位置を説明するための図である。

図１３を参照して、一例として、第２色に対応する基準点ＣＯＬ２を含むような基準平面＃ＣＰＬを用いると、各画素は、基準平面＃ＣＰＬに近付くように補正されるので、基準点ＣＯＬ２に対応する色に近付くように色補正される。このように基準平面＃ＣＰＬの位置を変更することで、たとえば、第２色が白色などであった場合には、背景領域を全体的に薄い色に平滑化できるので、中間色に向かって補正する場合に比較して、欠陥部４０をより高精度に検出できる場合がある。

なお、どのような位置に基準平面を設定するについては、ユーザが任意に設定可能に構成される。また、基準平面＃ＣＰＬと画素ＰＥＬとの間の高さｈが大きくなる点を除いて、画素ＰＥＬの移動方向などは、上述した本実施の形態と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

（第２変形例）
上述した本実施の形態では、一次式として規定される、すなわち直線の基準線ＣＤＶを用いる場合について例示したが、これに限られることはない。

図１４は、この発明の実施の形態の第２変形例に従う基準線＃ＣＤＶを説明するための図である。

図１４を参照して、たとえば、基準点ＣＯＬ１およびＣＯＬ２を含む多次式として規定される曲線状の基準線ＣＤＶを用いてもよい。基準線ＣＤＶは、各画素の色補正を行なう方向の基準となるものであるから、欠陥部４０の色に対応する色座標ＳＹＳ上の座標点を迂回するように基準線ＣＤＶを既定することで、欠陥部４０の色との間で比較的大きな色差を保ったまま、背景領域を平滑化できる。また、色相、明度および彩度からなる色属性を色情報として用いた場合には、各要素間の重みが同一ではないので、重視する項目などに応じて、重み係数を反映した基準線ＣＤＶを用いることが望ましい。さらに、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系や、Ｌ^＊Ｃ^＊ｈ表色系などの直交座標系ではない座標系などでは、必然的に曲線状の基準線ＣＤＶが用いられる。

なお、このような曲線状の基準線ＣＤＶを用いる場合には、変換線＃ＣＤＶは、基準線ＣＤＶから所定距離だけ離れた位置を通過する同形状の曲線となる。

（第３変形例）
上述した本実施の形態では、二色（第１色および第２色）を基準として平滑化処理を行なう場合について例示したが、実際に撮影される検出対象ＯＢＪのカラー画像の背景領域に三色以上が含まれていることもある。このように三色以上が含まれている場合であっても、上述した本実施の形態に従う平滑化処理を繰返して実行することで対処可能である。

図１５は、この発明の実施の形態の第３変形例に従う平滑化処理の内容を説明するための図である。

図１５を参照して、一例として、第１色および第２色に加えて、第３色が選択された場合について説明する。図３と同様に、基準点ＣＯＬ１，ＣＯＬ２は、それぞれ第１色および第２色に対応する一方、基準点ＣＯＬ３は、第３色に対応する。

まず、上述した本実施の形態に従う平滑化処理と同様に、第１色および第２色に基づいて、カラー画像の対象範囲内に含まれる各画素に対して１回目の平滑化処理が行なわれる。一例として、画素ＰＥＬは、変換線＃ＣＤＶ^（１）に従って変換後点＃ＰＥＬ^（１）まで移動する。

この１回目の平滑化処理に際して使用された、基準平面ＣＰＬ^（１）上の収束点ＣＮＴに対応する色を当該平滑化処理後のカラー画像の代表色とみなす。そして、収束点ＣＮＴに対応する色および第３色に基づいて、１回目の平滑化処理後のカラー画像の対象範囲内に含まれる各画素に対して２回目の平滑化処理が行なわれる。

すなわち、収束点ＣＮＴと第３色に対応する基準点ＣＯＬ３とを含む基準線ＣＤＶ^（２）が規定されるとともに、基準線ＣＤＶ^（２）に沿う変換線＃ＣＤＶ^（２）が規定される。そのため、変換後点＃ＰＥＬ^（１）に移動した画素ＰＥＬは、変換線＃ＣＤＶ^（２）に従って変換後点＃ＰＥＬ^（２）までさらに移動する。

このような手順に従って、３色が選択された場合の平滑化処理が実行される。なお、４色以上が選択された場合も同様の手順を繰り返し実行すればよいので、詳細な説明は繰返さない。

この発明の実施の形態によれば、ユーザによって選択される第１色および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線ＣＤＶに沿うように規定された変換線＃ＣＤＶに従って、変換対象の画素の色に対応する変換元点ＰＥＬを所定の移動量だけ移動させた変換後点＃ＰＥＬが算出される。そして、当該変換対象となる画素の色がこの変換後点＃ＰＥＬに対応する色に置換される。このように、カラー画像の予め定められた処理領域ＡＲＥＡ内に含まれる各画素は、基準線ＣＤＶに沿って規定される変換線＃ＣＤＶに従って算出される色に置換されるので、全体として統一的な色補正を実現できる。よって、カラー画像中の色ムラを平滑化できる。

この発明の実施の形態によれば、変換対象の画素の色に対応する変換元点ＰＥＬから、選択される第１色および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線ＣＤＶまでの距離ｗに基づいて、変換後点＃ＰＥＬを得るための移動量が決定される。そして、変換線＃ＣＤＶに従って、変換元点ＰＥＬを当該移動量だけ移動させることで変換後点＃ＰＥＬを算出する。色座標ＳＹＳ上において、変換元点ＰＥＬから基準線ＣＤＶまでの距離は、変換対象の画素の色と第１色または第２色との近似性を示すものであるから、第１色または第２色に近似した色をより大きく色補正する一方で、それ以外の色（たとえば、欠陥部４０の色）の色補正を抑制することができる。これにより、カラー画像のうち検出すべき欠陥部４０の色を維持したまま、背景領域の色ムラを平滑化できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態に従う画像処理装置１を備える画像処理システム１００の概略構成図である。 この発明の実施の形態に従う平滑化処理の概略を説明するための模式図である。 この発明の実施の形態に従う平滑化処理の内容を説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う平滑化処理の処理過程を説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う平滑化処理の処理手順の概略を示すフローチャートである。 関数ｆ（ｗ）の特性の一例を示す図である。 検出対象ＯＢＪのカラー画像を撮影した直後の画面表示例を示す図である。 第１色および第２色を選択する時の画面表示例を示す図である。 平滑化処理を実行した後の画面表示例を示す図である。 図９に比較してパラメータＬｖの値を大きく設定して、平滑化処理を実行した後の画面表示例を示す図である。 色抽出処理の概略を説明するための図である。 色抽出処理の処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態の第１変形例に従う基準平面＃ＣＰＬの位置を説明するための図である。 この発明の実施の形態の第２変形例に従う基準線＃ＣＤＶを説明するための図である。 この発明の実施の形態の第３変形例に従う平滑化処理の内容を説明するための図である。

符号の説明

１ 画像処理装置、２ 撮像部、３ 表示部、４ ＣＰＵ部、５ 補助記憶部、６ 入力部、７ 撮像部インターフェイス（撮像部Ｉ／Ｆ）、８ 主記憶部、９ 表示処理部、１０ 外部インターフェイス（外部Ｉ／Ｆ）、１１ 読取部、１２ 記録媒体、１３ バス、３０ ロゴマーク、４０ 欠陥部、４２ 色抽出領域、５０ ポインタ、５２ ボタン、５４，６４ 色表示枠、５６，６６ ＲＧＢ表示枠、５８ パラメータ設定ダイヤル、７０ ボタン、７２ 設定枠、７４ パラメータ設定ダイヤル、１００ 画像処理システム、ＡＲＥＡ 処理領域、ＯＢＪ 検出対象、ＳＹＳ 色座標。

Claims (18)

1. 複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法であって、
   選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を前記色座標上に規定するステップと、
   前記カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、
   前記抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する前記色座標上の変換元点を含み、かつ前記基準線に沿う変換線を前記色座標上に規定する規定ステップと、
   前記規定ステップにおいて規定された前記変換線に従って、前記変換元点を所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、
   前記抽出された画素の色を前記変換ステップにおいて算出された前記変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、
   前記抽出ステップにおいて前記処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、前記規定ステップ、前記変換ステップおよび前記置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む、画像処理方法。
2. 前記基準線は、前記色座標上において一次式として規定される、請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記変換線は、前記色座標上において、前記基準線と平行になるように規定される、請求項２に記載の画像処理方法。
4. 前記画像処理方法は、前記変換元点から前記基準線までの距離に基づいて、前記変換元点に対する前記移動量を決定するステップをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
5. 前記変換ステップにおいて、前記変換後点は、前記変換元点を前記基準線の線上に存在する予め定められた収束点に近付く方向に移動させることで得られる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理方法。
6. 前記収束点は、前記２つの基準点の中点である、請求項５に記載の画像処理方法。
7. 前記収束点は、前記２つの基準点のいずれかに一致する、請求項５に記載の画像処理方法。
8. 複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法であって、
   選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を前記色座標上に規定するステップと、
   前記カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、
   前記抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する前記色座標上の変換元点を含む変換線を前記色座標上に規定する規定ステップと、
   前記変換元点から前記規定ステップにおいて規定された前記基準線までの距離に基づいて、前記変換元点に対する移動量を決定する決定ステップと、
   前記規定ステップにおいて規定された前記変換線に従って、前記変換元点を前記決定ステップにおいて決定された前記移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、
   前記抽出された画素の色を前記変換ステップにおいて算出された前記変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、
   前記抽出ステップにおいて前記処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、前記規定ステップ、前記決定ステップ、前記変換ステップおよび前記置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む、画像処理方法。
9. 前記決定ステップにおいて、前記移動量は、前記変換元点から前記基準線までの距離が小さくなるに従って大きな値に決定される、請求項８に記載の画像処理方法。
10. 前記画像処理方法は、
    前記カラー画像の少なくとも一部を含む色抽出領域の指定を受付けるステップと、
    前記色抽出領域に含まれる各画素の有する色に基づいて、当該色抽出領域を代表する２つの色を前記第１および第２色として選択するステップとをさらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
11. 前記画像処理方法は、前記第１および第２色に加えて、第３色が選択されると、前記第１および第２色に基づいて、一連のステップを実行した後に、当該一連のステップの実行により生じる収束点に対応する色および前記第３色に基づいて、一連のステップを再度実行するステップをさらに含む、請求項５または６に記載の画像処理方法。
12. 前記移動量は、前記変換元点から前記基準線までの距離を変数とする関数に基づいて決定され、
    前記関数は、外部から設定されるパラメータに応じて、前記距離と前記移動量との関係を可変に構成される、請求項４または８に記載の画像処理方法。
13. 前記画像処理方法は、前記カラー画像と、前記第１および第２色の視覚的表示および色情報の少なくとも一方とを、同一画面上に同時に表示するステップをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像処理方法。
14. 前記色座標は、色の３原色に対応する３つの座標軸を含んで構成される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
15. 複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を前記色座標上に規定するステップと、
    前記カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、
    前記抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する前記色座標上の変換元点を含み、かつ前記基準線に沿う変換線を前記色座標上に規定する規定ステップと、
    前記規定ステップにおいて規定された前記変換線に従って、前記変換元点を所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、
    前記抽出された画素の色を前記変換ステップにおいて算出された前記変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、
    前記抽出ステップにおいて前記処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、前記規定ステップ、前記変換ステップおよび前記置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む、プログラム。
16. 複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を前記色座標上に規定するステップと、
    前記カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出ステップと、
    前記抽出ステップにおいて抽出された画素の色に対応する前記色座標上の変換元点を含む変換線を前記色座標上に規定する規定ステップと、
    前記変換元点から前記規定ステップにおいて規定された前記基準線までの距離に基づいて、前記変換元点に対する移動量を決定する決定ステップと、
    前記規定ステップにおいて規定された前記変換線に従って、前記変換元点を前記決定ステップにおいて決定された前記移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換ステップと、
    前記抽出された画素の色を前記変換ステップにおいて算出された前記変換後点に対応する色に置換する置換ステップと、
    前記抽出ステップにおいて前記処理領域内に含まれるすべての画素が抽出されるまで、前記規定ステップ、前記決定ステップ、前記変換ステップおよび前記置換ステップを繰返し実行させるステップとを含む、プログラム。
17. 複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理装置であって、
    選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を前記色座標上に規定する第１規定手段と、
    前記カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出手段と、
    前記抽出手段によって抽出された画素の色に対応する前記色座標上の変換元点を含み、かつ前記基準線に沿う変換線を前記色座標上に規定する第２規定手段と、
    前記第２規定手段によって規定された前記変換線に従って、前記変換元点を所定の移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換手段と、
    前記抽出された画素の色を前記変換手段によって算出された前記変換後点に対応する色に置換する置換手段とを備える、画像処理装置。
18. 複数の画素からなるカラー画像に対して画素間の色差を軽減するための画像処理装置であって、
    選択される第１および第２色に対応する色座標上の２つの基準点を含む基準線を前記色座標上に規定する第１規定手段と、
    前記カラー画像の予め定められた処理領域内に含まれる各画素を順次抽出する抽出手段と、
    前記抽出手段によって抽出された画素の色に対応する前記色座標上の変換元点を含む変換線を前記色座標上に規定する第２規定手段と、
    前記変換元点から前記第２規定手段によって規定された前記基準線までの距離に基づいて、前記変換元点に対する移動量を決定する決定手段と、
    前記規定手段によって規定された前記変換線に従って、前記変換元点を前記決定手段によって決定された前記移動量だけ移動させて得られる変換後点を算出する変換手段と、
    前記抽出された画素の色を前記変換手段によって算出された前記変換後点に対応する色に置換する置換手段とを備える、画像処理装置。