JP2011188484A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】煩雑な除去色の指定を解決し、ユーザが指定した除去色を正確に除去するカラードロップアウト処理が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供すること。
【解決手段】実施形態の画像処理装置は、カラー原稿を読み取るＲＧＢカラーセンサからなるスキャナ部と、色平面上に複数の色相領域を設定し特定色の除去を前記色相領域にて指定する除去色指定部と、３次元ＬＵＴの格子点の色相角を求める色相角算出部と、前記色相角が含まれる前記色相領域を求め、前記色相領域ごとに異なる変換式を用いて前記格子点のＬＵＴ値を設定し、前記除去色指定部により除去色が指定された場合に、前記除去色の色相領域に含まれる前記格子点に白を表すＬＵＴ値を設定するＬＵＴ値設定部と、前記スキャナ部から取得したＲＧＢカラー信号を、前記３次元ＬＵＴを用いてモノクロ信号に変換するＲＧＢ−モノクロ変換部と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、スキャナなどの画像読み取りを行う画像処理装置および画像処理方法に関する。

従来、特記事項などを特定色のペンにて追記した資料をコピーする場合に、この追記した特記事項を消してコピーをしたいという要求がある。この特定色の色成分を除去することをカラードロップアウトという。このカラードロップアウトの実現方法として、ユーザが指定した除去色に対応する３次元ＬＵＴ（Look Up Table）の色空間を特定し、その色空間内のＬＵＴ値を所定の画素値に変換するものがある。（特許文献１参照）
この方法ではユーザが指定する選択可能な除去色数と３次元ＬＵＴの分割数は同数であることからユーザは非常に細かく除去色を設定することが可能であるが、ユーザが除去色を指定するまでに複数回の操作が必要となるという欠点がある。また、３次元ＬＵＴ上の異なる単位立方格子にわたり除去色が存在する場合には、その色を包合する複数の単位立方格子を含む色空間を選択することとなり、除去色の色空間外に存在する格子点までＬＵＴ値を変換してしまうため、このような選択方法では除去したくない色まで除去されてしまう可能性がある。

特開２００６−３３９８７４号公報

本発明が解決しようとする課題は、煩雑な除去色の指定を解決し、ユーザが指定した除去色を正確に除去するカラードロップアウト処理が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することである。

上記課題を達成するために、実施形態の画像処理装置は、カラー原稿を読み取るＲＧＢカラーセンサからなるスキャナ部と、色平面上に複数の色相領域を設定し除去色を前記色相領域にて指定する除去色指定部と、３次元ＬＵＴの格子点の色相角を求める色相角算出部と、前記色相角が含まれる前記色相領域を求め、前記色相領域ごとに異なる変換式を用いて前記格子点のＬＵＴ値を設定し、前記除去色指定部により除去色が指定された場合に、前記除去色の色相領域に含まれる前記格子点に白を表すＬＵＴ値を設定するＬＵＴ値設定部と、前記スキャナ部から取得したＲＧＢカラー信号を、前記３次元ＬＵＴを用いてモノクロ信号に変換するＲＧＢ−モノクロ変換部と、を有する。

実施形態における画像処理装置のブロック図。 同実施形態における色変換部および除去色指定部の詳細ブロック図。 同実施形態における３次元ＬＵＴ図。 同実施形態における色平面図。 同実施形態における除去色指定画面の一例。 同実施形態における３次元ＬＵＴの設定処理を示すフローチャート図。

以下、発明を実施するための実施形態について図１から図６を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、スキャナ等の画像読取装置において除去色の指定を簡略化し、しかもユーザが指定した除去色のみをドロップアウト可能である。

本実施形態に係る画像処理装置のブロック図を図１に示す。この画像処理装置は、カラー信号を読み取るＲＧＢラインセンサ１０で構成されるスキャナ部１１と、このスキャナ部１１より出力されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換し、明るさのばらつきを補正するシェーディング補正、各Ｒ、Ｇ、Ｂラインセンサ間のライン配置ずれに起因する読み取り位置を補正するライン間補正、および人間の知覚特性を加味して輝度補正するＬＯＧ変換などの処理を行う前処理部１２と、ユーザが除去色を指定する除去色指定部１３と、除去色指定部１３で指定された除去色に対してカラードロップアウト処理を行う色変換部１４と、色変換部１４の出力に対して、文字の強調、ボケなどをＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタなどで補正するフィルタ部１５と、濃度調整やγ補正を行うＴＲＣ（Tone Reproduction Correction）部１６と、カラー信号をモノクロ信号に変換する場合に行う誤差拡散などの処理を行う階調処理部１７と、画像処理が終了したモノクロ信号を印刷するプリンタ部１８またはネットワークを介してモノクロ信号を送信するネットワーク出力部１９を有する。 図２は、本実施形態のドロップアウト処理を行う色変換部１４と除去色などのパラメータを指定する除去色指定部１３についての詳細ブロックを示し、これらの処理の流れを示した図である。

除去色指定部１３は、３次元ＬＵＴを単位立方格子に分割するため各Ｒ、Ｇ、Ｂ軸あたりの格子分割数ＮＬ、および後述する色平面上に複数の色相領域を形成する色相領域分割数Ｎを指定する分割数設定部２１と、色平面上の色相領域の色相分割閾値θｔｈを変更、設定する色相分割閾値設定部２２、およびユーザが選択した除去色の色相領域θｓ、選択した除去色の個数Ｍを設定する除去色設定部２３から構成される。

色変換部１４は、３次元ＬＵＴの各格子点について、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の色差信号で規定される色平面上での色相角を算出する色相角算出部２４、除去色指定部１３でユーザが指定したパラメータを取得してカラードロップアウト処理の設定を行うカラードロップアウト設定部２５、３次元ＬＵＴのＬＵＴ値を設定するための変換係数が保存される変換係数保存部２６、色相角算出部２４とカラードロップアウト設定部２５と変換係数保存部２６の出力をもとに３次元ＬＵＴのＬＵＴ値を設定するＬＵＴ値設定部２７および全格子点に対してＬＵＴ値が設定された３次元ＬＵＴを用いて、前処理部１２から出力されるＲＧＢカラー信号をモノクロ信号へ変換するＲＧＢ−モノクロ変換部２８から構成される。

図３は、３次元ＬＵＴ図、図４は色平面図、図５は除去色指定画面の一例、図６は３次元ＬＵＴの設定処理を示すフローチャート図である。図６のフローチャートに従い、本実施形態のカラードロップアウト処理の基本となる３次元ＬＵＴの設定処理について説明する。

まず、ステップＳＴ６００において、３次元ＬＵＴの各Ｒ、Ｇ、Ｂ軸あたりの格子分割数ＮＬを設定する。図３に示すように、３次元ＬＵＴは３次元色空間を格子分割数ＮＬの３乗個の単位立方格子に分割し、その格子点それぞれに対しＬＵＴ値が設定される。図３の例ではＲ、Ｇ、Ｂ各軸に対して８ビット（２５６階調）の画素値を格子分割数ＮＬ＝９（３２階調）で分割している。従って３次元ＬＵＴは９×９×９＝７２９の単位立方格子に分割され、丸印で示す点に対しＬＵＴ値が設定される。

この格子分割数ＮＬは、通常は規定値が決められているが、きめ細かい色変換をしたい場合などは、後述する図５に示すカラードロップアウト設定などで格子分割数ＮＬを変更設定することにより分割数設定部２１に反映する。

ステップＳＴ６０１では、色相領域分割数Ｎを設定する。色相領域分割数Ｎは図４で示す色平面上に複数の色相領域を分割するための数を表す。図４に示すように、色平面は、Ｒ−Ｂ信号をｘ軸、Ｇ−Ｂ信号をｙ軸として、そのｘ軸との角度を色相角として定義するものである。図４の例では、色平面に対して色相領域を６分割する色相分割閾値θｔｈ１〜θｔｈ６を設定し、その隣接する２つの色相分割閾値で挟まれる色相領域θａとして「赤」領域、「黄」領域、「緑」領域、「シアン」領域、「青」領域、「マゼンダ」領域が設定されている。

この色相領域分割数Ｎは、通常は規定値が決められているが、きめ細かい色変換をしたい場合などは、後述する図５に示すカラードロップアウト設定などで色相領域分割数Ｎを変更設定することにより分割数設定部２１に反映する。

ステップＳＴ６０２では、色相分割閾値θｔｈを設定する。この色相分割閾値θｔｈは、通常は規定値が決められているが、きめ細かい色変換をしたい場合などは、後述する図５に示すカラードロップアウト設定などで色相分割閾値θｔｈを変更設定することにより色相分割閾値設定部２２に反映する。

ステップＳＴ６０３では、除去色を設定する。除去色は、図４で示す色平面上の色相領域を選択するものである。図４の例では、隣り合う２つの色相分割閾値θｔｈで挟まれる色相領域θａのうちθａ１＝「赤」領域、θａ２＝「黄」領域、θａ３＝「緑」領域、θａ４＝「シアン」領域、θａ５＝「青」領域、θａ５＝「マゼンダ」領域のいずれか１つまたは複数を選択する。

この選択された除去色の色相領域θｓと除去色の個数Ｍは、後述する図５に示すカラードロップアウト設定などで選択し、除去色設定部２３に反映する。ここで、除去色指定部１３で指定される格子分割数ＮＬ、色相領域分割数Ｎ、色相分割閾値θｔｈ、選択した除去色の色相領域θｓ、除去色の選択数Ｍなどを、除去色パラメータと呼ぶことにする。

ステップＳＴ６０４では、３次元ＬＵＴの各格子点に対して、その格子点の位相角を算出する。色相角Ｈｕｅの算出は式（１）で与えられる。この色相角Ｈｕｅの算出は色相角算出部２４で行われる。

ステップＳＴ６０５において、ＬＵＴ値設定部２５では式（１）で求めた色相角Ｈｕｅが図４の色平面上どの色相領域θａに存在するかを判定する。

ステップＳＴ６０６では、除去色指定部１３設定された除去色パラメータＮ、Ｍ、θｔｈ、θｓをカラードロップアウト設定部２５から取得し、カラードロップアウトすべき除去色θｓが設定されているかどうかを判定する。本フローチャートでは、説明のため除去色として「赤」が設定されているものとして説明する。

求めた格子点の色相角Ｈｕｅが除去色指定部１３で指定した除去色（赤）の色相領域θｓ内に存在しない場合（ＳＴ６０６：Ｎｏ）、ＬＵＴ値設定部２７は変換係数保存部２７から格子点が存在する色相領域θａに対応するＲＧＢ−モノクロ変換マトリックスを取得し（ＳＴ６０７）、ＬＵＴ値の設定を行う（ステップＳＴ６０８）。すなわち、例えば色相角Ｈｕｅが「黄」領域θａ２にあれば、「黄」領域θａ２に対応するＲＧＢ−モノクロ変換マトリックスを使用してＬＵＴ値の設定を行うものである。

ここでＲＧＢ−モノクロ変換マトリックスは式（２）で定義される。

ＲＧＢ−モノクロ変換マトリックスは、ａ１からａ１０までの変換係数を持つ１×１０の行列と１０×１の変換構成要素を持つ行列からなり、これらの積からＬＵＴ値が設定される。変換構成要素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の２乗、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の相互積、および定数項からなる。式（２）の場合は、画素値として８ビットデータを扱うため０から２５５までの値が設定できるように正規化されている。

求めた格子点の色相角Ｈｕｅが、除去色（赤）の色相領域θｓ内に存在する場合（ＳＴ６０６：Ｙｅｓ）、ＬＵＴ値設定部２７は変換係数保存部２６から式（３）に示すカラードロップアウトに対応するＲＧＢ−モノクロ変換マトリックスを取得してＬＵＴ値＝０に設定する。（ステップＳＴ６０９）。

すなわち、式（２）に示すａ１からａ１０までの変換係数をすべて０とおくことでＬＵＴ値を０に設定できる。ＬＵＴ値を０とするということは指定した除去色を「白」とすることである。

ステップＳＴ６１０では、３次元ＬＵＴの全格子点についてＬＵＴ値が設定されたかどうかを判定する。３次元ＬＵＴの全格子点についてＬＵＴ値が設定されていない場合は（ＳＴ６１０：Ｎｏ）、ＳＴ６０４〜ＳＴ６１０までのステップを繰り返す。３次元ＬＵＴの全格子点についてＬＵＴ値が設定された場合は（ＳＴ６１０：Ｙｅｓ）、３次元ＬＵＴの作成を終了する。

以上のステップにより３次元ＬＵＴの全格子点に対してＬＵＴが設定され、ＲＧＢ−モノクロ変換部２８では、この３次元ＬＵＴを用いて前処理が終了したＲＧＢカラー信号に対してモノクロ変換を行い、モノクロ信号Ｙを出力する。

尚、格子点に存在しないＲＧＢ色に対しては、その色を含む３次元ＬＵＴの単位立方格子を求め、その頂点となる８つの格子点のＬＵＴ値から補間して求める。

色変換部１４から出力されるモノクロＹ信号は直接接続されるプリンタ部１８で印刷されるか、またはネットワーク出力部１９を介して出力される。ネットワーク出力部１９を介することでネットワークスキャナやＦＡＸなどにも応用が可能である。従って以上述べた処理により、赤色で書かれた特記事項の文字などがカラードロップアウト処理されて出力される。

次に、カラードロップアウトのための除去色パラメータ設定行うユーザインタフェースの例について図５を参照して説明する。カラードロップアウト設定画面７１は、除去色指定部に接続される各種画像読取装置の図示しないタッチパネル、モニタおよびパーソナルコンピュータのモニタ画面などに表示される。

カラードロップアウト設定画面７１内には色平面図７２が表示され、色平面図７２上に色相分割閾値θｔｈ（θｔｈ１〜θｔｈ６）が点線で示されており、その角度が数値ボックス７３ａ〜７３ｆにそれぞれ表示される。

この色相分割閾値θｔｈは、両矢印で示すようにその色相角度を変えることが可能である。また、色相領域分割数Ｎの変更は、数値ボックス７４の数値を変えることにて変更可能である。除去色の選択は、色平面７２上の色相領域θａをタッチまたはその他のポインティングデバイスなどで選択することにより除去色の色相領域θｓが設定され、除去色指定ボックス７５に選択された除去色がカラーパレットまたは色相領域を示す名称等で表示される。

また、３次元ＬＵＴの各Ｒ、Ｇ、Ｂ軸に対する格子分割数ＮＬの設定は数値ボックス７６によって設定可能である。

尚、３次元ＬＵＴの単位立方格子（分割数ＮＬの３乗個）は色平面７２上に写像され、１象限あたり格子分割数ＮＬの２乗個の２次元格子を形成している。この格子間隔は色相分割閾値θｔｈの設定精度を決定する。すなわち非常に多くの色相領域分割数Ｎや非常に狭い色相角を持つ色相領域θａを設定すると、設定した色相領域θａ内に３次元ＬＵＴの単位立方格子が１つも含まれない、または色相分割閾値θｔｈを変えても色相領域θａ内に含まれる３次元ＬＵＴの単位立方格子が変化しないなどの問題が生じるため、色相領域分割数Ｎと色相分割閾値θｔｈの最小変更角度は、３次元ＬＵＴの格子分割数ＮＬによって適宜変更する。色平面の１象限あたり、格子分割数ＮＬの２乗個よりも少ない色相領域分割数Ｎを設定することが好ましい。

カラードロップアウト設定画面７１で指定した除去色パラメータは、実行ボタン７７（またはサブメニューの実行（Ｖ）ボタン）を押すことによって、除去色指定部１３に反映される。また、一旦カラードロップアウト設定画面７１で指定した除去色パラメータはサブメニューの登録ボタン（Ｒ）で登録され、必要な時に呼び出すことができる。また、詳細設定ボタン（Ａ）によりカラードロップアウト設定の詳細設定を行うことが可能である。

以上述べた実施形態によれば、ユーザが指定した除去色の色相領域内に存在する３次元ＬＵＴのＬＵＴ値を変更してカラードロップアウト処理を行うため、指定した除去色だけを除去することが可能である。さらに、ユーザは色平面上に表示された色相領域を選択するだけでよいため、容易に除去色の指定が可能である。

上記実施形態では３次元ＬＵＴの各軸の分割数を８、色平面上の色相領域分割数を６としたが、分割数は変更可能である。また、カラードロップアウト処理後の色を白としたが、黒などの他の画素値に設定することも可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…ＲＧＢラインセンサ
１１…スキャナ部
１２…前処理部
１３…除去色指定部
１４…色変換部
１５…フィルタ部
１６…ＴＲＣ部
１７…階調処理部
１８…プリンタ部
１９…ネットワーク出力部

Claims (7)

1. カラー原稿を読み取るＲＧＢカラーセンサからなるスキャナ部と、
   色平面上に複数の色相領域を設定し除去色を前記色相領域にて指定する除去色指定部と、
   ３次元ＬＵＴの格子点の色相角を求める色相角算出部と、
   この色相角算出部により求められた前記色相角が含まれる前記色相領域を求め、前記色相領域ごとに異なる変換式を用いて前記格子点のＬＵＴ値を設定し、前記除去色指定部により除去色が指定された場合に、前記除去色の色相領域に含まれる前記格子点に白を表すＬＵＴ値を設定するＬＵＴ値設定部と、
   前記スキャナ部から取得したＲＧＢカラー信号を、前記３次元ＬＵＴを用いてモノクロ信号に変換するＲＧＢ−モノクロ変換部と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記除去色指定部は、さらに前記色平面上の色相領域分割数、および前記色相領域を分割する色相分割閾値を変更可能であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記除去色指定部は、さらに前記３次元ＬＵＴの各Ｒ、Ｇ、Ｂ軸を分割する格子分割数を変更可能であることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記色平面上の１象限あたりの色相領域分割数は、前記３次元ＬＵＴの格子分割数の２乗以下とすることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記格子点以外のＲＧＢカラー信号に対しては、その色を含む前記３次元ＬＵＴの単位立方格子の８つの格子点に設定されたＬＵＴ値からモノクロ信号を補間して求めることを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
6. ＲＧＢカラーセンサから出力されるＲＧＢ信号を取得するステップと、
   色平面上に複数の色相領域を設定するステップと、
   除去色を前記色相領域にて指定する除去色指定ステップと、
   ３次元ＬＵＴの格子点の色相角を求めるステップと、
   前記色相角が含まれる前記色相領域を求めるステップと、
   前記色相領域ごとに異なる変換式を用いて前記格子点のＬＵＴ値を設定するステップと、
   前記除去色指定ステップにより除去色が指定された場合に、前記除去色の色相領域に含まれる前記格子点に白を表すＬＵＴ値を設定するステップと、
   前記ＲＧＢカラー信号を、前記３次元ＬＵＴを用いてモノクロ信号に変換するステップと、
   を有することを特徴とする画像処理方法。
7. さらに前記格子点以外のＲＧＢカラー信号に対しては、その色を含む前記３次元ＬＵＴの単位立方格子の８つの格子点に設定されたＬＵＴ値からモノクロ信号を補間して求めるステップを有することを特徴とする請求項６記載の画像処理方法。

Images