JP4134531B2 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、下地除去を行う画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。
【０００２】
この明細書において「下地除去」とは、下地領域（画像が紙に印刷されたものであれば、紙地が現れた領域）の各画素データの明度（階調値）を、白に相当する最大値へ変換することを指す。
【０００３】
【従来の技術】
従来、画像処理装置が行う下地除去処理としては、図６（ａ）に示すように入力画像中の各画素データが表す明度（階調値）のヒストグラムを作成して、明度の度数が最も多い階調レベルｍを求め、その階調レベルｍよりも明度が高い領域（これを「下地領域」とみなす。）では、図６（ｃ）に示すように明度データＬを白に相当する最大値（２５５）へ変換するものが知られている（特開平２０００−２５３２５０号公報）。または、図６（ｄ）に示すように、下地領域では明度Ｌを最大値（２５５）へ変換するとともに、その階調レベルｍ以下の領域（これを「非下地領域」と呼ぶ。）では、変換後の明度Ｌ′が連続するように、下地除去を行わない場合の勾配α１（＝１）よりも大きい勾配α２で線形変換するものが知られている。なお、図６（ｂ）は下地除去を行わない場合の線形変換の態様を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６（ｃ）の方法によれば、下地除去後に、下地領域と非下地領域との間の境界で明度Ｌ′が不連続（Ｋ１で表す）になるため、その境界に元の入力画像には存在しない擬似輪郭が発生するという問題がある。また、図６（ｄ）の方法によれば、下地領域と非下地領域との間の境界で明度Ｌ′が連続であるが、原画の階調レベル（勾配α１の直線である）から勾配α２の直線の階調レベルへ変化するため、下地除去後に、原画の画質と異なる画質になってしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、擬似輪郭の発生を招くことなく、また原画の画質に変化を与えないように下地除去を行うことができる画像処理装置、画像処理方法およびその画像処理方法を実行するためのプログラムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像処理装置は、
入力画像の下地領域と非下地領域とを判別する領域判別手段と、
上記領域判別手段によって判別された上記下地領城に含まれた各画素の画像データを下地レベルに設定する下地レベル設定手段と、
上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データが、上記下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから上記非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するように画像処理を行う画像処理手段とを備え、
上記画像処理手段は、
上記非下地領域に含まれた各画素の画像データを、上記下地レベルよりも小さい非下地レベルに設定する非下地レベル設定手段と、
上記下地レベル設定手段及び上記非下地レベル設定手段によって画素の画像データの設 定処理が施された後の画像において、上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データに対してスムージング処理を施すスムージング手段と、
上記スムージング手段によってスムージング処理が施された後の画像全体に含まれた画素の画像データが上限レベル以下となるように、該画像データを変更する上限値変更手段と、
上記上限値変更手段によって変更処理が施された後の画像の画素の画像データと元の入力画像の画素の画像データとを加算する加算手段とによって構成され、
上記上限レベルは、上記加算手段によって加算処理が施された後の画像の下地領域に含まれた画素の画像データが上記下地レベルとなる値であることを特徴とする。
【０００７】
この請求項１の画像処理装置では、まず、領域判別手段が、入力画像データ中の下地領域と非下地領域とを判別する。次に、下地レベル設定手段は、上記領域判別手段によって判別された上記下地領域に含まれた各画素の画像データを下地レベルに設定する。これにより、下地除去が行われる。そして、画像処理手段は、上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データが、上記下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから上記非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するように画像処理を行う。
【０００８】
このように、この画像処理装置では、下地領域と非下地領城との間の境界領城に含まれた画素の画像データが下地領城から非下地領域へ向かって連続的に変化するように画像処理を行っているので、下地除去によって発生する階調の段差を緩和することができる。したがって、擬似輪郭の発生を招くことがない。また、上記画像処理は、境界領域に含まれた画素の画像データに対して施されるだけであるから、非下地領域の画質、つまり原画の画質が変化することがない。
【０００９】
また、この画像処理装置では、下地レベル設定手段、非下地レベル設定手段、スムージング手段、及び上限値変更手段によって元の入力画像に加算するための画像が生成される。前記加算用画像の境界領域に含まれた画素の画像データは、スムージング手段によるスムージング処理によって、下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するものとなっている。また、加算用画像の下地領域に含まれた画素の画像データは、上限値変更手段による変更処理によって、元の入力画像と加算した後の画像における下地領域に含まれた画素の画像データが下地レベルとなるレベルとなっている。よって、加算用画像と元の入力画像とを加算することによって、下地領域に含まれた画素の画像データを下地レベルに設定し、且つ、境界領域に含まれた画素の画像データは下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化させることができる。したがって、境界領域での階調の段差が緩和され、ひいては擬似階調が生じることがないという効果が得られる。
【００１０】
請求項２に記載の画像処理装置では、上記非下地レベルは、画像処理装置を使用するユーザの設定に応じて決定されることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２の画像処理装置では、非下地レベルが画像形成装置のユーザの設定に応じて決定されることによって、元画像の非下地領域に含まれた画素に加算される画像データがユーザの設定に応じたレベルとなる。したがって、ユーザの好みに応じて非下地領域の明度を変化させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の画像処理方法は、画像処理装置によって実行される画像処理方法であって、
入力画像の下地領域と非下地領域とを判別する領域判別ステップと、
上記下地領域に含まれた各画素の画像データを下地レベルに設定する下地レベル設定ステップと、
上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データが、上記下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから上記非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するように画像処理を行う画像処理ステップとを備え、
上記画像処理ステップは、
上記非下地領域に含まれた各画素の画像データを、上記下地レベルよりも小さい非下地レベルに設定する非下地レベル設定ステップと、
上記下地レベル設定ステップ及び上記非下地レベル設定ステップによって画素の画像データの設定処理が施された後の画像において、上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データに対してスムージング処理を施すスムージングステップと、
上記スムージングステップによってスムージング処理が施された後の画像全体に含まれた画素の画像データが上限レベル以下となるように、該画像データを変更する上限値変更ステップと、
上記上限値変更ステップによって変更処理が施された後の画像の画素の画像データと元の入力画像の画素の画像データとを加算する加算ステップとによって構成され、
上記上限レベルは、上記加算ステップによって加算処理が施された後の画像の下地領域に含まれた画素の画像データが上記下地レベルとなる値であることを特徴とする。
【００１３】
この請求項３の画像処理方法では、まず、領域判別ステップによって、入力画像データ中の下地領域と非下地領域とを判別する。次に、下地レベル設定ステップによって、上記下地領域に含まれた各画素の画像データを下地レベルに設定する。これにより、下地除去が行われる。そして、画像処理ステップによって、上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データが、上記下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから上記非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するように画像処理を行う。
【００１４】
このように、この画像処理方法では、下地領域と非下地領城との間の境界領城に含まれた画素の画像データが下地領城から非下地領域へ向かって連続的に変化するように画像処理を行っているので、下地除去によって発生する階調の段差を緩和することができる。したがって、擬似輪郭の発生を招くことがない。また、上記画像処理は、境界領域に含まれた画素の画像データに対して施されるだけであるから、非下地領域の画質、つまり原画の画質が変化することがない。
【００１５】
また、この画像処理方法では、下地レベル設定ステップ、非下地レベル設定ステップ、スムージングステップ、及び上限値変更ステップによって元の入力画像に加算するための画像が生成される。前記加算用画像の境界領域に含まれた画素の画像データは、スムージングステップによるスムージング処理によって、下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するものとなっている。また、加算用画像の下地領域に含まれた画素の画像データは、上限値変更ステップによる変更処理によって、元の入力画像と加算した後の画像における下地領域に含まれた画素の画像データが下地レベルとなるレベルとなっている。よって、加算用画像と元の入力画像とを加算することによって、下地領域に含まれた画素の画像データを下地レベルに設定し、且つ、境界領域に含まれた画素の画像データは下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化させることができる。したがって、境界領域での階調の段差が緩和され、ひいては擬似階調が生じることがないという効果が得られる。
【００１６】
請求項４に記載の画像処理方法では、上記非下地レベルは、画像処理装置を使用するユーザの設定に応じて決定されることを特徴とする。
【００１７】
この請求項４の画像処理方法では、非下地レベルが画像形成装置のユーザの設定に応じて決定されることによって、元画像の非下地領域に含まれた画素に加算される画像データがユーザの設定に応じたレベルとなる。したがって、ユーザの好みに応じて非下地領域の明度を変化させることができる。
【００１８】
請求項５に記載のプログラムは、請求項３または４に記載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。
【００１９】
この請求項５のプログラムによれば、請求項３または４に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させることができる。したがって、その画像処理方法による作用効果を奏することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２１】
図１は、この発明を適用した一実施形態の画像読取装置３００のブロック構成を示している。
【００２２】
この画像読取装置３００は、ユーザが各種設定・入力を受けるための操作パネル１００と、この装置全体を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）２００と、このＣＰＵ２００が実行すべきプログラムを格納したＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）を備えている。また、この画像読取装置３００は、原稿から画像データを得るためのＣＣＤセンサ１１１と、その画像データに画像処理を施すためのＡ／Ｄ変換部３１０、シェーディング補正部３２０、変倍・移動制御部３３０、Ｌａｂ変換部３４０、下地レベル調整部３５０、逆Ｌａｂ変換部３６０、ＬＯＧ補正部３７０Ａ、色補正処理部３７０Ｂ、領域判別部３９０およびＭＴＦ補正処理部３８０を備えている。
【００２３】
図示しない露光ランプによって原稿面が照射され、原稿面からの反射光が光学系によって導かれてＣＣＤセンサ１１１に入射する。ＣＣＤセンサ１１１の光電変換によって得られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部３１０で、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の多値デジタル画像データに変換される。そのＲＧＢ画像データは、シェーディング補正部３２０で、ＣＣＤセンサ１１１における画素間の濃度ムラおよび露光ランプの配光ムラ等によって生じた読取りバラツキが解消するように補正された後、変倍・移動制御部３３０へ出力される。
【００２４】
入力されたＲＧＢ画像データは、上記変倍・移動制御部３３０において、予め操作者により指示されていた倍率に変更されたり、画像の位置を移動されたりする処理を施された後、Ｌａｂ変換部３４０へ出力される。
【００２５】
変倍・移動制御部３３０から出力されたＲＧＢ画像データは、Ｌａｂ変換部３４０でＬ（明度データ）並びにａおよびｂ（色度データ）に表色系が変換される。この変換によって得られたＬａｂ画像データは下地レベル調整部３５０へ出力される。
【００２６】
下地レベル調整部３５０は、入力されたＬａｂ画像データに対して下地調整を行って、原稿の裏写り、下地かぶりを防止する。
【００２７】
下地調整後のＬａｂ画像データは、逆Ｌａｂ変換部３６０で再びＲＧＢ画像データに変換されて、ＬＯＧ補正部３７０Ａおよび色補正処理部３７０Ｂへ出力される。
【００２８】
ＬＯＧ補正部３７０Ａは、入力された輝度データであるＲＧＢ画像データをトナー色に対応するＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の濃度データヘ変換する。一方、色補正処理部３７０Ｂは、そのＹＭＣ濃度データからＵＣＲ（下色除去）処理や墨入れ（ＢＰ）処理によってＫ（ブラック）の濃度データを生成する。なお、濃度データは２５６（０〜２５５）階調で表現される。
【００２９】
濃度データであるＣＭＹＫ画像データは、ＭＴＦ補正処理部３８０でエッジ処理を施された上で、プリンタ（図示せず）へ出力される。
【００３０】
一方、逆Ｌａｂ変換部３６０から出力されたＲＧＢ画像データは、領域判別部３９０にも入力される。この領域判別部３９０は、入力されたＲＧＢ画像データに基づいて、対応する画素がエッジ部のものか否かなどの判別をする。
【００３１】
さて、図２は下地レベル調整部３５０のブロック構成を示している。この下地レベル調整部３５０は、入力されたＬａｂ画像データのうち明度データＬに対して順次所定の処理を実行する乗算部３５１、白領域判別部３５２、エッジ判別部３５３、スムージング処理部３５４およびオフセット調整部３５５を備えるとともに、オフセット調整部３５５が出力した明度データと元の明度データとを加算する画像合成部３５６を備えている。
【００３２】
この下地レベル調整部３５０の動作は、ＣＰＵ２００（図２）によって図３に示すフローに従って制御される。以下、下地レベル調整部３５０の動作を、図３のフローと、図４（ａ）〜図５（ｆ）に例示した画像データ（ビットマップイメージで表す。）および明度プロファイルを参照しながら説明する。なお、図４（ａ）〜図５（ｆ）では、それぞれ上段が処理過程にある画像データを表し、下段が対応する各画像データの中央線Ｃに沿った明度プロファイルを表している。
【００３３】
図４（ａ）は入力画像データ（原画）を例示している。この入力画像データには、背景である下地領域１と、ドーナツ状の非下地領域３とが存在している。明度データは、下地領域１ではＬ＝２００、非下地領域３ではＬ≒１２０になっている。
【００３４】
この入力画像データのうちのＬデータに対して、まず乗算部３５１が予め定められた定数ａ（ただし、ａ＞１である。）を乗算する（図３のＳ１）。この乗算によって、図４（ｂ）に示すような画像データが得られる。なお、Ｌデータが２５５を超えた領域は、次に述べる下地レベル設定の便宜上、一律にＬ＝２５５として表している。
【００３５】
次に、白領域判別部３５２が領域判別手段として働いて、乗算後にＬデータが２５５である領域を下地領域（白領域）１、それ以外の領域を非下地領域３であると判別する（図３のＳ２）。これとともに、白領域判別部３５２が下地レベル設定手段として働いて、Ｌデータが２５５を超えた領域については、超えた分をカットして、一律に下地レベルとしてのＬ＝２５５に設定する。
【００３６】
次に、エッジ判別部３５３は、画像データに含まれた各画素がエッジであるか否かを判別する（Ｓ３）。エッジであれば、その画素のＬデータをＬ＝２５５に設定して、白領域に包含する（Ｓ４）。これにより、エッジのぼけ、にじみを防止することができる。
【００３７】
次に、図４（ｃ）に示すように、スムージング処理部３５４が非下地レベル設定手段として働いて、非下地領域３に含まれた各画素のＬデータを特定レベルとしてのゼロレベルに設定する（図３のＳ５）。
【００３８】
そして、図５（ｄ）に示すように、スムージング処理部３５４は、上記下地レベルＬ＝２５５に設定後の下地領域１と上記ゼロレベルＬ＝０に設定後の非下地領域３との間の境界領域２に含まれた画素のＬデータに対して、上記下地レベルＬ＝２５５と上記ゼロレベルＬ＝０とを連続させるようにスムージング処理を施す（図３のＳ６）。
【００３９】
次に、図５（ｅ）に示すように、オフセット調整部３５５が上限値変更手段として働いて、上記スムージング処理後のＬデータを所定値だけシフトさせる（図３のＳ７）。このシフト量は、次に述べる加算処理で、下地領域１のＬデータが狙いの下地レベルＬ＝２５５になるように設定する。この例では、上記スムージング処理後の各画素のＬデータを２００だけ一律に減じている。このオフセット調整（変更処理）後のＬデータは、下地領域１ではＬ＝５５、非下地領域３ではＬ＝０、境界領域２では下地領域１から非下地領域３へ向かってＬ＝５５からＬ＝０へ連続的に変化するものとなる。
【００４０】
次に、図５（ｆ）に示すように、画像合成部３５６が加算手段として働いて、上記オフセット調整後のＬデータと元の入力画像（原画像）のＬデータとを加算する（図３のＳ８）。この加算処理後の明度データは、下地領域１では、上記オフセット調整後のデータＬ＝５５と原画像のＬ＝２００とが加算されてＬ＝２５５になる。つまり、下地除去が適切に行われた状態となる。非下地領域３では、上記オフセット調整後のデータはＬ＝０であるから、原画像のＬ≒１２０が維持される。したがって、原画像の画質に変化を与えることなく、原画像を忠実に再生することができる。また、境界領域２では下地領域１から非下地領域３へ向かって明度データがＬ＝２５５からＬ≒２００へ連続的に変化するものとなる。したがって、境界領域２に擬似輪郭が生じることがない。
【００４１】
なお、図３のステップＳ５（非下地レベル設定処理）では、非下地領域３に含まれた各画素のＬデータをゼロレベルに設定したが、これに限られるものではなく、ユーザの好みに応じて他のレベルに設定しても良い。その場合、その設定したレベルに応じて、上記加算処理（図３のＳ８）後の非下地領域３の明度を変化させることができる。同様に、図３のステップＳ７（オフセット調整処理）でも、ユーザの好みに応じて、上記加算処理（図３のＳ８）後に下地領域１のＬデータがＬ＝２５５以外のレベルになるように設定しても良い。その場合、その設定したレベルに応じて、上記加算処理（図３のＳ８）後の下地領域１の明度を変化させることができる。このようにして、ユーザの好みに応じた画像を再生できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の画像処理装置によれば、擬似輪郭の発生を招くことなく、かつ原画の画質に変化を与えないように下地除去を行うことができる。
【００４３】
この発明の画像処理方法によれば、擬似輪郭の発生を招くことなく、下地除去を行うことができる。
【００４４】
また、この発明のプログラムによれば、この発明の画像処理方法をコンピュータに実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明を適用した一実施形態の画像読取装置３００のブロック構成を示す図である。
【図２】 下地レベル調整部３５０のブロック構成を示す図である。
【図３】 下地レベル調整部３５０の動作フローを示す図である。
【図４】 処理過程にある画像データおよび明度プロファイルを示す図である。
【図５】 処理過程にある画像データおよび明度プロファイルを示す図である。
【図６】 従来の下地除去処理とその問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ 下地領域
２ 境界領域
３ 非下地領域
３００ 画像読取装置
３５０ 下地レベル調整部

Claims (5)

1. 入力画像の下地領域と非下地領域とを判別する領域判別手段と、
   上記領域判別手段によって判別された上記下地領域に含まれた各画素の画像データを下地レベルに設定する下地レベル設定手段と、
   上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データが、上記下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから上記非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するように画像処理を行う画像処理手段とを備え、
   上記画像処理手段は、
   上記非下地領域に含まれた各画素の画像データを、上記下地レベルよりも小さい非下地レベルに設定する非下地レベル設定手段と、
   上記下地レベル設定手段及び上記非下地レベル設定手段によって画素の画像データの設定処理が施された後の画像において、上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データに対してスムージング処理を施すスムージング手段と、
   上記スムージング手段によってスムージング処理が施された後の画像全体に含まれた画素の画像データが上限レベル以下となるように、該画像データを変更する上限値変更手段と、
   上記上限値変更手段によって変更処理が施された後の画像の画素の画像データと元の入力画像の画素の画像データとを加算する加算手段とによって構成され、
   上記上限レベルは、上記加算手段によって加算処理が施された後の画像の下地領域に含まれた画素の画像データが上記下地レベルとなる値であることを特徴とする画像処理装置。
2. 上記非下地レベルは、画像処理装置を使用するユーザの設定に応じて決定されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 画像処理装置によって実行される画像処理方法であって、
   入力画像の下地領域と非下地領域とを判別する領域判別ステップと、
   上記下地領域に含まれた各画素の画像データを下地レベルに設定する下地レベル設定ステップと、
   上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データが、上記下地領域に含まれた画素の画像データのレベルから上記非下地領域に含まれた画素の画像データのレベルヘ向かって連続的に変化するように画像処理を行う画像処理ステップとを備え、
   上記画像処理ステップは、
   上記非下地領域に含まれた各画素の画像データを、上記下地レベルよりも小さい非下地レベルに設定する非下地レベル設定ステップと、
   上記下地レベル設定ステップ及び上記非下地レベル設定ステップによって画素の画像データの設定処理が施された後の画像において、上記下地領域と上記非下地領域との間を境界領域とし、該境界領域に含まれた画素の画像データに対してスムージング処理を施すスムージングステップと、
   上記スムージングステップによってスムージング処理が施された後の画像全体に含まれた画素の画像データが上限レベル以下となるように、該画像データを変更する上限値変更ステップと、
   上記上限値変更ステップによって変更処理が施された後の画像の画素の画像データと元の入力画像の画素の画像データとを加算する加算ステップとによって構成され、
   上記上限レベルは、上記加算ステップによって加算処理が施された後の画像の下地領域に含まれた画素の画像データが上記下地レベルとなる値であることを特徴とする画像処理方法。
4. 上記非下地レベルは、画像処理装置を使用するユーザの設定に応じて決定されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
5. 請求項３または４に記載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。

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