JP2009071736A - Image processing apparatus, image processing method, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理における色クラスタリング技術に関するものである。 The present invention relates to a color clustering technique in image processing.
画像圧縮や画像の画質向上等で色クラスタリングという技術が頻繁に用いられている。色クラスタリングは、画像の各画素を色空間上の点と考え、画像内の全ての画素を色空間上に投影した場合に集合として扱える点の集まりを求めるためのアルゴリズムである(図8参照)。色クラスタリングのアルゴリズムは基本的に処理時間が長い。たとえば、処理範囲を制限する(画像をいくつかに分割する、色空間を分割する)ことで処理を短くすることはできるが(図9参照)、その場合、大局的な最適値を求めることや、複数ページにおける色クラスタリング等ができなかった。 A technique called color clustering is frequently used for image compression and image quality improvement. Color clustering is an algorithm for obtaining a set of points that can be treated as a set when each pixel of the image is considered as a point on the color space and all the pixels in the image are projected onto the color space (see FIG. 8). . The color clustering algorithm basically takes a long processing time. For example, the processing can be shortened by limiting the processing range (dividing the image into several parts and dividing the color space) (see FIG. 9). Color clustering on multiple pages was not possible.
ここで、入力画像から生成された外接矩形のうち、所定の範囲の大きさまたは位置の外接矩形を抽出し、その抽出された外接矩形から一定の範囲内に探索領域を設定し、この探索領域にかかる外接矩形に基づいて、入力画像から特定のパターンを抽出することで、抽出対象となるパターンの境界が不明確である場合においても、抽出対象となるパターンを精度良く抽出することができる技術がある。
しかしながら、入力画像から色ヒストグラムを作成するのには処理時間がかかり、メモリも消費するという問題があった。 However, creating a color histogram from an input image has a problem that it takes a long time and consumes memory.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画像処理時に入力画像から色ヒストグラムを作成することなく、色クラスタリングを実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to realize color clustering without creating a color histogram from an input image during image processing.
請求項1記載の発明は、取得した色クラスタリングの処理対象画像中の各画素における色情報と、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データとを比較し、各画素の色を決定することを特徴とする画像処理装置である。 According to the first aspect of the present invention, the color information of each pixel in the acquired color clustering processing target image is compared with the color clustering result data stored in the storage device to determine the color of each pixel. An image processing apparatus is characterized.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像処理装置において、さらに、色クラスタリングの処理対象画像の色クラスタリング結果データに基づいて、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データを更新することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the image processing device according to the first aspect, the color clustering result data stored in the storage device is updated based on the color clustering result data of the color clustering target image. It is characterized by.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の画像処理装置において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the image processing device according to the first or second aspect, the difference between the pixel data of the color clustering processing target image and each cluster center which is the stored color clustering result data is obtained. The color cluster center to which the pixel belongs is searched based on the difference, and the value of the pixel is replaced with the value of the color cluster center to which the pixel belongs.
請求項4記載の発明は、請求項1または2記載の画像処理装置において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差が全て閾値以上の場合は対象画素を暫定色クラスタ中心として登録し、全て閾値以下の場合はその差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first or second aspect, the difference between the pixel data of the color clustering processing target image and each cluster center which is the stored color clustering result data is obtained. If all the differences are greater than or equal to the threshold value, the target pixel is registered as the provisional color cluster center. If all the differences are less than or equal to the threshold value, the color cluster center to which the pixel belongs is searched based on the difference, and the pixel value It is characterized by replacing it with a value.
請求項5記載の発明は、取得した色クラスタリングの処理対象画像中の各画素における色情報と、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データとを比較し、各画素の色を決定することを特徴とする画像処理方法である。 According to the fifth aspect of the present invention, the color information of each pixel in the acquired color clustering processing target image is compared with the color clustering result data stored in the storage device, and the color of each pixel is determined. This is a featured image processing method.
請求項6記載の発明は、請求項5記載の画像処理方法において、さらに、前記色クラスタリングの処理対象画像の色クラスタリング結果データに基づいて、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データを更新することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image processing method according to the fifth aspect, the color clustering result data stored in the storage device is updated based on the color clustering result data of the color clustering target image. It is characterized by that.
請求項7記載の発明は、請求項5または6記載の画像処理方法において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。
The invention according to
請求項8記載の発明は、請求項5または6記載の画像処理方法において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差が全て閾値以上の場合は対象画素を暫定色クラスタ中心として登録し、全て閾値以下の場合はその差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image processing method according to the fifth or sixth aspect, the difference between the pixel data of the color clustering processing target image and each cluster center which is the stored color clustering result data is obtained. If all the differences are equal to or greater than the threshold, the target pixel is registered as the provisional color cluster center. If all the differences are equal to or less than the threshold, the color cluster center to which the pixel belongs is searched based on the difference, and the pixel value is assigned to the color cluster center to which the pixel belongs. It is characterized by replacing it with a value.
請求項9記載の発明は、コンピュータに、請求項1から4のいずれか1項に記載の機能を実現させることを特徴とするプログラムである。
The invention according to
請求項10記載の発明は、請求項9記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 A tenth aspect of the present invention is a computer-readable recording medium storing the program according to the ninth aspect.
本発明によれば、画像処理時に入力画像から色ヒストグラムを作成することなく、色クラスタリングを実現することが可能となる。 According to the present invention, color clustering can be realized without creating a color histogram from an input image during image processing.
(実施例1)この実施例では、デジタル画像として保存したい原稿を画像処理装置を使って画像として取り込み、色クラスタリングを使って画像の色数を削減する場合の例を示す。 (Embodiment 1) This embodiment shows an example in which a document to be stored as a digital image is captured as an image using an image processing apparatus, and the number of colors of the image is reduced using color clustering.
図1は、本実施例の画像処理装置の構成を示す図である。CPU1、メモリ2、CD−ROMドライブ3、ハードディスク4、入力装置5、ディスプレイ6、マウスなどからなる。CD−ROMなどの記録媒体7には、本発明の処理機能や処理手順を実現させるためのプログラムが記録されている。また、処理対象の原稿画像は、例えば、入力装置5を通してハードディスク4などに格納されている。CPU1は、記録媒体7から上記した処理機能、手順を実現するプログラムを読み出し実行し、画像処理の結果をハードディスク4に保存し、必要に応じてディスプレイ6に出力する。なお、画像処理装置の例として、複写機(複合機)、FAX、スキャナ、デジタルカメラ等が含まれる。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to the present exemplary embodiment. The
図2は、画像処理装置の機能ブロック図である。画像取得部21と、データ記憶部22と、色ヒストグラム作成部23と、色ヒストグラム情報記憶部24と、色クラスタリング部25と、色クラスタリング情報記憶部26と、画素情報抽出部27と、画素色判定部28と、信号置換部29と、累積色ヒストグラム作成部30とを備える。
FIG. 2 is a functional block diagram of the image processing apparatus.
画像取得部21は、色クラスタリングを行なう第1の画像データや信号置換処理を行う第2の画像データを取得する。データ記憶部22には、取得した各画像データや信号置換処理後の画像データ等が記録されている。
The
色ヒストグラム作成部23は、画像データの色ヒストグラムを作成し、その結果データを色ヒストグラム情報記憶部24に格納する。色クラスタリング部25は、画像データの色ヒストグラムに基づいて色クラスタリングを行ない、色クラスタを構成する各クラスタの中心(クラスタ中心)を含むその結果データを色クラスタリング情報記憶部26に格納する。 The color histogram creation unit 23 creates a color histogram of the image data and stores the result data in the color histogram information storage unit 24. The color clustering unit 25 performs color clustering based on the color histogram of the image data, and stores the result data including the center (cluster center) of each cluster constituting the color cluster in the color clustering information storage unit 26.
画素情報抽出部27は、クラスタ中心置換処理を行う第2の画像データの各画素における色情報(もしくは輝度情報)を抽出する。画素色判定部28は、第2の画像中の各画素における色情報(もしくは輝度情報)と色クラスタリング情報記憶部26に記録されている複数の色クラスタ中心とを比較し、各画素の色を決定する。信号置換部29は、各画素が所属する色クラスタ中心がある場合、対象画素の信号を色クラスタ中心の信号と置き換える。 The pixel information extraction unit 27 extracts color information (or luminance information) in each pixel of the second image data for which cluster center replacement processing is performed. The pixel color determination unit 28 compares the color information (or luminance information) of each pixel in the second image with a plurality of color cluster centers recorded in the color clustering information storage unit 26, and determines the color of each pixel. decide. When there is a color cluster center to which each pixel belongs, the signal replacement unit 29 replaces the signal of the target pixel with the signal of the color cluster center.
累積色ヒストグラム作成部30は、画像処理装置がアイドル状態の際に、色ヒストグラム作成部23により作成された第2の画像データの色ヒストグラムと、色ヒストグラム情報記憶部24に格納されている第1の画像データの色ヒストグラムとを統合し、累積色ヒストグラムを作成し、そのデータを色ヒストグラム情報記憶部24に格納する。
The cumulative color
次に、本実施例の動作を図面を参照して詳細に説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
まず、画像処理装置の画像取得部21は、色クラスタリングを行なう第1の画像データを取得し、データ記憶部22に取得した第1の画像データを記録する(ステップS301)。
First, the
次に、画像処理装置の色ヒストグラム作成部23は、第1の画像データの色ヒストグラムを作成し、その結果データを色ヒストグラム情報記憶部24に格納する(ステップS302)。 Next, the color histogram creation unit 23 of the image processing device creates a color histogram of the first image data, and stores the result data in the color histogram information storage unit 24 (step S302).
画像処理装置の色クラスタリング部25は、上記のステップS302で作成された第1の画像データの色ヒストグラムに基づいて色クラスタリングを行ない、第1の画像に応じて作成した色クラスタを構成する各クラスタの中心(クラスタ中心)を含むその結果データを色クラスタリング情報記憶部26に格納する(ステップS303)。 The color clustering unit 25 of the image processing device performs color clustering based on the color histogram of the first image data created in step S302 described above, and each cluster constituting the color cluster created according to the first image. The result data including the center (cluster center) is stored in the color clustering information storage unit 26 (step S303).
次に、画像処理装置の画像取得部21は、第2の画像データを取得し、データ記憶部22に取得した第2の画像データを記録する(ステップS304)。なお、画像処理装置には以前に入力された画像データから取得した累積色ヒストグラムと色クラスタ数、色クラスタ中心が保存されている(図4参照)。
Next, the
画像処理装置の画素情報抽出部27は、第2の画像データの各画素における色情報(もしくは輝度情報)を抽出する(ステップS305)。 The pixel information extraction unit 27 of the image processing apparatus extracts color information (or luminance information) in each pixel of the second image data (step S305).
画像処理装置の画素色判定部28は、第2の画像中の各画素における色情報(もしくは輝度情報)と色クラスタリング情報記憶部26に記録されている複数の色クラスタ中心とを比較し(ステップS306)、各画素が所属する色クラスタ中心があるか否かを判定し、その判定結果に応じて各画素の色を決定する(ステップS307)。なお、ここでの複数の色クラスタ中心は第1の画像データを含む過去の画像データにかかる、後述する累積色ヒストグラムを用いての色クラスタリングの結果としての、色クラスタ中心である。 The pixel color determination unit 28 of the image processing apparatus compares the color information (or luminance information) of each pixel in the second image with a plurality of color cluster centers recorded in the color clustering information storage unit 26 (step In step S306, it is determined whether there is a color cluster center to which each pixel belongs, and the color of each pixel is determined according to the determination result (step S307). Note that the plurality of color cluster centers here are color cluster centers as a result of color clustering using past cumulative color histograms relating to past image data including the first image data.
以下に、各画素が所属する色クラスタを色クラスタリング情報記憶部26に記録されている複数の色クラスタ中心を使って判別する方法を述べる。判別方法としては色々な方法が考えられるが、ここではRGB各信号の差の総和を用いる。なお、ここでは色クラスタ中心としてRGB各信号が用いられる場合を前提として説明するが、色空間としてRGB(赤(red)、緑(green)、青(blue))の他、CMY(シアン(cyan)、マゼンタ(magenta)、イエロー(yellow))、CMYK(シアン(cyan)、マゼンタ(magenta)、イエロー(yellow)、黒(black))、CMK(シアン(cyan)、マゼンタ(magenta)、黒(black))、HSV(=HSB)(色相(hue)、彩度(saturation value)、明度(value))、HLS(=HSL、HSI)(色相(hue)、彩度(saturation)、輝度(luminance))が用いられても良い。 A method for discriminating the color cluster to which each pixel belongs using a plurality of color cluster centers recorded in the color clustering information storage unit 26 will be described below. Various methods are conceivable as the discrimination method, but here, the sum of the differences between the RGB signals is used. Here, the description will be made on the assumption that each RGB signal is used as the center of the color cluster. However, as a color space, RGB (red, green, blue) and CMY (cyan) are used. ), Magenta, yellow), CMYK (cyan, magenta, yellow, black), CMK (cyan, magenta, black) black)), HSV (= HSB) (hue, saturation value, lightness (value)), HLS (= HSL, HSI) (hue, saturation, luminance) )) May be used.
具体的には第2の画像の画素のRGB各信号の値と各クラスタ中心のRGB各信号の差を求め、その絶対値の総和を求める(ステップS306−1)。 Specifically, the difference between the RGB signal values of the pixels of the second image and the RGB signals at the center of each cluster is obtained, and the sum of the absolute values is obtained (step S306-1).
その後、総和が最も小さい色クラスタ中心を探して、その色クラスタ中心に対象画素を所属させる(ステップS306−2)(図5参照)。 Thereafter, the color cluster center having the smallest sum is searched for and the target pixel is assigned to the color cluster center (step S306-2) (see FIG. 5).
画像処理装置の信号置換部29は、各画素が所属する色クラスタ中心がある場合、対象画素の信号を色クラスタ中心の信号と置き換える(ステップS308)。すなわち、対象画素のRGB各信号を色クラスタ中心のRGB各信号と置き換える(図6参照)。 When there is a color cluster center to which each pixel belongs, the signal replacement unit 29 of the image processing apparatus replaces the signal of the target pixel with the signal of the color cluster center (step S308). That is, the RGB signals of the target pixel are replaced with RGB signals at the center of the color cluster (see FIG. 6).
データ記憶部22には、各画素が置き換えられた画像が保存される(ステップS309)。 An image in which each pixel is replaced is stored in the data storage unit 22 (step S309).
画像処理装置がアイドル状態や処理の負荷が少ない状態等の際に、画像処理装置の色ヒストグラム作成部23は、第2の画像データの色ヒストグラムを作成し、累積色ヒストグラム作成部30は、色ヒストグラム作成部23により作成された第2の画像データの色ヒストグラムと、色ヒストグラム情報記憶部24に格納されている第1の画像データの色ヒストグラムとを統合し、累積色ヒストグラムを作成し、そのデータを色ヒストグラム情報記憶部24に格納する。(ステップS310)。なお、例えば、第3の画像を処理するときは、第1の画像の色ヒストグラムと統合するのではなく、第1の画像および第2の画像にかかる累積色ヒストグラムと第3の画像の色ヒストグラムを統合することとなる。
When the image processing apparatus is in an idle state or a low processing load, the color histogram creation unit 23 of the image processing apparatus creates a color histogram of the second image data, and the cumulative color
さらに、画像処理装置の色クラスタリング部25は、上記のステップS310で作成された累積色ヒストグラムを用いて色クラスタリングを行ない、各クラスタの中心(クラスタ中心)を求めて、その結果データを色クラスタリング情報記憶部26に格納する(ステップS311)。なお、累積色ヒストグラムから色クラスタ数と色クラスタ中心を更新してもよい。 Further, the color clustering unit 25 of the image processing apparatus performs color clustering using the cumulative color histogram created in step S310, finds the center of each cluster (cluster center), and uses the result data as color clustering information. The data is stored in the storage unit 26 (step S311). The number of color clusters and the color cluster center may be updated from the cumulative color histogram.
上記の処理により画像の減色処理等が実現される。この方法の利点は、色クラスタリングを画像の減色処理後に行うため、画像の減色処理時に負荷が発生しない点である。すなわち、過去に使ったデータを利用して、色クラスタリングの処理速度向上を図ることができるのである。また、入力される画像の傾向が似通っている場合には減色処理結果も妥当なものとなる。 The above processing realizes image color reduction processing and the like. The advantage of this method is that, since color clustering is performed after image color reduction processing, no load is generated during image color reduction processing. That is, it is possible to improve the processing speed of color clustering using data used in the past. In addition, when the tendency of the input images is similar, the color reduction processing result is also appropriate.
本実施例によれば、色クラスタリングの処理を短くし、かつ大局的な処理結果を得ることができる。具体的には画像処理装置に蓄積された累積色ヒストグラムから色クラスタリング結果を得ることで色クラスタを求める時間を短縮し、かつ、以前のデータからその画像処理装置で扱われる文書に最適な色クラスタリング結果を求めることができる。 According to the present embodiment, the color clustering process can be shortened and a global processing result can be obtained. Specifically, by obtaining the color clustering result from the accumulated color histogram stored in the image processing device, the time required for obtaining the color cluster is shortened, and color clustering that is optimal for documents handled by the image processing device from previous data The result can be determined.
(実施例2)
実施例2では実施例1の画像処理装置から取り込まれた画像の各画素が所属する色クラスタを画像処理装置に保存されていた色クラスタ中心を使って判別する処理、すなわち上記のステップS306における処理の内容が一部変更される。
(Example 2)
In the second embodiment, a process of determining the color cluster to which each pixel of the image captured from the image processing apparatus of the first embodiment belongs using the color cluster center stored in the image processing apparatus, that is, the process in step S306 described above. The contents of are partially changed.
図7を参照すると、第2の画像の画素のRGB各信号の値と各クラスタ中心のRGB各信号の差を求め、その絶対値の総和を求める(ステップS706−1)。 Referring to FIG. 7, the difference between the RGB signals of the pixels of the second image and the RGB signals at the center of each cluster is obtained, and the sum of the absolute values is obtained (step S706-1).
そして、上記で求めた総和が全て閾値L以上であるか判定し(ステップS706−2)、全て閾値L以上の場合(ステップS706−2/Yes)、第2の画像の画素を暫定色クラスタ中心として登録する(ステップS706−3)。一方、全て閾値L以下の場合(ステップS706−2/No)、最も総和が小さい色クラスタ中心に所属させる(ステップS706−4)。 Then, it is determined whether all the sums obtained above are equal to or greater than the threshold value L (step S706-2). (Step S706-3). On the other hand, if all the values are equal to or smaller than the threshold value L (step S706-2 / No), they are assigned to the color cluster center having the smallest sum (step S706-4).
さらに、所属する色クラスタ中心が見つかった場合、第2の画像の画素のRGB各信号を色クラスタ中心のRGB各信号と置き換え(ステップS708)、各画素が置き換えられた画像を保存する処理(ステップS709)の後、暫定色クラスタ中心は削除され(ステップS710)。 Further, when the color cluster center to which the pixel belongs is found, the RGB signals of the pixels of the second image are replaced with the RGB signals of the color cluster center (step S708), and the image in which the pixels are replaced is stored (step S708). After S709), the provisional color cluster center is deleted (step S710).
この方法の利点は既存の色クラスタ中心と違う値が突発的に発生した場合でも、その色を減色せずに保持できる点にある。 The advantage of this method is that even if a value different from the existing color cluster center is suddenly generated, the color can be maintained without being reduced.
1 CPU
2 メモリ
3 CD−ROMドライブ
4 ハードディスク
5 画像処理装置
6 ディスプレイ
7 記録媒体
21 画像取得部
22 データ記憶部
23 色ヒストグラム作成部
24 色ヒストグラム情報記憶部
25 色クラスタリング部
26 色クラスタリング情報記憶部
27 画素情報抽出部
28 画素色判定部
29 信号置換部
30 累積色ヒストグラム作成部
1 CPU
2
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011023835A (en) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Image processor, image reader, image forming apparatus, and image processing program |
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