JP3877535B2 - カラー画像処理方法、カラー画像処理装置、カラー画像処理プログラム、及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像処理方法、カラー画像処理装置、カラー画像処理プログラム、及び記録媒体に関し、より詳細には、両面印刷されている文書において第2面の画像が透けて第1面の画像の中に混ざって入力される「裏写り」を除去することが可能なカラー画像処理方法、カラー画像処理装置、及びその方法を実行させるための、又はその装置の機能を実現させるためのカラー画像処理プログラム、及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は、裏写りのあるカラー画像の例を示す図である。カラースキャナ、デジタルカメラ、デジタルカラーコピアのカラー画像入力機器の普及により、本,雑誌,カタログ,広告,新聞などの文書画像も、カラー入力されるのが一般的になってきている。これらの文書では、紙の両面に印刷されていることがしばしばあるので、図3に示すように、裏面の画像が透けて、表面の画像の中に混ざって入力される「裏写り」が生じる。さらに、カラー文書の場合、背景色が一様でなかったり、絵柄、模様、写真が混在していることが多い。このため、デジタル画像処理によって、入力された画像から「裏写り」を除去する問題は、画質向上のために重要でありながら、取り扱いの難しいものとされてきた。
【0003】
デジタル画像処理による裏写り補正方法としては、特開平7−87295号公報、特開平8−265563号公報、特開平9−205544号公報、特開平9−233319号公報、米国特許第5832137号明細書に記載のように、両面の画像を入力し、2枚の画像を比較することによって裏写り部分を検出して、検出部分の輝度や色を補正する方法が考案されている。
【0004】
また、片面(第1面)の画像だけを使い、その上でのエッジや輝度の分布を解析して、エッジ強度が弱い部分や輝度の高い部分を補正する方法がある。後者に属するものとして、特開2000−22956号公報には、入力された画像からエッジを検出し、エッジと低輝度領域以外の画素の輝度を上げることにより裏写りを除去し、補正画像を出力する方法及び装置が記載されている。また、同発明では、入力された画像からエッジを検出し、エッジと低輝度領域で画像を分割し、分割された領域のうちで、領域内の平均輝度が高いところだけ輝度を上げることにより裏写りを除去し、補正画像を出力する方法及び装置が考案されている。さらに、特開平11−41266号公報には、読み取った画像のヒストグラムから得られた、最大頻度のときの輝度値と最大輝度値との差から裏写りの有無を判断する方法が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの発明をカラー画像に適用した場合、カラー情報から色相や彩度(或いは、飽和度)のような情報を捨てて、輝度(明度)だけを用いて裏写り補正処理を施すことになるため、白地上の黄色文字についても、裏写り補正処理を施してしまったり、互いに色相や彩度は違うが、コントラストが小さいような隣接領域について、エッジが検出されないために、裏写り補正処理により、文字の境界や領域間の境界が惚けるなどの欠損がもたらされ、かえって画質を劣化させてしまうことがある。また、図3の右上の「ABCDE」と書かれたテキスト領域のように、テキスト領域や写真が薄い色の長方形の枠内に収められている印刷物が多く見受けられる。このような場合、枠の部分のエッジ強度が弱いために、エッジとして検出されずに、裏写り補正処理の結果、枠の形状が歪むことがある。特に、縦線や横線の歪みに人間の知覚が敏感なために、このような歪みは画像の損傷として、非常に気になるものである。
【0006】
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、両面印刷されて第1面に第2面からの裏写りがあるようなカラー原稿を、紙の第1面の画像だけを入力してスキャンし、カラー画像の裏写りを除去するための補正を行う際に、薄い色の長方形の枠内に収められているテキスト領域や写真も精度よく補正することが可能なカラー画像処理方法、カラー画像処理装置、カラー画像処理プログラム、及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカラー画像処理は、紙の両面にカラー印刷された原稿の第1面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、検出したエッジの強度が低く、且つ、枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り成分を補正した画像を生成することを特徴とする。
【0008】
本発明に係る他のカラー画像処理は、紙の両面にカラー印刷された原稿の第1面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、色の各成分の値を二値化し、検出したエッジの強度が低く且つ枠として検出されなかった画素で且つ前記二値化の結果全ての成分について閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り成分を補正した画像を生成することを特徴とする。
【0009】
ここで、エッジの検出は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮して行なう。テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて行なう。また、二値化の閾値は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定し、各色成分信号について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、設定する。
【0010】
請求項1の発明は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理方法であって、前記検出したエッジの強度が低い画素で、且つ、前記枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴としたものである。
【0011】
請求項2の発明は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、色の各成分の値を二値化し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理方法であって、前記検出したエッジの強度が低い画素で且つ前記枠として検出されなかった画素で且つ前記二値化の結果全ての成分についてそれぞれの閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴としたものである。
【0012】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記二値化の閾値は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定し、各色成分について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、設定することを特徴としたものである。
【0013】
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1の発明において、前記エッジの検出は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮して行なうことを特徴としたものである。
【0014】
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1の発明において、前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、前記計算したエッジ強度に基づいて行なうことを特徴としたものである。
【0015】
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1の発明において、前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて行なうことを特徴としたものである。
【0016】
請求項7の発明は、請求項6の発明において、各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴としたものである。
【0017】
請求項8の発明は、請求項6の発明において、各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、前記エッジ検出によって前記片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴としたものである。
【0018】
請求項9の発明は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出するエッジ検出手段と、テキスト領域や写真を囲む枠を検出する枠検出手段とを有し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理装置であって、前記エッジ検出手段により検出したエッジの強度が低い画素で、且つ、前記枠検出手段により枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正する色補正手段を有し、該色補正手段により、裏写り除去画像を生成することを特徴としたものである。
【0019】
請求項10の発明は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出するエッジ検出手段と、テキスト領域や写真を囲む枠を検出する枠検出手段と、色の各成分の値を二値化する二値化手段とを有し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理装置であって、前記エッジ検出手段により検出したエッジの強度が低い画素で且つ前記枠検出手段により枠として検出されなかった画素で且つ前記二値化手段による二値化の結果全ての成分についてそれぞれの閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正する色補正手段を有し、該色補正手段により、裏写り除去画像を生成することを特徴としたものである。
【0020】
請求項11の発明は、請求項10の発明において、前記二値化手段は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定するウィンドウ設定手段と、各色成分について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、二値化の閾値を設定する閾値設定手段とを有することを特徴としたものである。
【0021】
請求項12の発明は、請求項9乃至11のいずれか1の発明において、前記エッジ検出手段は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮してエッジを検出することを特徴としたものである。
【0022】
請求項13の発明は、請求項9乃至12のいずれか1の発明において、前記枠検出手段は、前記エッジ検出手段により計算したエッジ強度に基づいて枠を検出することを特徴としたものである。
【0023】
請求項14の発明は、請求項9乃至13のいずれか1の発明において、前記枠検出手段は、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて枠を検出することを特徴としたものである。
【0024】
請求項15の発明は、請求項14の発明において、前記枠検出手段は、各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠として検出することを特徴としたものである。
【0025】
請求項16の発明は、請求項14の発明において、前記枠検出手段は、各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、前記エッジ検出によって前記片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠として検出することを特徴としたものである。
【0026】
請求項17の発明は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理プログラムであって、前記検出したエッジの強度が低い画素で、且つ、前記枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴としたものである。
【0027】
請求項18の発明は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、色の各成分の値を二値化し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理プログラムであって、前記検出したエッジの強度が低い画素で且つ前記枠として検出されなかった画素、又は、前記二値化の結果、全ての成分についてそれぞれの閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴としたものである。
【0028】
請求項19の発明は、請求項18の発明において、前記二値化の閾値は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定し、各色成分について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、設定することを特徴としたものである。
【0029】
請求項20の発明は、請求項17乃至19のいずれか1の発明において、前記エッジの検出は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮して行なうことを特徴としたものである。
【0030】
請求項21の発明は、請求項17乃至20のいずれか1の発明において、前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、前記計算したエッジ強度に基づいて行なうことを特徴としたものである。
【0031】
請求項22の発明は、請求項17乃至21のいずれか1の発明において、前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて行なうことを特徴としたものである。
【0032】
請求項23の発明は、請求項22の発明において、各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴としたものである。
【0033】
請求項24の発明は、請求項22の発明において、各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、前記エッジ検出によって前記片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴としたものである。
【0034】
請求項25の発明は、請求項17乃至24のいずれか1記載のカラー画像処理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である。
【0035】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態によるカラー画像処理装置を説明するためのモジュール構成図である。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1から入力されたカラー画像は、RAM6に蓄積される。また、後述する一連の処理は、ROM7に蓄積されたプログラムをCPU5が読み出すことによって、或いは各処理用のハードモジュールの組み合わせ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等の表示装置2を通してユーザに提示され、必要な場合には、キーボード3からユーザが処理に必要なパラメータを入力指定する。後述する処理の実行中に作られる中間データはRAM6に蓄積され、必要に応じて、CPU5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裏写り補正画像は、RAM6から読み出されて、画像印刷機器(プリンタ)4に出力される。
【0036】
図2は、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理方法を説明するためのフロー図である。本発明は、主としてカラーデジタル複写機の中の画像処理に相当する。本発明の処理の前には、通常通り、A/D変換、濃度補正などの前処理が、後には中間調処理などが行われる。
【0037】
スキャナ1によってカラー画像が入力されると(ステップS1)、まず、その画像に、ノイズ除去のための平滑化などの前処理を行う(ステップS2)。次に、前処理を施された入力カラー画像について、エッジ検出を行う(ステップS3)。エッジ検出の詳細は後述する。エッジ検出の結果、入力画像は、文字,線などに対応するON画素と、それ以外のOFF画素に分類される。OFF画素に分類された画素に対して、枠を検出する処理を施し、枠として検出された画素をON画素にする(ステップS4)。枠検出の詳細は後述する。このようにして、OFF画素に分類された領域について、裏写り除去処理、すなわち裏写り補正処理を施し(ステップS5)、画像をプリンタ等で出力する(ステップS6)。ここで、裏写り補正処理は、例えば、特願平11−354412号及び特願2000−23433号明細書に記載の方法などを用いる。
【0038】
まず、エッジ検出の詳細について説明する。エッジ検出処理では、スキャナから入力されて、前処理を施されたカラー画像を入力とし、このカラー画像のエッジなどに対応するON画素と、それ以外のOFF画素に分類した結果を表す二値画像Fを出力する。カラー画像からのエッジ検出としては、各成分についてSobelオペレータなどによって計算されたエッジ強度の二乗和の平方根をとるのがもっとも単純な方法である。他に、文献 H.-C. Lee and D.R. Cok, “Detecting boundaries in a vector field,” IEEE Trans. Signal Processing, vol. 39, no. 5, pp. 1181-1194, 1991 に挙げられているようなベクトル法によるエッジ検出方法があり、単純な方法よりもノイズに対する頑健性が優れていることが知られている。ベクトル法によるエッジ検出方法では、各成分について計算されたエッジ強度の組み合わせにおいて、単純に二乗和の平方根をとるのではなく、成分間の相関関係も考慮するのが特徴である。具体的には、u(x,y)、v(x,y)、w(x,y)を色の3成分として、
【0039】
【数1】
【0040】
と定義すると、画素(x,y)でのエッジ強度は、下式で与えられる。
【0041】
【数2】
【0042】
図4は、図3の画像に対し、ベクトルSobelオペレータによって生成されたエッジ強度画像を示す図である。
次に、エッジ強度を閾値処理する。閾値は、強度分布を統計的に解析して自動的に設定するか、或いは、予め閾値を幾通りか用意しておいて、裏写りの程度や紙質に応じてユーザが設定する。エッジ強度が閾値以上の画素がON、それ以外がOFFになる。また、二値エッジ画像において、ONの画素に対して、適宜、膨張処理を施す。図5に、図4のエッジ強度画像を二値化した二値化エッジ画像を示している。
【0043】
次に、枠検出の詳細について説明する。
テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、計算したエッジ強度に基づいて行なう。また、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて行なう。さらに、各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、枠とするようにする。また、各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、エッジ検出によって片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、枠とするようにしてもよい。
【0044】
まず、主走査方向の各スキャンラインについて、順次枠検出処理を行って行く。ここでは、処理の単純化のため、G信号だけを処理する。処理の概略は次のようになる。
【0045】
まず、左から逐次的に、次のような条件により、ランを構成して行く。
ランの始点:「拡張中のランがない」AND「前景画素ではない」AND{thr0≦g<thr1}
ランの終点:「前景画素ではない」AND{g<thr0 OR thr1≦g}
ランの拡張条件:「前景画素である」OR thr0≦g<thr1
【0046】
そして、各ランに対して、「ランの長さが閾値runthr以上」OR「ランに含まれる前景画素の個数が閾値cthr以上」の条件が満たされるとき、その始点と終点を、「前景画素」として保持する。
【0047】
図6及び図7は、i番目のスキャンラインに対する枠検出処理を詳細に説明するためのフロー図である。
まず、ランが拡張中かどうかを示す変数flgを0に初期化し、走査中の画素の位置を示す変数jを0、すなわち、i番目のスキャンラインの左端に初期化する(ステップS11)。jがスキャンラインの長さwidth未満であるかを判断し(ステップS12)、width以上であれば、このスキャンラインに対する処理を終了し、i+1番目のスキャンラインの処理に移る(ステップS21)。ステップS12においてwidth未満であれば、以降の処理を続行する。
【0048】
fimgは各画素について、それが前景画素(ON)か、そうでないか(OFF)を記憶するための2次元配列である。もし、現在着目している画素(i,j)がエッジ検出によって前景画素に分類(fimg[i][j]=ON)されていれば(ステップS13でYES)、前景画素を示す変数bflgを1にし、現在拡張中のラン内の前景画素のカウンタcflgを1つ増やす(ステップS14)。前景画素でなければ、bflgを0にする(ステップS22)。
【0049】
次に、もし、現在着目している画素がスキャンラインの左端(j=0)又は右端(j=width−1)であれば(ステップS15でYES)、現在着目している画素でランの拡張条件が満たされたかどうかを示す変数onを0にし、bflgも0にし(ステップS16)、ステップS17以降の処理を続行する。画素左端でも右端でもなければ、図7に示すステップS31〜S34の処理Aを行う。
【0050】
処理Aにおいては、bflgが0(前景画素でない)であるかを判断し(ステップS31)、0であれば、(i,j)におけるG信号の値g[i][j]をチェックし(ステップS32)、もし、それが2つの閾値thr0とthr1の間にあれば、onを1に(ステップS33)、そうでなければ0にする(ステップS34)。ここで処理Aは終了し、ステップS16を飛ばしてステップS17以降の処理を続行する。
【0051】
ステップS17,S18,S23においてはそれぞれonが1であるか,flgが0であるか,flgが1であるかを判断する。onが1で、かつ、flgが0であれば、現在着目している画素が前景画素ではなく、拡張中のランがなく、しかも、ランの拡張条件が満たされているので、その画素をランの開始(start)とし、flgを1に、ラン内の前景画素の個数cflgを0に初期化する(ステップS19)。一方、onが0で、かつ、flgが1であれば、現在着目している画素が前景画素ではなく、拡張中のランがあったが、ランの拡張条件が満たされなかったので、その画素をランの終点とし(ステップS24:拡張中のランがない、すなわちflgを0とする)、ランの長さについての条件「j−start≧runthr」とラン内の前景画素の個数についての条件「cflg≧cthr」をチェックして(ステップS25)、どちらかが満たされれば、そのランの始点と終点の画素を前景画素に設定する(ステップS26)。すなわち、fimg[i][start]←ON,fimg[i][j]←ONとする。そしてステップS20にて次の画素に移り(j←j+1)、ステップS12以降の処理を繰り返す。また、on及びflgが同じ値である場合には(ステップS18でNO,ステップS23でNO)、ステップS20で次の画素に移る。
【0052】
図8は、枠を検出した結果を説明するための図である。
上述の処理により、図8に示すように、画素群111と121の間及び画素群112と124の間がランの始点と見なされ、その始点の画素(画素群121及び124の最初の画素)が前景画素に設定される。同様に画素群123と112の間及び画素群124と113の間がランの終点と見なされ、その終点の画素(画素群123及び124の最後の画素)が前景画素に設定される。なお、図8においては、エッジ検出の結果、文字や線などに対応するON画素と分類された画素群を13(131,132)として、OFF画素と分類され枠検出においてランの拡張条件が満たされた画素群を12(121,122,123,124)として、枠検出においてランの拡張条件が満たされなかった画素群を11(111,112,113)として、それぞれ示している。ここでは、主走査方向のスキャンラインについての処理を説明したが、この処理は副走査方向のスキャンラインにもそのまま適用できる。
【0053】
図9は、図3に示すような裏写りのあるカラー画像に枠検出を施した結果、ON画素に分類された画素を示す図である。さらに、OFF画素領域、すなわち図5,図9のいずれでも黒でマークされていない画素、に裏写り補正処理を施すことにより、図10に示すような、裏写りを除去した画像が得られる。
【0054】
図11は、本発明の他の実施形態に係るカラー画像処理方法を説明するためのフロー図である。本発明は、主としてカラーデジタル複写機の中の画像処理に相当する。本発明の処理の前には、通常通り、A/D変換、濃度補正などの前処理が、後には中間調処理などが行われる。
【0055】
スキャナ1によってカラー画像が入力されると(ステップS41)、まず、その画像に、ノイズ除去のための平滑化などの前処理を行う(ステップS42)。次に、前処理を施された入力カラー画像について、エッジ検出を行う(ステップS43)。エッジ検出の結果、入力画像は、文字、線などに対応するON画素と、それ以外のOFF画素に分類される。OFF画素に分類された画素に対して、枠を検出する処理を施し、枠として検出された画素をON画素にする(ステップS44)。このエッジ検出と枠検出については、前述したものと同じである。
【0056】
さらに、OFF画素に分類された領域において、カラーの各成分について、二値化を行うことによって、入力画像から表面の文字,線,点,絵柄部などを抽出する(ステップS45)。カラー成分二値化の結果、入力画像は、文字,線,点,絵柄部などに対応するON画素と、それ以外のOFF画素に分類される。さらに、このうち、OFF画素に分類された領域について、すなわち、エッジ検出、枠検出、カラー成分二値化処理のいずれにおいても、ON画素に分類されなかった画素領域に対して裏写り補正処理を施し(ステップS46)、最終的にプリンタ等にて画像を出力する(ステップS47)。ここで、裏写り補正処理は、例えば、特願平11−354412号及び特願2000−23433号明細書に記載の方法などを用いる。
【0057】
図12及び図13は、図11のカラー成分二値化処理を詳細に説明するためのフロー図である。
ここでは、スキャナから入力されて、前処理を施されたカラー画像を入力とし、このカラー画像において、文字,線,点,絵柄部などに対応するON画素と、それ以外のOFF画素に分類した結果を表す二値画像Fを出力する。また、予め指定したパラメータとして、ウィンドウのサイズWと、R,G,Bの各成分についての固定閾値τr,τg,τbを用いる。
【0058】
(i,j)をスキャン順の先頭画素とし(ステップS51)、二値画像F(i,j)を初期化(off)する(ステップS52)。二値化処理では、各画素(i,j)に対し、まず、R成分について、文字,線,点抽出のための二値化を行う(ステップS53〜S55)。これは、条件R(i,j)<Tr(i,j)をチェックすることにより行われる(ステップS55)。ここで、Tr(i,j)は閾値で、例えば、画素(i,j)を中心とするのW×Wのウィンドウ内のR成分信号の平均μr(i,j)と標準偏差σr(i,j)を計算し(ステップS53)、その値により、Tr(i,j)=a・μr(i,j)+b・σr(i,j)で決められる(ステップS54)。ただし、aとbは予め指定したパラメータである。また、bは、cを予め指定したパラメータとして、b=c・μr(i,j)のように決めてもよい。さらに、絵柄部は、固定閾値τrとμr(i,j)についての条件比較μr(i,j)<τrにより検出される(ステップS55)。
【0059】
G成分,B成分についても、同様に処理する(ステップS56〜S58,ステップS59〜61)。画素(i,j)に対して、6つの条件R(i,j)<Tr(i,j)、μr(i,j)<τr、G(i,j)<Tg(i,j)、μg(i,j)<τg、B(i,j)<Tb(i,j)、μb(i,j)<τbのいずれかを満足すればON画素に(ステップS64)、それ以外の場合はOFF画素に分類される。上述の処理を全ての画素に対して行い(ステップS62,S63)、二値画像Fを出力する(ステップS65)。なお、図12及び図13で示した例では、R,G,Bの順番に処理を行っているが、この順番は適宜変えても効果に差はない。
【0060】
図14は、図3に示すような裏写りのあるカラー画像にカラー成分二値化処理を施した結果、ON画素に分類された画素を黒で示した図である。さらに、OFF画素領域、すなわち図5,図9,図14のいずれにおいても黒でマークされていない画素、に裏写り補正処理を施すことにより、図10に示すような、裏写りを除去した画像が得られる。
【0061】
以上、本発明によるカラー画像処理方法に関して詳細に説明してきたが、次に本発明によるカラー画像処理装置としての実施形態を説明する。なお、細部はカラー画像処理方法として上述の各実施形態で説明しており省略する。
【0062】
図15は、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置を説明するための図である。
本実施形態に係るカラー画像処理装置20は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出するエッジ検出手段21と、テキスト領域や写真を囲む枠を検出する枠検出手段22とを有し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理装置である。ここでエッジ検出手段21により検出したエッジの強度が低い画素で、且つ、枠検出手段22により枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正する色補正手段23を有し、色補正手段23により、裏写り除去画像を生成するようにしている。
【0063】
エッジ検出手段21は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮してエッジを検出するようにすればよい。
枠検出手段22は、計算したエッジ強度に基づいて枠を検出すればよい。走査方法としては、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて枠を検出するようにするとよい。また、枠検出手段22は、各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、枠として検出するようにしてもよい。さらに、枠検出手段22は、各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、エッジ検出によって片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、枠として検出するようにしてもよい。
【0064】
図16は、本発明の他の実施形態に係るカラー画像処理装置の構成を説明するための図である。
本発明の他の実施形態に係るカラー画像処理装置20′は、紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出するエッジ検出手段21と、テキスト領域や写真を囲む枠を検出する枠検出手段22と、色の各成分の値を二値化する二値化手段24とを有し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理装置である。ここでエッジ検出手段21により検出したエッジの強度が低い画素で且つ枠検出手段22により枠として検出されなかった画素で且つ二値化手段24による二値化の結果、全ての成分についてそれぞれの閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正する色補正手段23′を有し、色補正手段23′により、裏写り除去画像を生成する。また、二値化手段24は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定するウィンドウ設定手段と、各色成分について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、二値化の閾値を設定する閾値設定手段とを有するようにしてもよい。
【0065】
次に、上述の特願平11−354412号及び特願2000−23433号明細書に記載のカラー画像処理方法、カラー画像処理装置、及びそのための記録媒体の発明を簡単に説明する。
このカラー画像処理方法の一実施形態としては、まず、入力カラー画像の解像度を縮小し、カラー座標系を独立性が高いものに変換する。次にエッジを検出し、エッジ以外の領域に対してカラー閾値処理を行って背景色画像を推定し、裏写り除去画像を合成する。原画像と裏写り除去画像のエッジ強度からエッジ差分画像を生成し、不適切な処理により画像が劣化している個所を検出する。原画像に存在しないエッジを構成する各画素の周囲に矩形領域を設定し、その領域内で処理スケール(ウインドウサイズ)を縮小して処理を再度実行する。裏写り除去画像と縮小原画像の差分計算により裏写り部分を同定し、元の解像度の原画像での裏写り部分を除去し、画像を出力する。
【0066】
以上、本発明のカラー画像処理方法及び装置を説明してきたが、本発明の実施形態としては、図1を用いた説明で触れたように、コンピュータに、これらのカラー画像処理方法を実行させるための、或いはカラー画像処理装置として機能させるためのカラー画像処理プログラム、及び該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も可能である。
【0067】
【発明の効果】
本発明によれば、エッジ強度が弱いために、エッジとして検出されずに、裏写り補正処理の結果、形状が歪むことが多い、テキスト領域や写真を囲む薄い色の長方形の枠を抽出することにより、人間の知覚が敏感な縦線や横線の歪みを防ぎながら裏写りを補正することができる。
【0068】
本発明によれば、エッジ強度検出により、文字や線の境界、背景色が変化する部分を抽出し、抽出されなかった画素にだけ裏写り補正処理を施すことにより、画質劣化を防止しながら裏写りを補正することができる。
【0069】
本発明によれば、カラー成分の二値化により、色のついた文字、線、点や、絵柄部分などを抽出し、抽出されなかった画素にだけ裏写り補正処理を施すことにより、画質劣化を防止しながら裏写りを補正することができる。
【0070】
本発明によれば、エッジ強度検出により、文字や線の境界、背景色が変化する部分を抽出し、抽出されなかった画素にだけ裏写り補正処理を施すことにより、画質劣化を防止しながら裏写りを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態によるカラー画像処理装置を説明するための図である。
【図2】 本発明の一実施形態に係るカラー画像処理方法を説明するためのフロー図である。
【図3】 裏写りのあるカラー画像の例を示す図である。
【図4】 図3の画像に対し、ベクトルSobelオペレータによって生成されたエッジ強度画像を示す図である。
【図5】 図4のエッジ強度画像を二値化した二値化エッジ画像を示す図である。
【図6】 i番目のスキャンラインに対する枠検出処理を詳細に説明するためのフロー図である。
【図7】 i番目のスキャンラインに対する枠検出処理を詳細に説明するためのフロー図である。
【図8】 枠を検出した結果を説明するための図である。
【図9】 図3に示すような裏写りのあるカラー画像に枠検出を施した結果、ON画素に分類された画素を示す図である。
【図10】 裏写り補正処理を施すことにより、裏写りを除去した画像が得られることを示す図である。
【図11】 本発明の他の実施形態に係るカラー画像処理方法を説明するためのフロー図である。
【図12】 図11のカラー成分二値化処理を詳細に説明するためのフロー図である。
【図13】 図11のカラー成分二値化処理を詳細に説明するためのフロー図である。
【図14】 図3に示すような裏写りのあるカラー画像にカラー成分二値化処理を施した結果、ON画素に分類された画素を黒で示した図である。
【図15】 本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置を説明するための図である。
【図16】 本発明の他の実施形態に係るカラー画像処理装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
1…画像入力機器、2…表示装置、3…キーボード、4…画像印刷機器、5…CPU、6…RAM、7…ROM、20,20′…カラー画像処理装置、21…エッジ検出手段、22…枠検出手段、23,23′…色補正手段、24…二値化手段。
Claims (25)
- 紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理方法であって、前記検出したエッジの強度が低い画素で、且つ、前記枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴とするカラー画像処理方法。
- 紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、色の各成分の値を二値化し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理方法であって、前記検出したエッジの強度が低い画素で且つ前記枠として検出されなかった画素で且つ前記二値化の結果全ての成分についてそれぞれの閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴とするカラー画像処理方法。
- 前記二値化の閾値は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定し、各色成分について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、設定することを特徴とする請求項2記載のカラー画像処理方法。
- 前記エッジの検出は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮して行なうことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1記載のカラー画像処理方法。
- 前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、前記計算したエッジ強度に基づいて行なうことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1記載のカラー画像処理方法。
- 前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて行なうことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1記載のカラー画像処理方法。
- 各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴とする請求項6記載のカラー画像処理方法。
- 各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、前記エッジ検出によって前記片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴とする請求項6記載のカラー画像処理方法。
- 紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出するエッジ検出手段と、テキスト領域や写真を囲む枠を検出する枠検出手段とを有し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理装置であって、前記エッジ検出手段により検出したエッジの強度が低い画素で、且つ、前記枠検出手段により枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正する色補正手段を有し、該色補正手段により、裏写り除去画像を生成することを特徴とするカラー画像処理装置。
- 紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出するエッジ検出手段と、テキスト領域や写真を囲む枠を検出する枠検出手段と、色の各成分の値を二値化する二値化手段とを有し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理装置であって、前記エッジ検出手段により検出したエッジの強度が低い画素で且つ前記枠検出手段により枠として検出されなかった画素で且つ前記二値化手段による二値化の結果全ての成分についてそれぞれの閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正する色補正手段を有し、該色補正手段により、裏写り除去画像を生成することを特徴とするカラー画像処理装置。
- 前記二値化手段は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定するウィンドウ設定手段と、各色成分について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、二値化の閾値を設定する閾値設定手段とを有することを特徴とする請求項10記載のカラー画像処理装置。
- 前記エッジ検出手段は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮してエッジを検出することを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1記載のカラー画像処理装置。
- 前記枠検出手段は、前記エッジ検出手段により計算したエッジ強度に基づいて枠を検出することを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1記載のカラー画像処理装置。
- 前記枠検出手段は、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて枠を検出することを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1記載のカラー画像処理装置。
- 前記枠検出手段は、各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠として検出することを特徴とする請求項14記載のカラー画像処理装置。
- 前記枠検出手段は、各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、前記エッジ検出によって前記片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠として検出することを特徴とする請求項14記載のカラー画像処理装置。
- 紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理プログラムであって、前記検出したエッジの強度が低い画素で、且つ、前記枠として検出されなかった画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴とするカラー画像処理プログラム。
- 紙の両面にカラー印刷された原稿の片面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、エッジを検出し、テキスト領域や写真を囲む枠を検出し、色の各成分の値を二値化し、裏写り成分を補正した裏写り除去画像を生成するカラー画像処理プログラムであって、前記検出したエッジの強度が低い画素で且つ前記枠として検出されなかった画素、又は、前記二値化の結果、全ての成分についてそれぞれの閾値以上となる画素に対してのみ、色を補正することにより、裏写り除去画像を生成することを特徴とするカラー画像処理プログラム。
- 前記二値化の閾値は、各画素の周囲に、予め決められた大きさのウィンドウを設定し、各色成分について該ウィンドウ内で計算される統計量に基づいて、設定することを特徴とする請求項18記載のカラー画像処理プログラム。
- 前記エッジの検出は、エッジを検出する画像の色の各成分からエッジ強度を計算し、該当各成分のエッジ強度の間の相関関係を考慮して行なうことを特徴とする請求項17乃至19のいずれか1記載のカラー画像処理プログラム。
- 前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、前記計算したエッジ強度に基づいて行なうことを特徴とする請求項17乃至20のいずれか1記載のカラー画像処理プログラム。
- 前記テキスト領域や写真を囲む枠の検出は、主走査方向、又は、副走査方向のランを用いて行なうことを特徴とする請求項17乃至21のいずれか1記載のカラー画像処理プログラム。
- 各ランに対して、走査した画素の濃度変化の特徴が所定のパターンと一致した画素群を前記テキスト領域や写真とみなし、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴とする請求項22記載のカラー画像処理プログラム。
- 各ランに対して、ランの長さが閾値以上であるか、又は、ランに含まれ、前記エッジ検出によって前記片面側の画素と判定された画素の個数が閾値以上である場合に、そのランの始点と終点の画素又は画素群を、前記枠とすることを特徴とする請求項22記載のカラー画像処理プログラム。
- 請求項17乃至24のいずれか1記載のカラー画像処理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。
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