JP4208384B2 - 画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents
画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に多色刷り文書画像などを読みやすいモノクロ画像に変換する画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子書籍作成装置、デジタル複写機または電子ファイリングシステム等では、カラーの入力画像をモノクロ画像に変換した後、出力する場合がある。一般に、カラー画像からモノクロ画像への変換は、カラー画像から輝度成分を抽出することにより行なわれる。次式（１）はカラー画像の赤（Ｒ）成分、緑（Ｇ）成分および青（Ｂ）成分から輝度成分（Ｉ）を抽出する式である。
【０００３】
Ｉ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ …（１）
式（１）は人間の視覚特性に基づいて定められたものであり、式（１）を用いることにより写真などのフルカラー画像を自然な感じでモノクロ画像に変換することができる。
【０００４】
また、デジタル複写機等では、このようなＲ、Ｇ、Ｂ各成分の相加平均を輝度成分とする方法の他に、Ｇ成分そのものを輝度成分とし、カラー画像をモノクロ画像に変換する方法も採用されている。
【０００５】
ところが、相加平均の値やＧ成分を輝度成分とした場合、色のついた部分、特に黄や緑といった色の部分は黒に比べて薄く変換されてしまう。このため、原稿を見る者に与える印象がカラー画像の場合と異なってしまう場合がある。
【０００６】
また、相加平均をとった場合、変換前の色の違いが変換後に反映されなくなってしまう場合がある。例えば、教科書や学習参考書など、重要な語句が色で強調された多色刷り原稿や、項目ごとに色分けされたグラフまたは図などをモノクロ画像に変換した際、強調したい部分が逆に薄く変換されてしまったり、どの色も同じ濃さに変換されて他との区別ができなくなってしまったりするという問題がある。
【０００７】
このような問題に対し、例えば特開２０００−１３６２１号公報では、画像の色を自動的に判別し、自然なモノクロ画像に変換する方法が提案されている。これによると、画像内で使われている色を色相、彩度、明度の分布に基づいて判別し、判別された色に応じて色成分の混合比を自動的に決定することにより、自然なモノクロ画像に変換することができる。また、混合比をユーザが手動で指定すれば、ユーザが思ったとおりのモノクロ画像に変換することができる。
【０００８】
また、特開平７−１２１７３３号公報では、文書上の領域ごとに色を判別し、色のついた文字の大きさを他とは変えて表現する方法が提案されている。この方法によると、文書画像上の画素の集まりを意味のある小領域に分割し、小領域中の文字の色に応じて文字サイズを変えてモノクロ画像に変換する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２０００−１３６２１号公報で提案される色の判別方法は、彩度で重みづけをした色相のヒストグラムをとり、その最大値をとる色相を代表色相としている。このため、２色以上の判別をすることができない。また、使われている色を赤、黄、緑、水色、青、赤紫の６色の中から選択してＲ、Ｇ、Ｂの混合比を決めるため、中間調の色に対しては適切な混合比を得られない場合がある。
【００１０】
同じ特開２０００−１３６２１号公報で提案される、Ｒ、Ｇ、Ｂの混合比を自由に変えられる方法にあっては以下のような問題がある。例えば赤と黒の２色刷り画像をモノクロ画像に変換する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの混合比を０：０．５：０．５にすれば赤で書かれた部分を濃く変換することができる。同様に、赤と青と黒の３色刷り画像をモノクロ画像に変換する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの混合比を０：１：０にすれば赤と青で書かれた部分を濃くすることができるし、０．３：０．７：０にすれば青を一番濃く、赤を少し薄くといった調整もできる。しかし、色の組み合わせは無限にあるため、これらの混合比を全てあらかじめ用意しておくのは困難である。また、濃度の調整も簡単に行なうことはできない。さらに、３色以上のインクが使われた原稿の場合には、混合比の計算自体が困難になる。
【００１１】
また、特開平７−１２１７３３号公報で提案される、文書上の領域ごとに色を判別し、色のついた文字の大きさを変えて表現する方法には以下のような問題がある。例えば報告書のような文書で見出しが赤、小見出しが青といったものであればそれらの領域を検出し、文字を大きくすることによって見やすくする効果が得られる。しかし、教科書や学習参考書のような、段落中のところどころが赤で書いてあるような文書の場合、領域ごとに色を判別することは困難であるし、文字サイズを変えてしまうと文書全体の印象、レイアウトが変換前と異なってしまう恐れがある。また、色分けしたグラフまたは図をモノクロに変換した際に、色ごとの区別ができなくなるという問題がある。
【００１２】
それゆえ本発明の目的は、複数の色で表現されたカラー画像であっても、見易さを損なわないようにモノクロ画像に変換することができる画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、色を用いることにより強調表示されている画像をモノクロ画像に変換した場合にも、強調表示が損なわれない画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のある局面に従う画像変換方法は、
カラー画像をモノクロ画像に変換する画像変換方法であって、
前記カラー画像に含まれる複数の色を判別するステップと、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定するステップと、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換ステップと、
前記第１変換ステップによる変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換ステップとを含み、
前記濃度を決定するステップは、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する。
【００１５】
濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。第１変換ステップの働きにより、カラー画像の各画素の色成分が、決定した濃度に変換される。第２変換ステップの働きにより、第１変換ステップによる変換後の濃度が、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換される。また、濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度が高濃度に決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。また、第２変換ステップの働きにより、変換前に薄く見える色は変換後も薄く変換される。このため、図に塗られた薄い色や地色なども自然な濃度で変換することができる。
【００２６】
本発明の他の局面に従う画像変換装置は、
カラー画像をモノクロ画像に変換する画像変換装置であって、
前記カラー画像に含まれる複数の色を判別する手段と、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定する手段と、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換手段と、
前記第１変換手段による変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換手段とを含み、
前記濃度を決定する手段は、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する。
【００２７】
濃度を決定する手段の働きにより、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。第１変換手段の働きにより、カラー画像の各画素の色成分が、決定した濃度に変換される。第２変換手段の働きにより、第１変換手段による変換後の濃度が、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換される。また、濃度を決定する手段の働きにより、カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度が高濃度に決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。また、第２変換手段の働きにより、変換前に薄く見える色は変換後も薄く変換される。このため、図に塗られた薄い色や地色なども自然な濃度で変換することができる。
【００３２】
本発明のさらに他の局面に従うコンピュータ読取可能な記録媒体は、
カラー画像に含まれる複数の色を判別するステップと、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定するステップと、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換ステップと、
前記第１変換ステップによる変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換ステップとをコンピュータに実行させ、
前記濃度を決定するステップは、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する、画像変換プログラムを記録している。
【００３３】
濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。第１変換ステップの働きにより、カラー画像の各画素の色成分が、決定した濃度に変換される。第２変換ステップの働きにより、第１変換ステップによる変換後の濃度が、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換される。また、濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度が高濃度に決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。また、第２変換ステップの働きにより、変換前に薄く見える色は変換後も薄く変換される。このため、図に塗られた薄い色や地色なども自然な濃度で変換することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る画像変換装置は、コンピュータ４１と、コンピュータ４１に指示を与えるためのキーボード４５およびマウス４６と、各種情報を表示するためのディスプレイ４２と、コンピュータ４１で実行されるプログラムをそれぞれ読取るための磁気テープ装置４３、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）装置４７および通信モデム４９と、カラー原稿を読取るためのスキャナ５０とを含む。
【００３９】
画像変換を行なうためのプログラムは、コンピュータ４１で読取可能な記録媒体である磁気テープ４４またはＣＤ−ＲＯＭ４８に記録され、磁気テープ装置４３またはＣＤ−ＲＯＭ装置４７でそれぞれ読取られる。または、通信回線を介して通信モデム４９で読取られる。
【００４０】
図２を参照して、コンピュータ４１は、磁気テープ装置４３、ＣＤ−ＲＯＭ装置４７または通信モデム４９を介して読取られたプログラムを実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）５４と、コンピュータ４１の動作に必要なその他のプログラムおよびデータを記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）５１と、プログラム、プログラム実行時のパラメータ、演算結果などを記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）５２と、プログラム、画像データなどを記憶するための磁気ディスク５３とを含む。
【００４１】
図３を参照して、画像変換処理について説明する。
多色刷りの原稿がスキャナ５０により読取られ、コンピュータ４１に画像が入力される（Ｓ１）。入力された画像で使われている色が判別される（Ｓ２）。画像で使われている色情報に応じて変換後の濃度が決定される（Ｓ３）。カラーの入力画像が決定された濃度のモノクロ画像に変換され（Ｓ４）、ディスプレイ４２に変換後の画像が表示（出力）される（Ｓ５）。
【００４２】
Ｓ１の処理は、スキャナ５０以外であっても、複写機またはカメラなどの画像読取装置から入力されてもよい。また、あらかじめ原稿を読みとった画像が格納された磁気ディスク５３などから読込むようにしてもよい。
【００４３】
さらに、読取られる画像の原稿は、多色刷りの文書、グラフ、図はもちろんのこと、カラー写真であってもよいし、コンピュータグラフィックスなどであってもよい。
【００４４】
Ｓ５では、ディスプレイ４２に画像を表示しているが、ディスプレイ４２は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などであってもよい。また、ディスプレイ４２の変わりにプリンタなどの画像出力装置や、ＦＡＸなどの通信装置に画像を出力するようにしてもよい。さらに、磁気ディスク５３、フロッピーディスク、光磁気ディスクなどに変換後の画像を書き込むようにしてもよい。
【００４５】
図４を用いて、図３のＳ２の処理について説明する。スキャナ５０より入力された画像は、所定単位ごとに色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｉ）に変換される（Ｓ２１）。ＨＳＩへの変換方法は一般的に知られている。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４６】
彩度Ｓで重みづけをした色相Ｈのヒストグラムが求められる（Ｓ２２）。求められたヒストグラムから画像で使われている色が判別される（Ｓ２３）。最後に、判別された色の情報が出力される（Ｓ２４）。
【００４７】
図５を参照して、図４のＳ２２およびＳ２３の処理について説明する。図５は横軸を色相Ｈ、縦軸を彩度Ｓの和としたグラフであり、同一の色相Ｈをとる画素すべてについて、彩度Ｓの値を加算したものである。ただし、画像の中で使われている色を求めるため、彩度Ｓの値が一定値以下の画素は無彩色であると判断して加算しないものとする。この中から彩度Ｓの和が極大になる色相Ｈを選び、これを画像で使われている色の色相Ｈ０、Ｈ１とする。ヒストグラムから極大値を求めるには、判別分析法を用いて谷の部分の色相Ｈ２、Ｈ３を検出し、谷と谷との間の彩度Ｓの最大値を極大値とする。谷が複数ある場合は判別分析法を繰返し用いることにより、すべての極大値が求められる。判別分析法は、一般に知られた方法である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４８】
求められた色相を中心として、所定の範囲内の色相の画素は、その求められた色相に代表される。たとえば、求められた色相がＨ０の場合には、Ｈ０±５の範囲内にある色相の画素は、色相Ｈ０で代表される。
【００４９】
極大値が見つけられないときには入力画像がフルカラー画像か、モノクロ画像であると判断する。なお、画像で使われている色を判別するには、他の方法を用いてもよいし、ユーザが色を指定するようにしてもよい。
【００５０】
図６を参照して、図３のＳ３の処理について説明する。Ｓ２の処理で、判別された入力画像の色数により、画像がもともとモノクロまたはフルカラーの場合は、上述の式（１）により各画素の濃度Ｉを決定する（Ｓ３１）。
【００５１】
画像中で使われている色が１色のときは、その色が原稿中で強調したい箇所に使われている可能性が高い。このため、その色を濃く変換するように濃度を決定する（Ｓ３２）。無彩色の画素を薄く変換して色のついていた画素をさらに強調するように濃度を決定してもよい。
【００５２】
画像で使われている色が複数色のときは、各色ごとに彩度Ｓの平均値をとり、彩度Ｓの平均値が高い順に濃度を段階的に変えて変換する（Ｓ３３）。例えば画像で使われている色が赤、緑、青の３色であり、それぞれの彩度Ｓの平均値が順に０．８、０．６、０．４であったとすると、赤を一番濃く、緑をその次に濃く、青を一番薄くするように変換する。彩度Ｓの平均値の代わりに彩度Ｓの最大値を用いてもよいし、１色のときと同様無彩色の画素を薄く変換して、色のついていた画素がさらに強調されるように濃度を決定してもよい。また、一般の文書では赤で書いた文字は注意をひきやすいため、強調時に使われることが多い。そのため、画像内に赤色があるときは他の色より濃く変換してもよい。
【００５３】
図７を参照して、図３のＳ４の処理について説明する。画像がモノクロまたはフルカラーの場合には（Ｓ４１でＹＥＳ）、式（１）に従いカラー画像からモノクロ画像への変換が行なわれる（Ｓ４２）。
【００５４】
画像がモノクロまたはフルカラー以外の場合には（Ｓ４１でＮＯ）、画像中のある画素に対してＲ、Ｇ、Ｂ各成分の平均値を求め、それを輝度成分Ｉとする（Ｓ４３）。次にこの画素をＨＳＩ変換し、Ｓ３の処理により濃度変換を指定された画素であるか判断する（Ｓ４４）。
【００５５】
彩度Ｓが所定のしきい値ＳＡ０以下の画素は（Ｓ４４でＮＯ）、Ｓ４３で求められた輝度成分Ｉを変換後の濃度としてそのまま出力する（Ｓ４６）。輝度成分Ｉを濃度変換する際には図８のような関数に従って変換後の濃度Ｉ′を得る。すなわち、濃度を上げるときは図８（ａ）のグラフで示される変換方法に従って、その色の画素が全体的に明るくなるように変換し、濃度を下げるときは図８（ｂ）のグラフに示される変換方法に従って全体的に暗くなるように変換する（Ｓ４５）。点Ｉｌは固定であり、各色ごとに閥値Ｉ０を操作することにより、特定の色を濃くしたり薄くしたりすることができる。
【００５６】
このとき、図９のような重み関数で得られる係数Ｗを用い、彩度Ｓが小さい画素は濃度変換の度合いを小さくするようにしてもよい。すなわち、変換後の濃度Ｉ″は次式（２）のようにして求める。
【００５７】
Ｉ″＝Ｉ＋Ｗ×（Ｉ′―Ｉ） …（２）
このようにすれば、色の薄い（彩度Ｓが小さい）画素に対する変換後の濃度変化量は小さくなる。それとともに、彩度ＳＡ０付近で文字や絵の輪郭が不自然になることを防ぎ、自然なモノクロ画像を得ることができる。
【００５８】
濃度変換する指定がなければ（Ｓ４４でＮＯ）、Ｓ４３で求められた輝度成分Ｉを変換後の濃度としてそのまま出力する（Ｓ４６）。
【００５９】
この処理を画像中の全ての画素について行なう。
なお、ここではＲ、Ｇ、Ｂ各成分の平均Ｉを図８および図９の関数に従って変換するようにしたが、式（１）におけるＲ、Ｇ、Ｂの係数を自由に変えた関数を各色ごとに用意し、その関数に従って画像変換を行なうようにしてもよい。また、ＨＳＩ空間以外の他の色空間において濃度変換を行なうようにしてもよい。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によると、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６１】
図１０を参照して、第２の実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。
【００６２】
図３を参照して説明したのと同様、スキャナ５０により読取られた画像が、コンピュータ４１に入力され、その画像で使われている色が判別される（Ｓ１およびＳ２）。Ｓ１およびＳ２の処理は、第１の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６３】
画像中で使用されている色ごとに、変換後の画像の濃度が指定される（Ｓ６）。入力画像は、指定された濃度のモノクロ画像に変換された後（Ｓ４）、ディスプレイ４２に変換後の画像が表示（出力）される（Ｓ５）。Ｓ４およびＳ５の処理は、第１の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６４】
次に、Ｓ６の処理について説明する。
第１の実施の形態の画像変換処理では、変換後のモノクロ画像が変換前のカラー画像同様見やすくなるように、画像で使われている色情報に応じて変換後の濃度を自動的に決定している（図３のＳ３）。これに対し、本実施の形態のＳ６の処理では、ユーザがマウス４６、キーボード４５またはマイク（図示せず）等を用いて画像変換後の濃度を指定する。
【００６５】
ユーザは、ディスプレイ４２を見ながら各色の濃度および無彩色の濃度を指定する。図１１にディスプレイ４２に表示される濃度指定画面の一例を示す。コンピュータ４１に入力された画像は、画像表示領域１１に表示される。また、Ｓ２の処理により判別された色は判別色表示領域１２および１３に表示される。ユーザは、濃度調整つまみ１４、１５および１６のいずれかを左右にスライドさせることにより、各色または無彩色の濃度をそれぞれ独立に変化させることができる。その変換結果が画像表示領域１１に表示される。このような操作を行なうことにより、ある色を背景色と同じにして見えないようにしたり、ある色を濃く、無彩色を薄くすることにより強調表示したりすることが可能である。
【００６６】
本実施の形態によると、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、ユーザが変換後の濃度を指定し、指定された濃度に色成分が変換される。このため、各色の変換後の濃度をユーザが自由に指定することにより、思いどおりのモノクロ画像に変換することができる。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６７】
図１２を参照して、第３の実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。
【００６８】
Ｓ１およびＳ２の処理は、第１の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６９】
画像中の文字領域が色ごとに抽出される（Ｓ７）。画像中の文字列の変換後の装飾方法が色ごとに自動的に決定される（Ｓ８）。画像中で色のついた文字列に対し、Ｓ８で決定された装飾が施され、モノクロ画像に変換される（Ｓ９）。変換後の画像がディスプレイ４２に表示（出力）される（Ｓ５）。
【００７０】
図１３を参照して、図１２のＳ７の処理について説明する。Ｓ２の処理で判別された色ごとに、２値画像を作成する。すなわち、着目する色を有する画素の画素値を１とし、それ以外の色を有する画素または無彩色の画素の画素値を０とする画像を作成する。このような２値画像が色の数だけ作成される。（Ｓ７１）。これらの画像に対しラベリング処理が施され、矩形領域が抽出される（Ｓ７２）。ラベリング処理方法および矩形領域抽出方法は、一般に知られている。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７１】
各色ごとに横軸を矩形の大きさ、縦軸を矩形の数としたグラフを作成し、矩形数が最大となる時の矩形の大きさを、その色の文字サイズと推定する（Ｓ７３）。文字サイズよりはるかに大きい矩形は誤抽出であるかまたは図表領域であると判断し、文字領域から除外する。文字サイズから文字間隔を推定する。たとえば、文字サイズの横幅の半分を文字間隔と推定する。文字間隔よりも近い距離にある矩形同士を統合し、各色ごとに文字領域を抽出する（Ｓ７４）。
【００７２】
図１４を参照して、図１２のＳ８の処理について説明する。Ｓ２で判別された入力画像の色数により、画像がもともとモノクロまたはフルカラーの場合は色ごとに文字領域を抽出できない。このため、式（ｌ）により各画素の濃度Ｉを決定する（Ｓ８１でＹＥＳ、Ｓ３１）。
【００７３】
画像で使われている色が１色のときは、その色が原稿中で強調したい箇所に使われている可能性が高い。このため、その色で書かれた文字を反転表示して変換する（Ｓ８１でＮＯ、Ｓ８２でＹＥＳ、Ｓ８３）。装飾方法は反転表示に限らず網かけ、下線など、周りの文字と比較して強調されるような装飾であればよい。
【００７４】
画像で使われている色が複数色のときは、各色で装飾が異なるようにし、それぞれの文字が強調されるように変換する（Ｓ８１でＮＯ、Ｓ８２でＮＯ、Ｓ８４）。例えば画像で使われている色が赤、緑、青の３色であったとすると、赤で書かれた文字領域は反転表示、緑で書かれた文字領域は網かけ、青で書かれた文字領域は波下線となるように変換する。もちろんこれらの装飾を他の装飾にしてもよい。
【００７５】
次に、図１２のＳ９の処理について説明する。入力した画像に対して、いずれの色の文字領域でもない画素については式（１）に従ってモノクロ画像に変換される。Ｓ７で抽出された文字領域内の画素については、Ｓ８で定められた装飾が加えられた後、モノクロ画像に変換される。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態によると、文字の色ごとに異なる装飾が、文字領域に施される。このため、カラー画像で強調表示されていた文字をモノクロ画像に変換した場合であっても、その文字を強調することができる。
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７７】
図１５を参照して、本実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。本実施の形態の画像変換処理は、図１２を参照して説明した第３の実施の形態の画像変換処理において、Ｓ８の処理の変わりにＳ１０の処理を用いたものである。その他の処理は、第３の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７８】
Ｓ１０の処理について説明する。
図１２のＳ８では、変換後のモノクロ画像が変換前のカラー画像と同様に見やすくなるように、画像で使われている色情報に応じて変換後に加える装飾を自動的に決定している。これに対して、Ｓ１０では、ユーザがマウス４６、キーボード４５またはマイク等を用いて画像中の文字傾域に加える装飾を指定する。
【００７９】
ユーザは、ディスプレイ４２を見ながら、装飾の指定を行なう。ディスプレイ４２に表示される装飾方法指定画面の一例を図１６に示す。コンピュータ４１に入力された画像は、画像表示領域１１に表示される。また、Ｓ２の処理により判別された色は判別色表示領域１２および１３に表示される。ユーザは、装飾方法選択メニュー１７または１８から、各色で書かれた文字の装飾をそれぞれ独立に指定することができる。指定された装飾が施された変換結果は、画像表示領域１１に表示される。装飾方法には反転、網かけ、下線、波線、枠、マスク、取消線、大字、細字などが含まれる。
【００８０】
本実施の形態によると、ユーザは、文字の色ごとに装飾方法を指定することができる。このため、ユーザは、文字領域に思いどおりの装飾を施し、モノクロ画像に変換することができる。
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００８１】
図１７を参照して、第５の実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。磁気ディスク５３などに記憶された画像が読込まれ（Ｓｌ）、その画像で使われている色が判別される（Ｓ２）。
【００８２】
各色毎に領域抽出が行なわれ（Ｓ５１）、各色毎にその領域の変換後のモノクロのテクスチャが決定される（Ｓ５２）。Ｓ５１の処理で抽出された領域をＳ５２の処理で定められたテクスチャの領域に変換する（Ｓ５３）。変換後のモノクロ画像は、ディスプレイ４２に表示されたり、プリンタ（図示せず）に出力されたりする（Ｓ５）。
【００８３】
次にＳ５１の処理について説明する。Ｓ２の処理で判別された色ごとに、２値画像が作成される。すなわち、着目する色を有する画素の画素値を１とし、それ以外の色を有する画素または無彩色の画素の画素値を０とする画像を作成する。このような２値画像が色の数だけ作成される。これらの画像に対してラベリング処理が施され、色ごとに領域が抽出される。ラベリング処理方法は一般的に知られている。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００８４】
Ｓ５２の処理について説明する。Ｓ２の処理で判別された入力画像の色数により、画像がもともとモノクロまたはフルカラーの場合は、上述の式（１）により各画素の濃度Ｉが決定される。画像で使われている色が１色のときは、その色で描かれている領域がモノクロ画像になっても区別できるよう、斜線、綱かけ等のテクスチャに変換される。
【００８５】
画像で使われている色が複数のときは、各色ごとに彩度Ｓの平均値をとり、彩度Ｓの平均値が高い順にテクスチャの密度を変えて変換する。例えば画像で使われている色が赤、緑、青の３色であり、それぞれの彩度の平均値が順に０．８、０．６、０．４であったとすると、赤を一番密度の高い斜線、緑をその次に密度の高い斜線、青を一番密度の低い斜線に変換する。彩度Ｓの平均値の代わりに最大値を用いてもよいし、斜線を他のテクスチャに変えてもよい。また、各色の彩度Ｓに関係なく、斜線、格子、網かけというようにテクスチャの種類を色に応じて変えることにより区別してもよい。さらに、ユーザがテクスチャの種類を手動で指定するようにしてもよい。
【００８６】
Ｓ５３の処理について説明する。入力画像の中で色が付されていない領域は上述の式（１）に従ってモノクロ画像に変換される。色が付された領域内の画素は、Ｓ５２で指定されたテクスチャに変えられて、モノクロ画像に変換される。
【００８７】
たとえば、図１８は、３色に色分けされたグラフをテクスチャ表示し、見易くしたものを示している。
【００８８】
本実施の形態によると、カラー画像に含まれる領域に対し、色ごとに異なるテクスチャが施され、モノクロ画像に変換される。このため、色の違いでデータの違いを表現しているグラフのような画像をモノクロ画像に変換した場合であっても、データの違いを適切に表現することができる。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によると、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像変換装置の外観図である。
【図２】 画像変換装置のハードウェア構成図である。
【図３】 第１の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図４】 図ｌのＳ２の詳細フローチャートである。
【図５】 図４のＳ２２およびＳ２３を説明するためのグラフである。
【図６】 図３のＳ３の詳細フローチャートである。
【図７】 図３のＳ４の詳細フローチャートである。
【図８】 図７のＳ４３における濃度の変換関数を説明するためのグラフである。
【図９】 図７のＳ４３における変換時の重み関数を説明するためのグラフである。
【図１０】 第２の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１１】 ディスプレイに表示される濃度指定画面の一例を示す図である。
【図１２】 第３の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１３】 図１２のＳ７の詳細フローチャートである。
【図１４】 図１２のＳ８の詳細フローチャートである。
【図１５】 第４の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１６】 ディスプレイに表示される装飾方法指定画面の一例を示す図である。
【図１７】 第５の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１８】 第５の実施の形態の画像変換処理により変換されたグラフの一例を示す図である。
【符号の説明】
１１ 画像表示領域、１２ 判別色表示領域、１７ 装飾方法選択メニュー、４１ コンピュータ、４２ ディスプレイ、４３ 磁気テープ装置、４４ 磁気テープ、４５ キーボード、４６ マウス、４７ ＣＤ−ＲＯＭ装置、４８ ＣＤ−ＲＯＭ、４９ 通信モデム、５０ スキャナ、５１ ＲＯＭ、５２ ＲＡＭ、５３ 磁気ディスク、５４ ＣＰＵ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に多色刷り文書画像などを読みやすいモノクロ画像に変換する画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子書籍作成装置、デジタル複写機または電子ファイリングシステム等では、カラーの入力画像をモノクロ画像に変換した後、出力する場合がある。一般に、カラー画像からモノクロ画像への変換は、カラー画像から輝度成分を抽出することにより行なわれる。次式（１）はカラー画像の赤（Ｒ）成分、緑（Ｇ）成分および青（Ｂ）成分から輝度成分（Ｉ）を抽出する式である。
【０００３】
Ｉ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ …（１）
式（１）は人間の視覚特性に基づいて定められたものであり、式（１）を用いることにより写真などのフルカラー画像を自然な感じでモノクロ画像に変換することができる。
【０００４】
また、デジタル複写機等では、このようなＲ、Ｇ、Ｂ各成分の相加平均を輝度成分とする方法の他に、Ｇ成分そのものを輝度成分とし、カラー画像をモノクロ画像に変換する方法も採用されている。
【０００５】
ところが、相加平均の値やＧ成分を輝度成分とした場合、色のついた部分、特に黄や緑といった色の部分は黒に比べて薄く変換されてしまう。このため、原稿を見る者に与える印象がカラー画像の場合と異なってしまう場合がある。
【０００６】
また、相加平均をとった場合、変換前の色の違いが変換後に反映されなくなってしまう場合がある。例えば、教科書や学習参考書など、重要な語句が色で強調された多色刷り原稿や、項目ごとに色分けされたグラフまたは図などをモノクロ画像に変換した際、強調したい部分が逆に薄く変換されてしまったり、どの色も同じ濃さに変換されて他との区別ができなくなってしまったりするという問題がある。
【０００７】
このような問題に対し、例えば特開２０００−１３６２１号公報では、画像の色を自動的に判別し、自然なモノクロ画像に変換する方法が提案されている。これによると、画像内で使われている色を色相、彩度、明度の分布に基づいて判別し、判別された色に応じて色成分の混合比を自動的に決定することにより、自然なモノクロ画像に変換することができる。また、混合比をユーザが手動で指定すれば、ユーザが思ったとおりのモノクロ画像に変換することができる。
【０００８】
また、特開平７−１２１７３３号公報では、文書上の領域ごとに色を判別し、色のついた文字の大きさを他とは変えて表現する方法が提案されている。この方法によると、文書画像上の画素の集まりを意味のある小領域に分割し、小領域中の文字の色に応じて文字サイズを変えてモノクロ画像に変換する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２０００−１３６２１号公報で提案される色の判別方法は、彩度で重みづけをした色相のヒストグラムをとり、その最大値をとる色相を代表色相としている。このため、２色以上の判別をすることができない。また、使われている色を赤、黄、緑、水色、青、赤紫の６色の中から選択してＲ、Ｇ、Ｂの混合比を決めるため、中間調の色に対しては適切な混合比を得られない場合がある。
【００１０】
同じ特開２０００−１３６２１号公報で提案される、Ｒ、Ｇ、Ｂの混合比を自由に変えられる方法にあっては以下のような問題がある。例えば赤と黒の２色刷り画像をモノクロ画像に変換する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの混合比を０：０．５：０．５にすれば赤で書かれた部分を濃く変換することができる。同様に、赤と青と黒の３色刷り画像をモノクロ画像に変換する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの混合比を０：１：０にすれば赤と青で書かれた部分を濃くすることができるし、０．３：０．７：０にすれば青を一番濃く、赤を少し薄くといった調整もできる。しかし、色の組み合わせは無限にあるため、これらの混合比を全てあらかじめ用意しておくのは困難である。また、濃度の調整も簡単に行なうことはできない。さらに、３色以上のインクが使われた原稿の場合には、混合比の計算自体が困難になる。
【００１１】
また、特開平７−１２１７３３号公報で提案される、文書上の領域ごとに色を判別し、色のついた文字の大きさを変えて表現する方法には以下のような問題がある。例えば報告書のような文書で見出しが赤、小見出しが青といったものであればそれらの領域を検出し、文字を大きくすることによって見やすくする効果が得られる。しかし、教科書や学習参考書のような、段落中のところどころが赤で書いてあるような文書の場合、領域ごとに色を判別することは困難であるし、文字サイズを変えてしまうと文書全体の印象、レイアウトが変換前と異なってしまう恐れがある。また、色分けしたグラフまたは図をモノクロに変換した際に、色ごとの区別ができなくなるという問題がある。
【００１２】
それゆえ本発明の目的は、複数の色で表現されたカラー画像であっても、見易さを損なわないようにモノクロ画像に変換することができる画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、色を用いることにより強調表示されている画像をモノクロ画像に変換した場合にも、強調表示が損なわれない画像変換方法および装置、ならびに画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のある局面に従う画像変換方法は、
カラー画像をモノクロ画像に変換する画像変換方法であって、
前記カラー画像に含まれる複数の色を判別するステップと、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定するステップと、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換ステップと、
前記第１変換ステップによる変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換ステップとを含み、
前記濃度を決定するステップは、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する。
【００１５】
濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。第１変換ステップの働きにより、カラー画像の各画素の色成分が、決定した濃度に変換される。第２変換ステップの働きにより、第１変換ステップによる変換後の濃度が、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換される。また、濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度が高濃度に決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。また、第２変換ステップの働きにより、変換前に薄く見える色は変換後も薄く変換される。このため、図に塗られた薄い色や地色なども自然な濃度で変換することができる。
【００２６】
本発明の他の局面に従う画像変換装置は、
カラー画像をモノクロ画像に変換する画像変換装置であって、
前記カラー画像に含まれる複数の色を判別する手段と、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定する手段と、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換手段と、
前記第１変換手段による変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換手段とを含み、
前記濃度を決定する手段は、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する。
【００２７】
濃度を決定する手段の働きにより、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。第１変換手段の働きにより、カラー画像の各画素の色成分が、決定した濃度に変換される。第２変換手段の働きにより、第１変換手段による変換後の濃度が、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換される。また、濃度を決定する手段の働きにより、カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度が高濃度に決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。また、第２変換手段の働きにより、変換前に薄く見える色は変換後も薄く変換される。このため、図に塗られた薄い色や地色なども自然な濃度で変換することができる。
【００３２】
本発明のさらに他の局面に従うコンピュータ読取可能な記録媒体は、
カラー画像に含まれる複数の色を判別するステップと、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定するステップと、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換ステップと、
前記第１変換ステップによる変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換ステップとをコンピュータに実行させ、
前記濃度を決定するステップは、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する、画像変換プログラムを記録している。
【００３３】
濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。第１変換ステップの働きにより、カラー画像の各画素の色成分が、決定した濃度に変換される。第２変換ステップの働きにより、第１変換ステップによる変換後の濃度が、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換される。また、濃度を決定するステップの働きにより、カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度が決定される。また、カラー画像がフルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度が高濃度に決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。また、第２変換ステップの働きにより、変換前に薄く見える色は変換後も薄く変換される。このため、図に塗られた薄い色や地色なども自然な濃度で変換することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る画像変換装置は、コンピュータ４１と、コンピュータ４１に指示を与えるためのキーボード４５およびマウス４６と、各種情報を表示するためのディスプレイ４２と、コンピュータ４１で実行されるプログラムをそれぞれ読取るための磁気テープ装置４３、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）装置４７および通信モデム４９と、カラー原稿を読取るためのスキャナ５０とを含む。
【００３９】
画像変換を行なうためのプログラムは、コンピュータ４１で読取可能な記録媒体である磁気テープ４４またはＣＤ−ＲＯＭ４８に記録され、磁気テープ装置４３またはＣＤ−ＲＯＭ装置４７でそれぞれ読取られる。または、通信回線を介して通信モデム４９で読取られる。
【００４０】
図２を参照して、コンピュータ４１は、磁気テープ装置４３、ＣＤ−ＲＯＭ装置４７または通信モデム４９を介して読取られたプログラムを実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）５４と、コンピュータ４１の動作に必要なその他のプログラムおよびデータを記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）５１と、プログラム、プログラム実行時のパラメータ、演算結果などを記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）５２と、プログラム、画像データなどを記憶するための磁気ディスク５３とを含む。
【００４１】
図３を参照して、画像変換処理について説明する。
多色刷りの原稿がスキャナ５０により読取られ、コンピュータ４１に画像が入力される（Ｓ１）。入力された画像で使われている色が判別される（Ｓ２）。画像で使われている色情報に応じて変換後の濃度が決定される（Ｓ３）。カラーの入力画像が決定された濃度のモノクロ画像に変換され（Ｓ４）、ディスプレイ４２に変換後の画像が表示（出力）される（Ｓ５）。
【００４２】
Ｓ１の処理は、スキャナ５０以外であっても、複写機またはカメラなどの画像読取装置から入力されてもよい。また、あらかじめ原稿を読みとった画像が格納された磁気ディスク５３などから読込むようにしてもよい。
【００４３】
さらに、読取られる画像の原稿は、多色刷りの文書、グラフ、図はもちろんのこと、カラー写真であってもよいし、コンピュータグラフィックスなどであってもよい。
【００４４】
Ｓ５では、ディスプレイ４２に画像を表示しているが、ディスプレイ４２は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などであってもよい。また、ディスプレイ４２の変わりにプリンタなどの画像出力装置や、ＦＡＸなどの通信装置に画像を出力するようにしてもよい。さらに、磁気ディスク５３、フロッピーディスク、光磁気ディスクなどに変換後の画像を書き込むようにしてもよい。
【００４５】
図４を用いて、図３のＳ２の処理について説明する。スキャナ５０より入力された画像は、所定単位ごとに色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｉ）に変換される（Ｓ２１）。ＨＳＩへの変換方法は一般的に知られている。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４６】
彩度Ｓで重みづけをした色相Ｈのヒストグラムが求められる（Ｓ２２）。求められたヒストグラムから画像で使われている色が判別される（Ｓ２３）。最後に、判別された色の情報が出力される（Ｓ２４）。
【００４７】
図５を参照して、図４のＳ２２およびＳ２３の処理について説明する。図５は横軸を色相Ｈ、縦軸を彩度Ｓの和としたグラフであり、同一の色相Ｈをとる画素すべてについて、彩度Ｓの値を加算したものである。ただし、画像の中で使われている色を求めるため、彩度Ｓの値が一定値以下の画素は無彩色であると判断して加算しないものとする。この中から彩度Ｓの和が極大になる色相Ｈを選び、これを画像で使われている色の色相Ｈ０、Ｈ１とする。ヒストグラムから極大値を求めるには、判別分析法を用いて谷の部分の色相Ｈ２、Ｈ３を検出し、谷と谷との間の彩度Ｓの最大値を極大値とする。谷が複数ある場合は判別分析法を繰返し用いることにより、すべての極大値が求められる。判別分析法は、一般に知られた方法である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４８】
求められた色相を中心として、所定の範囲内の色相の画素は、その求められた色相に代表される。たとえば、求められた色相がＨ０の場合には、Ｈ０±５の範囲内にある色相の画素は、色相Ｈ０で代表される。
【００４９】
極大値が見つけられないときには入力画像がフルカラー画像か、モノクロ画像であると判断する。なお、画像で使われている色を判別するには、他の方法を用いてもよいし、ユーザが色を指定するようにしてもよい。
【００５０】
図６を参照して、図３のＳ３の処理について説明する。Ｓ２の処理で、判別された入力画像の色数により、画像がもともとモノクロまたはフルカラーの場合は、上述の式（１）により各画素の濃度Ｉを決定する（Ｓ３１）。
【００５１】
画像中で使われている色が１色のときは、その色が原稿中で強調したい箇所に使われている可能性が高い。このため、その色を濃く変換するように濃度を決定する（Ｓ３２）。無彩色の画素を薄く変換して色のついていた画素をさらに強調するように濃度を決定してもよい。
【００５２】
画像で使われている色が複数色のときは、各色ごとに彩度Ｓの平均値をとり、彩度Ｓの平均値が高い順に濃度を段階的に変えて変換する（Ｓ３３）。例えば画像で使われている色が赤、緑、青の３色であり、それぞれの彩度Ｓの平均値が順に０．８、０．６、０．４であったとすると、赤を一番濃く、緑をその次に濃く、青を一番薄くするように変換する。彩度Ｓの平均値の代わりに彩度Ｓの最大値を用いてもよいし、１色のときと同様無彩色の画素を薄く変換して、色のついていた画素がさらに強調されるように濃度を決定してもよい。また、一般の文書では赤で書いた文字は注意をひきやすいため、強調時に使われることが多い。そのため、画像内に赤色があるときは他の色より濃く変換してもよい。
【００５３】
図７を参照して、図３のＳ４の処理について説明する。画像がモノクロまたはフルカラーの場合には（Ｓ４１でＹＥＳ）、式（１）に従いカラー画像からモノクロ画像への変換が行なわれる（Ｓ４２）。
【００５４】
画像がモノクロまたはフルカラー以外の場合には（Ｓ４１でＮＯ）、画像中のある画素に対してＲ、Ｇ、Ｂ各成分の平均値を求め、それを輝度成分Ｉとする（Ｓ４３）。次にこの画素をＨＳＩ変換し、Ｓ３の処理により濃度変換を指定された画素であるか判断する（Ｓ４４）。
【００５５】
彩度Ｓが所定のしきい値ＳＡ０以下の画素は（Ｓ４４でＮＯ）、Ｓ４３で求められた輝度成分Ｉを変換後の濃度としてそのまま出力する（Ｓ４６）。輝度成分Ｉを濃度変換する際には図８のような関数に従って変換後の濃度Ｉ′を得る。すなわち、濃度を上げるときは図８（ａ）のグラフで示される変換方法に従って、その色の画素が全体的に明るくなるように変換し、濃度を下げるときは図８（ｂ）のグラフに示される変換方法に従って全体的に暗くなるように変換する（Ｓ４５）。点Ｉｌは固定であり、各色ごとに閥値Ｉ０を操作することにより、特定の色を濃くしたり薄くしたりすることができる。
【００５６】
このとき、図９のような重み関数で得られる係数Ｗを用い、彩度Ｓが小さい画素は濃度変換の度合いを小さくするようにしてもよい。すなわち、変換後の濃度Ｉ″は次式（２）のようにして求める。
【００５７】
Ｉ″＝Ｉ＋Ｗ×（Ｉ′―Ｉ） …（２）
このようにすれば、色の薄い（彩度Ｓが小さい）画素に対する変換後の濃度変化量は小さくなる。それとともに、彩度ＳＡ０付近で文字や絵の輪郭が不自然になることを防ぎ、自然なモノクロ画像を得ることができる。
【００５８】
濃度変換する指定がなければ（Ｓ４４でＮＯ）、Ｓ４３で求められた輝度成分Ｉを変換後の濃度としてそのまま出力する（Ｓ４６）。
【００５９】
この処理を画像中の全ての画素について行なう。
なお、ここではＲ、Ｇ、Ｂ各成分の平均Ｉを図８および図９の関数に従って変換するようにしたが、式（１）におけるＲ、Ｇ、Ｂの係数を自由に変えた関数を各色ごとに用意し、その関数に従って画像変換を行なうようにしてもよい。また、ＨＳＩ空間以外の他の色空間において濃度変換を行なうようにしてもよい。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によると、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６１】
図１０を参照して、第２の実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。
【００６２】
図３を参照して説明したのと同様、スキャナ５０により読取られた画像が、コンピュータ４１に入力され、その画像で使われている色が判別される（Ｓ１およびＳ２）。Ｓ１およびＳ２の処理は、第１の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６３】
画像中で使用されている色ごとに、変換後の画像の濃度が指定される（Ｓ６）。入力画像は、指定された濃度のモノクロ画像に変換された後（Ｓ４）、ディスプレイ４２に変換後の画像が表示（出力）される（Ｓ５）。Ｓ４およびＳ５の処理は、第１の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６４】
次に、Ｓ６の処理について説明する。
第１の実施の形態の画像変換処理では、変換後のモノクロ画像が変換前のカラー画像同様見やすくなるように、画像で使われている色情報に応じて変換後の濃度を自動的に決定している（図３のＳ３）。これに対し、本実施の形態のＳ６の処理では、ユーザがマウス４６、キーボード４５またはマイク（図示せず）等を用いて画像変換後の濃度を指定する。
【００６５】
ユーザは、ディスプレイ４２を見ながら各色の濃度および無彩色の濃度を指定する。図１１にディスプレイ４２に表示される濃度指定画面の一例を示す。コンピュータ４１に入力された画像は、画像表示領域１１に表示される。また、Ｓ２の処理により判別された色は判別色表示領域１２および１３に表示される。ユーザは、濃度調整つまみ１４、１５および１６のいずれかを左右にスライドさせることにより、各色または無彩色の濃度をそれぞれ独立に変化させることができる。その変換結果が画像表示領域１１に表示される。このような操作を行なうことにより、ある色を背景色と同じにして見えないようにしたり、ある色を濃く、無彩色を薄くすることにより強調表示したりすることが可能である。
【００６６】
本実施の形態によると、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、ユーザが変換後の濃度を指定し、指定された濃度に色成分が変換される。このため、各色の変換後の濃度をユーザが自由に指定することにより、思いどおりのモノクロ画像に変換することができる。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６７】
図１２を参照して、第３の実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。
【００６８】
Ｓ１およびＳ２の処理は、第１の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６９】
画像中の文字領域が色ごとに抽出される（Ｓ７）。画像中の文字列の変換後の装飾方法が色ごとに自動的に決定される（Ｓ８）。画像中で色のついた文字列に対し、Ｓ８で決定された装飾が施され、モノクロ画像に変換される（Ｓ９）。変換後の画像がディスプレイ４２に表示（出力）される（Ｓ５）。
【００７０】
図１３を参照して、図１２のＳ７の処理について説明する。Ｓ２の処理で判別された色ごとに、２値画像を作成する。すなわち、着目する色を有する画素の画素値を１とし、それ以外の色を有する画素または無彩色の画素の画素値を０とする画像を作成する。このような２値画像が色の数だけ作成される。（Ｓ７１）。これらの画像に対しラベリング処理が施され、矩形領域が抽出される（Ｓ７２）。ラベリング処理方法および矩形領域抽出方法は、一般に知られている。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７１】
各色ごとに横軸を矩形の大きさ、縦軸を矩形の数としたグラフを作成し、矩形数が最大となる時の矩形の大きさを、その色の文字サイズと推定する（Ｓ７３）。文字サイズよりはるかに大きい矩形は誤抽出であるかまたは図表領域であると判断し、文字領域から除外する。文字サイズから文字間隔を推定する。たとえば、文字サイズの横幅の半分を文字間隔と推定する。文字間隔よりも近い距離にある矩形同士を統合し、各色ごとに文字領域を抽出する（Ｓ７４）。
【００７２】
図１４を参照して、図１２のＳ８の処理について説明する。Ｓ２で判別された入力画像の色数により、画像がもともとモノクロまたはフルカラーの場合は色ごとに文字領域を抽出できない。このため、式（ｌ）により各画素の濃度Ｉを決定する（Ｓ８１でＹＥＳ、Ｓ３１）。
【００７３】
画像で使われている色が１色のときは、その色が原稿中で強調したい箇所に使われている可能性が高い。このため、その色で書かれた文字を反転表示して変換する（Ｓ８１でＮＯ、Ｓ８２でＹＥＳ、Ｓ８３）。装飾方法は反転表示に限らず網かけ、下線など、周りの文字と比較して強調されるような装飾であればよい。
【００７４】
画像で使われている色が複数色のときは、各色で装飾が異なるようにし、それぞれの文字が強調されるように変換する（Ｓ８１でＮＯ、Ｓ８２でＮＯ、Ｓ８４）。例えば画像で使われている色が赤、緑、青の３色であったとすると、赤で書かれた文字領域は反転表示、緑で書かれた文字領域は網かけ、青で書かれた文字領域は波下線となるように変換する。もちろんこれらの装飾を他の装飾にしてもよい。
【００７５】
次に、図１２のＳ９の処理について説明する。入力した画像に対して、いずれの色の文字領域でもない画素については式（１）に従ってモノクロ画像に変換される。Ｓ７で抽出された文字領域内の画素については、Ｓ８で定められた装飾が加えられた後、モノクロ画像に変換される。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態によると、文字の色ごとに異なる装飾が、文字領域に施される。このため、カラー画像で強調表示されていた文字をモノクロ画像に変換した場合であっても、その文字を強調することができる。
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７７】
図１５を参照して、本実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。本実施の形態の画像変換処理は、図１２を参照して説明した第３の実施の形態の画像変換処理において、Ｓ８の処理の変わりにＳ１０の処理を用いたものである。その他の処理は、第３の実施の形態と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７８】
Ｓ１０の処理について説明する。
図１２のＳ８では、変換後のモノクロ画像が変換前のカラー画像と同様に見やすくなるように、画像で使われている色情報に応じて変換後に加える装飾を自動的に決定している。これに対して、Ｓ１０では、ユーザがマウス４６、キーボード４５またはマイク等を用いて画像中の文字傾域に加える装飾を指定する。
【００７９】
ユーザは、ディスプレイ４２を見ながら、装飾の指定を行なう。ディスプレイ４２に表示される装飾方法指定画面の一例を図１６に示す。コンピュータ４１に入力された画像は、画像表示領域１１に表示される。また、Ｓ２の処理により判別された色は判別色表示領域１２および１３に表示される。ユーザは、装飾方法選択メニュー１７または１８から、各色で書かれた文字の装飾をそれぞれ独立に指定することができる。指定された装飾が施された変換結果は、画像表示領域１１に表示される。装飾方法には反転、網かけ、下線、波線、枠、マスク、取消線、大字、細字などが含まれる。
【００８０】
本実施の形態によると、ユーザは、文字の色ごとに装飾方法を指定することができる。このため、ユーザは、文字領域に思いどおりの装飾を施し、モノクロ画像に変換することができる。
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態に係る画像変換装置のハードウェア構成と同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００８１】
図１７を参照して、第５の実施の形態に係る画像変換装置による画像変換処理について説明する。磁気ディスク５３などに記憶された画像が読込まれ（Ｓｌ）、その画像で使われている色が判別される（Ｓ２）。
【００８２】
各色毎に領域抽出が行なわれ（Ｓ５１）、各色毎にその領域の変換後のモノクロのテクスチャが決定される（Ｓ５２）。Ｓ５１の処理で抽出された領域をＳ５２の処理で定められたテクスチャの領域に変換する（Ｓ５３）。変換後のモノクロ画像は、ディスプレイ４２に表示されたり、プリンタ（図示せず）に出力されたりする（Ｓ５）。
【００８３】
次にＳ５１の処理について説明する。Ｓ２の処理で判別された色ごとに、２値画像が作成される。すなわち、着目する色を有する画素の画素値を１とし、それ以外の色を有する画素または無彩色の画素の画素値を０とする画像を作成する。このような２値画像が色の数だけ作成される。これらの画像に対してラベリング処理が施され、色ごとに領域が抽出される。ラベリング処理方法は一般的に知られている。このため、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００８４】
Ｓ５２の処理について説明する。Ｓ２の処理で判別された入力画像の色数により、画像がもともとモノクロまたはフルカラーの場合は、上述の式（１）により各画素の濃度Ｉが決定される。画像で使われている色が１色のときは、その色で描かれている領域がモノクロ画像になっても区別できるよう、斜線、綱かけ等のテクスチャに変換される。
【００８５】
画像で使われている色が複数のときは、各色ごとに彩度Ｓの平均値をとり、彩度Ｓの平均値が高い順にテクスチャの密度を変えて変換する。例えば画像で使われている色が赤、緑、青の３色であり、それぞれの彩度の平均値が順に０．８、０．６、０．４であったとすると、赤を一番密度の高い斜線、緑をその次に密度の高い斜線、青を一番密度の低い斜線に変換する。彩度Ｓの平均値の代わりに最大値を用いてもよいし、斜線を他のテクスチャに変えてもよい。また、各色の彩度Ｓに関係なく、斜線、格子、網かけというようにテクスチャの種類を色に応じて変えることにより区別してもよい。さらに、ユーザがテクスチャの種類を手動で指定するようにしてもよい。
【００８６】
Ｓ５３の処理について説明する。入力画像の中で色が付されていない領域は上述の式（１）に従ってモノクロ画像に変換される。色が付された領域内の画素は、Ｓ５２で指定されたテクスチャに変えられて、モノクロ画像に変換される。
【００８７】
たとえば、図１８は、３色に色分けされたグラフをテクスチャ表示し、見易くしたものを示している。
【００８８】
本実施の形態によると、カラー画像に含まれる領域に対し、色ごとに異なるテクスチャが施され、モノクロ画像に変換される。このため、色の違いでデータの違いを表現しているグラフのような画像をモノクロ画像に変換した場合であっても、データの違いを適切に表現することができる。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によると、カラー画像に含まれる複数の色の各々について、色情報から変換後の濃度が決定される。このため、明度が同じ複数の色が混在するような場合であっても、各色の変換後の濃度を自動的に決定し、変換後も見やすさを損なわないモノクロ画像に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像変換装置の外観図である。
【図２】 画像変換装置のハードウェア構成図である。
【図３】 第１の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図４】 図ｌのＳ２の詳細フローチャートである。
【図５】 図４のＳ２２およびＳ２３を説明するためのグラフである。
【図６】 図３のＳ３の詳細フローチャートである。
【図７】 図３のＳ４の詳細フローチャートである。
【図８】 図７のＳ４３における濃度の変換関数を説明するためのグラフである。
【図９】 図７のＳ４３における変換時の重み関数を説明するためのグラフである。
【図１０】 第２の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１１】 ディスプレイに表示される濃度指定画面の一例を示す図である。
【図１２】 第３の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１３】 図１２のＳ７の詳細フローチャートである。
【図１４】 図１２のＳ８の詳細フローチャートである。
【図１５】 第４の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１６】 ディスプレイに表示される装飾方法指定画面の一例を示す図である。
【図１７】 第５の実施の形態による画像変換処理のフローチャートである。
【図１８】 第５の実施の形態の画像変換処理により変換されたグラフの一例を示す図である。
【符号の説明】
１１ 画像表示領域、１２ 判別色表示領域、１７ 装飾方法選択メニュー、４１ コンピュータ、４２ ディスプレイ、４３ 磁気テープ装置、４４ 磁気テープ、４５ キーボード、４６ マウス、４７ ＣＤ−ＲＯＭ装置、４８ ＣＤ−ＲＯＭ、４９ 通信モデム、５０ スキャナ、５１ ＲＯＭ、５２ ＲＡＭ、５３ 磁気ディスク、５４ ＣＰＵ。
Claims (3)
- カラー画像をモノクロ画像に変換する画像変換方法であって、
前記カラー画像に含まれる複数の色を判別するステップと、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定するステップと、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換ステップと、
前記第１変換ステップによる変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換ステップとを含み、
前記濃度を決定するステップは、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する、画像変換方法。 - カラー画像をモノクロ画像に変換する画像変換装置であって、
前記カラー画像に含まれる複数の色を判別する手段と、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定する手段と、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換手段と、
前記第１変換手段による変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換手段とを含み、
前記濃度を決定する手段は、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する、画像変換装置。 - カラー画像に含まれる複数の色を判別するステップと、
前記カラー画像に含まれる各画素について、色情報に基づき変換後の濃度を決定するステップと、
前記カラー画像の各画素の色成分を、決定した濃度に変換する第１変換ステップと、
前記第１変換ステップによる変換後の濃度を、所定の彩度範囲の画素について彩度の大きい画素ほど大きな値を有する重み関数を用いて、さらに変換する第２変換ステップとをコンピュータに実行させ、
前記濃度を決定するステップは、
前記カラー画像のフルカラー領域は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値にそれぞれ対応する重みをつけてから平均して求めた輝度成分から各画素の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で複数色の領域を含むときは、各色ごとに彩度の平均値または最大値が大きい順に高濃度から低濃度へと段階的に濃度を変えて該複数色領域の濃度を決定し、
前記カラー画像が前記フルカラー領域でない場合で１色の領域を含むときは、該色領域の濃度を高濃度に決定する、画像変換プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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