JP2008271361A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地色領域を確実に抽出しマスクする技術を提供する。
【解決手段】読み取られた原稿について、色差平面内での地色の候補領域４２を検知し、候補領域４２の座標に基づいて直交平面座標系を設定する。該座標系における地色の候補領域４２を覆う方形領域４４を地色マスク領域４１として仮決定し、さらに、座標系の原点方向に伸びる付加領域を付加する。方形領域４４と付加領域とを合わせて決定される地色マスク領域４１のうち、ｘ＜０の領域を除外し、さらに地色マスク領域４１に所定のマージンを設定して地色マスク処理を施す。
【選択図】図４

Description

本発明は、読み取った原稿がカラーかモノクロかの判定に関し、詳しくいえば、読み取った原稿の地色を抽出し、地色をマスクすることによって、地色がカラーであっても、地色をモノクロとして除去することが可能な画像処理装置に関する。

読み取った原稿がカラーか白黒かを判定するために、色度平面（Ｌ^*ａ^*ｂ^*均等色空間のａ^*ｂ^*平面）を２５個の矩形エリアに区切り、各エリア内に画素が存在するかどうかの判定により、画像がカラーかモノクロかを判定する技術が提案されている（特許文献１）。

特開２００４−２２１９１５号公報

特許文献１で提案されている技術では、２５個の各エリアが色度平面原点付近に配置されている。そのため、地色の領域が２５個のエリア外にある場合にはそれを検出することができない。すなわち、当該技術では、カラーの地色（色度、色相）を検出することは困難な場合がある。つまり、実際のカラー原稿にあっては、地色領域は、色度平面の原点から離れたところにあることも多く、地色を抽出し除去することが困難な場合がある。

そこで、本発明の課題は、地色領域を確実に抽出してマスクする技術を提案することにある。

上記課題を解決すべく、第１の発明は、原稿を読み取る読取部と、前記読取部によって読み取られた原稿について、色平面内での地色の候補領域を検知する地色検知部と、前記地色検知部で検知された地色の候補領域に基づいて地色領域を決定する地色領域決定部と、前記地色領域決定部によって決定された地色領域から無彩色領域に延びる境界線を生成して前記地色領域と前記境界線とで囲まれる領域と、前記地色領域とをマスクとして設定するマスク設定部とを備える、画像処理装置である。
ここで、「色平面」とは、無彩軸を中心として、色を表す２つのパラメータを座標軸として表される平面のことを指す。例えば、ＹＣｂＣｒ表色系でのＣｂＣｒ色差平面、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系でのａ^*ｂ^*色度平面を指すが、もちろん、ＣｂＣｒ色差平面、ａ^*ｂ^*色度平面に限定されるものではない。また、「マスク」とは、有彩であったとしても、無彩として判定されるような色空間での領域を指す。

第２の発明は、第１の発明であって、前記地色検知部によって検知された地色の候補領域に基づいて直交平面座標系を設定する座標設定部を更に備え、前記地色領域決定部は、前記直交座標系における地色領域を決定する。

第３の発明は、第２の発明であって、前記地色領域決定部は、前記候補領域の前記直交平面座標系での位置に基づいて付加領域を付加して地色領域を決定する。

第４の発明は、第１ないし第３の何れかの発明であって、前記マスク設定部は、前記地色領域決定部によって決定された地色領域のうち予め定められた領域を除外してマスクを設定する。

第５の発明は、第１ないし第４の何れかの発明であって、前記地色領域決定部によって決定された地色領域にマージンを設定してマスク領域を拡げるマージン設定部を更に備える。

第６の発明は、第２ないし第５の何れかの発明であって、前記座標設定部は、前記地色検知部によって検知された候補領域が、前記直交平面座標系の予め定められた領域内に収まるように座標設定を行う。

第７の発明は、第１ないし第６の何れかの発明であって、前記地色検知部が検知する地色は、カラー、グレー、白色の何れかである。

第８の発明は、原稿を読み取る読取工程と、前記読取工程によって読み取られる原稿について、色平面内での地色の候補領域を検知する地色検知工程と、前記地色検知工程で検知された地色の候補領域に基づいて地色領域を決定する地色領域決定工程と、前記地色領域決定工程で決定された地色領域から無彩色領域に延びる境界線を生成して前記地色領域と前記境界線とで囲まれる領域と、前記地色領域とをマスクとして設定するマスク設定工程とを備える、画像処理方法である。

第９の発明は、第８の発明であって、前記地色検知工程で検知された地色の候補領域に基づいて直交平面座標系を設定する座標設定工程を更に備え、前記地色領域決定工程は、前記直交座標系における地色領域を決定する。

第１０の発明は、第９の発明であって、前記地色領域決定工程は、前記候補領域の前記直交平面座標系での位置に基づいて付加領域を付加して地色領域を決定する。

第１の発明によれば、検知された地色の候補領域を無彩色領域まで拡張することにより地色をマスクするので、地色を確実にマスクすることが可能となる。

第２の発明によれば、地色領域決定部は、候補領域に基づく直交平面座標系での地色領域を決定するので、地色領域を確実に精度良くマスクすることが可能となる。

第３の発明によれば、地色領域決定部は、候補領域の前記直交平面座標系での位置に基づいて付加領域を付加するので、確実に地色をマスクすることが可能となる。

第４の発明によれば、マスク設定部は、地色領域決定部によって決定された地色領域のうち予め定められた領域を除外してマスクを設定するので、地色マスクに係る演算領域を抑えることが可能となり、回路規模が少なくて済む。

第５の発明によれば、地色領域決定部によって決定された地色領域にマージンを設定してマスク領域を拡げるので、確実に地色領域をマスクすることが可能となる。

第６の発明によれば、座標設定部は、地色検知部によって検知された候補領域が、直交平面座標系の予め定められた領域内に収まるように座標設定を行うので、地色マスクに係る演算領域を抑えることが可能となり、回路規模が少なくて済む。

第７の発明によれば、地色検知部が検知する地色は、カラー、グレー、白色の何れかであるので、各地色に応じたマスクを設定することが可能となる。

第８の発明によれば、検知された地色の候補領域を無彩色領域まで拡張することにより地色をマスクするので、地色を確実にマスクすることが可能となる。

第９の発明によれば、地色領域決定工程は、候補領域に基づく直交平面座標系での地色領域を決定するので、地色領域を確実に精度良くマスクすることが可能となる。

第１０の発明によれば、地色領域決定工程は、候補領域の直交平面座標系での位置に基づいて付加領域を付加して地色領域を決定するので、確実にマスクすることが可能となる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る画像処理装置としてコピー機を例に図面を参照しながら説明する。

＜構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るコピー機１０の構成例を示す斜視図である。このコピー機１０は、原稿を読み取って画像データを生成し、該画像データに基づいて記録紙に描画するものである。なお、図１をはじめとする以下の図には本発明に関係する要素及び／又は機能のみが示されている。また、座標変換やマスク処理が行われる色平面は、ＹＣｂＣｒ表色系でのＣｂＣｒ色差平面としている。

操作部１１は、コピー機１０を操作するために必要なテンキー、各種ファンクションキー等のメカニカルスイッチを備えている。操作部１１は、ユーザによってこれらのキーが操作されることにより、原稿のスキャン及びコピー等の各種コマンドの実行命令等を受け付ける。

表示部１２はＬＣＤ等の表示デバイスによって構成された一般的なディスプレイであって、各種情報を画像として画面に表示する。なお、表示部１２にタッチパネルディスプレイを適用して、操作部１１の一部又は全部の機能を兼ね備えるようにしても良い。

読取部１３は、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder；原稿自動送り機能）を有する原稿載置部１４に載置された原稿を順次にＣＣＤラインセンサ（図示省略）等の撮像素子で読み取り、該原稿上に記録されている画像に基づいて画像データを生成する。読み取られた原稿は原稿排出トレイ１５へ排出される。ここで、原稿は、必ずしもＡＤＦによって読み取る必要はなく、ＦＢＳ（Flat Bed Scanner）方式によって読み取るようにしても良い。なお、ＦＢＳ方式とは、コンタクトガラス（図示省略）上に載置された原稿を撮像素子で読み取り、読み取りが完了した原稿を排出するという読取手順を実行する方式である。

描画部１６は、電子写真方式等のプリンタ装置であり、読取部１３によって生成された画像データをハードコピーとしてプリントアウトして記録する。図示は省略するが、具体的にはまず、トナーカセットから供給されるトナーを、画像データに基づいて感光ドラムに付着させる。それを記録紙搬送部によって記録紙カセット１７から搬送される記録紙に転写し、転写された記録紙を記録紙排出トレイ１８へ排出する。なお、描画部１６が記録する画像データは、必ずしも読取部１３によって生成された画像データである必要はなく、コピー機１０が通信ネットワークに接続されている場合には、該通信ネットワークにより受信した画像データであっても良い。

図２は、コピー機１０の構成例を示すブロック図である。上述の各構成要素は、バス２０を介して電気的に接続されている外、以下の構成要素とも電気的に接続されている。

ＡＳＩＣ２１は、本発明の地色検知部２１１、座標設定部２１２、地色領域決定部２１３、マスク設定部２１４及びマージン設定部２１５を有している。ＡＳＩＣ２１は、読取部１３によって生成される画像データの地色が、カラーか、グレーか、白紙（無記入の色付用紙も含む）かを判定するＡＣＳ（Auto Color Selector；自動カラー判定）機能を有して、判定結果に基づく所定の処理を行う。なお、ＡＳＩＣ２１が有する各構成要素の説明及び処理内容については後に詳述する。

ＭＰＵ２２は、操作部１１からのコマンド実行命令等の入力信号や、該入力信号に基づくデータ演算、出力信号の生成、表示部１２への表示内容、読取部１３、描画部１６、ＡＳＩＣ２１の制御等を行う。ＲＯＭ２３は、ＭＰＵ２２によって実行されるプログラムや制御に必要なデータを格納し、ＲＡＭ２４は、ＭＰＵ２２による統括制御に必要なデータを一時記憶する。これにより、コピー機１０の各種機能が実現される。すなわち、ＭＰＵ２２は、ＲＯＭ２３及びＲＡＭ２４と連携してコピー機１０の各構成要素を制御する。

＜ＡＳＩＣ２１の構成要素の説明及び処理内容＞
以下、ＡＳＩＣ２１の各構成要素の説明及び処理内容を詳細に説明する。ＡＳＩＣ２１のＡＣＳ機能では、まず、平均化縮小部（図示省略）が、例えば、注目画素とその右、右下及び下の画素の階調値の平均を求めて変換後の画素に代入していく。その後、γ補正部（図示省略）が画像の明るさの変化に対する電圧換算値の変化の比を調節する。なお、原稿をカラーＣＣＤで読み取った場合等のように原稿がＲＧＢ表色系によって表現されている場合には、これを行列変換部（図示省略）がＹＣｂＣｒ表色系に変換する。

＜地色マスク＞
図３は、原稿の輝度のヒストグラムを示す図である。地色検知部２１１は、読取部１３によって読み取られた原稿について、ＣｂＣｒ色差平面内での地色の候補領域を検知する。候補領域を検知する手法は、例えば、まず、読み取られた原稿の輝度を抽出してカウントし、図３のようなヒストグラム３０を作成する。そして、白領域側のピークＰを抽出し、ピークＰにより定まる閾値３１よりも白領域側を地色の候補領域として検知する。

図４は、地色マスク領域４１を示す図であり、図５は、地色マスク処理を示す機能ブロック図である。座標設定部２１２は、地色検知部２１１によって検知された地色の候補領域４２のＣｂＣｒ色差平面内での座標に基づいて直交平面座標系（本実施形態においてはｘｙ座標系）を設定する。具体的には、ＣｂＣｒ色差平面内での候補領域４２の中心座標４３の絶対値が大きい方をｘ軸、小さい方をｙ軸として、座標変換部５０１が座標を変換する。そして、最小値検出部５０２が検出する候補領域４２のｘ，ｙ座標の各最小値と、最大値検出部５０３が検出する候補領域４２のｘ，ｙ座標の各最大値とによって囲まれる方形領域４４を、地色領域決定部２１３が地色マスク領域４１として仮決定する。この座標設定により、地色検知部２１１によって検知された候補領域４２、すなわち、中心座標４３は、ｘｙ座標系の予め定められた領域（本実施形態においては、ｙ≧０かつｙ≦ｘの領域）に収まるので、演算領域を抑えることが可能となる。

地色領域決定部２１３は、座標設定部２１２によって設定されたｘｙ座標系における地色領域を決定する。具体的には、次のように決定する。すなわち；
（１）中心座標４３が、ｘｙ座標系においてｙ＝ｘ／８からｙ＝ｘの８分の１刻みの傾きの直線４５ａ〜４５ｈのうち、どの領域に存在するかを検知する。
（２）最小値検出部５０２が、地色の候補領域４２の、ｘの中心座標及びｙの最小値の座標４２ａからｙ＝−ｍ（ｍ＞０）の直線４６に向けて、中心座標４３よりも１つ上に存在する直線（図４では直線４５ｄ）と平行な直線４７ｄを引く。ここで、直線４６は、予め定められたマスク領域のｙ座標下限値である。ｙ＝−ｍの直線４６と直線４７ｄとが交わる位置を座標４８ａとする。
（３）最大値検出部５０３が、上記（２）と同様に、地色の候補領域４２の、ｘの中心座標及びｙの最大値の座標４２ｂからｙ＝−ｍの直線４６に向けて、中心座標４３よりも１つ下に存在する直線（図４では直線４５ｅ）と平行な直線４７ｅを引く。ｙ＝−ｍの直線４６と直線４７ｅとが交わる位置を座標４８ｂとする。
つまり、地色領域決定部２１３は、候補領域４２のｘｙ座標系での位置に基づいて方形領域４４を仮決定し、座標４２ａ，４２ｂ，４８ａ，４８ｂで囲まれる付加領域を付加して地色領域を決定する。すなわち、直線４６，４７ｄ，４７ｅが付加領域の境界線となる。

マスク設定部２１４は、地色領域決定部２１３によって決定された地色領域にマスクを設定する。具体的には、地色領域決定部によって決定された地色領域のうち予め定められた領域を除外してマスクを設定する。より具体的には、地色領域決定部２１３によって決定された地色マスク領域４１のうち、標準マスク設定部５０４が、ｘ＜０の領域を除外する。そして、マスク設定部２１４が、地色マスク領域４１のうちｘ≧０の領域にのみマスク処理を施す。なお、標準マスク設定部５０４が除外する領域は、必ずしもｘ＜０の領域である必要はなく、ｙ＜０の領域であっても構わないし、ｘ＜０かつｙ＜０の領域であっても構わない。

マージン設定部２１５は、地色領域決定部２１３によって決定された地色領域にマージンを設定してマスク領域を拡げる。具体的には、地色マスク領域４１の境界線をなす直線４７ｄ，４７ｅにｙ方向の幅をもたせて地色マスク領域４１をｙ方向に拡げる。より具体的には、直線４７ｄよりも下側、直線４７ｅよりも上側にそれぞれ幅をもたせて地色マスク領域４１を拡げる。ここで、マスクの境界上にある点はマスク内とする。

なお、これら座標変換部５０１、地色領域決定部２１３〜マージン設定部２１５によって設定された地色マスク領域４１内に、確実に地色が収まっているかどうかを、マスクフェイルチェック部５０５〜第４エリアチェック部５０９がそれぞれチェックし、地色が地色マスク領域４１内に収まっていない場合には、所定の処理を実行して地色マスク領域４１内に収まるようにする。ここで、マスクエリア内に収まるようにする所定の処理とは、例えば、地色として認識されるための閾値の再設定、最小値又は最大値として認識されるための閾値の再設定、座標の再変換等である。

＜コピー機１０の動作＞
図６は、地色マスク設定処理の実行手順を示すフローチャートである。コピー機１０は、以上のような構成を備えることにより、以下のような動作を行う。なお、本フローチャートでは、コピー機１０が地色マスクを設定するための処理動作のみを示し、その他の処理動作については図示及び説明を省略している。また、特に記載のない場合は、コピー機１０における一連の処理動作は、ＭＰＵ２２の制御下で自動的に行われる。

まず、コピー機１０の電源がＯＮの状態で、ユーザが原稿載置部１４に載置した原稿４０を読み取る原稿読取命令が入力されるまで待機する（ステップＳ６０１）。原稿読取命令が入力されるとステップＳ６０１においてＹｅｓを選択して、原稿載置部１４に載置されている原稿４０を読み取る（読取工程：ステップＳ６０２）。ステップＳ６０２において原稿４０が読み取られると、地色検知部２１１が地色の候補領域４２を検知する（ステップＳ６０３）。

ステップＳ６０３において地色の候補領域４２が検知されると、座標設定部２１２が、ＣｂＣｒ色差平面内での候補領域４２の座標に基づいてｘｙ座標系を設定し、座標変換部５０１が座標を変換する（ステップＳ６０４）。ステップＳ６０４においてｘｙ座標系が設定されると、最小値検出部５０２及び最大値検出部５０３がそれぞれ検出した最小値と最大値とによって囲まれる方形領域４４を地色マスク領域４１として仮決定する（ステップＳ６０５）。

ステップＳ６０５において地色マスク領域４１が仮決定されると、地色領域決定部２１３は、候補領域４２の中心座標４３がｘｙ座標系のどの領域に存在するかを検知し（ステップＳ６０６）、付加領域の境界線（直線４６，４７ｄ，４７ｅ）を設定して（ステップＳ６０７）、地色マスク領域４１を決定する（ステップＳ６０８）。

ステップＳ６０８において地色マスク領域４１が決定されると、マスク設定部２１４が、ｘ＜０の領域を除外する（ステップＳ６０９）。また、マージン設定部２１５が、地色マスク領域４１の境界線をなす直線４６，４７ｄ，４７ｅにｙ方向の幅をもたせて地色マスク領域４１をｙ方向に拡げて（ステップＳ６１０）、マスクを設定する（ステップＳ６１１）。こうして設定された地色マスクを用いて、以降の処理を実行する。

＜効果＞
以上のように、検知された地色の候補領域４２を無彩色領域まで拡張することにより地色のマスクをするので、地色を確実にマスクすることが可能となる。

また、地色領域決定部２１３は、候補領域４２に基づくｘｙ座標系での地色領域を決定するので、地色領域を確実精度良くマスクすることが可能となる。

また、地色領域決定部２１３は、候補領域４２のｘｙ座標系での位置に基づいて付加領域を付加するので、確実にマスクすることが可能である。

また、マスク設定部２１４は、地色領域決定部２１３によって決定された地色領域のうち予め定められた領域を除外してマスクを設定するので、地色マスクに係る演算領域を抑えることが可能となり、回路規模が少なくて済む。

また、地色領域決定部２１３によって決定された地色領域にマージンを設定してマスク領域を拡げるので、確実に地色領域をマスクすることが可能である。

また、座標設定部２１２は、地色検知部２１１によって検知された候補領域４２が、ｘｙ座標系の予め定められた領域内に収まるように座標設定を行うので、地色マスクに係る演算領域を抑えることが可能となり、回路規模が少なくて済む。

また、地色検知部２１１が検知する地色は、カラー、グレー、白色の何れかであるので、各地色に応じたマスクを設定することが可能である。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、原稿が読取部１３によって読み取られた場合を例に説明したが、ディジタルカメラ等から読み込まれたＲＧＢ表色系のＲＡＷデータに基づいて、行列変換部３０３がＹＣｂＣｒ表色系に変換した後に、ＡＳＩＣ２１が画像処理を行っても良い。また、ＰＣ（Personal Computer）等からＪＰＥＧ形式の画像ファイルを読み取って、該画像ファイルをデコードしてＹＣｂＣｒを取り出した後に、ＡＳＩＣ２１が画像処理を行っても良い。

また、本発明はコピー機１０に限定されるものではなく、スキャナ又はファクシミリであっても構わないし、これらを組み合わせたＭＦＰ（Multi Function Peripherals；複合機）であっても構わない。さらに、上述の処理を行うことが可能な回路構成であっても良く、上述の各工程に限定されるものでもない。

本発明の第１実施形態に係るコピー機の構成例を示す斜視図である。 コピー機の構成例を示すブロック図である。 原稿の輝度のヒストグラムを示す図である。 地色マスクを示す図である。 地色マスク処理を示す機能ブロック図である。 地色マスク処理の実行手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ コピー機
１３ 読取部
２１ ＡＳＩＣ
２１１ 地色検知部
２１２ 座標設定部
２１３ 地色領域決定部
２１４ マスク設定部
２１５ マージン設定部
４１ 地色マスク領域
４２ 候補領域
５０１ 座標変換部

Claims (10)

1. 原稿を読み取る読取部と、
   前記読取部によって読み取られた原稿について、色平面内での地色の候補領域を検知する地色検知部と、
   前記地色検知部で検知された地色の候補領域に基づいて地色領域を決定する地色領域決定部と、
   前記地色領域決定部によって決定された地色領域から無彩色領域に延びる境界線を生成して前記地色領域と前記境界線とで囲まれる領域と、前記地色領域とをマスクとして設定するマスク設定部と
   を備える、画像処理装置。
2. 請求項１記載の画像処理装置であって、
   前記地色検知部によって検知された地色の候補領域に基づいて直交平面座標系を設定する座標設定部を更に備え、
   前記地色領域決定部は、前記直交座標系における地色領域を決定する、画像処理装置。
3. 請求項２記載の画像処理装置であって、
   前記地色領域決定部は、前記候補領域の前記直交平面座標系での位置に基づいて付加領域を付加して地色領域を決定する、画像処理装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか記載の画像処理装置であって、
   前記マスク設定部は、前記地色領域決定部によって決定された地色領域のうち予め定められた領域を除外してマスクを設定する、画像処理装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか記載の画像処理装置であって、
   前記地色領域決定部によって決定された地色領域にマージンを設定してマスク領域を拡げるマージン設定部を更に備える、画像処理装置。
6. 請求項２ないし請求項５の何れか記載の画像処理装置であって、
   前記座標設定部は、前記地色検知部によって検知された候補領域が、前記直交平面座標系の予め定められた領域内に収まるように座標設定を行う、画像処理装置。
7. 請求項１ないし請求項６の何れか記載の画像処理装置であって、
   前記地色検知部が検知する地色は、カラー、グレー、白色の何れかである、画像処理装置。
8. 原稿を読み取る読取工程と、
   前記読取工程によって読み取られる原稿について、色平面内での地色の候補領域を検知する地色検知工程と、
   前記地色検知工程で検知された地色の候補領域に基づいて地色領域を決定する地色領域決定工程と、
   前記地色領域決定工程で決定された地色領域から無彩色領域に延びる境界線を生成して前記地色領域と前記境界線とで囲まれる領域と、前記地色領域とをマスクとして設定するマスク設定工程と
   を備える、画像処理方法。
9. 請求項８記載の画像処理方法であって、
   前記地色検知工程で検知された地色の候補領域に基づいて直交平面座標系を設定する座標設定工程を更に備え、
   前記地色領域決定工程は、前記直交座標系における地色領域を決定する、画像処理方法。
10. 請求項９記載の画像処理方法であって、
    前記地色領域決定工程は、前記候補領域の前記直交平面座標系での位置に基づいて付加領域を付加して地色領域を決定する、画像処理方法。

Images