JP4264736B2 - 画像処理装置および画像処理方法、画像処理システム - Google Patents

Description

本発明は、入力画像信号の下地処理を行う画像処理技術に関するものである。

画像処理の一つとして下地色の処理がある。例えばスキャナなどの画像読取装置で原稿画像を読み取ると、画像中には原稿の用紙の色が背景色として存在することになる。このような背景色は、意識して色紙を用いたり全面に彩色するなどといったことがない限り、例えば単色の「白」として認識される色である。しかし実際には、用紙の質や状態などによって単色であることはまれであり、ある程度の色のばらつきを生じる。この色のばらつきは、上述のように通常は単色で表現できればよいことから、いわば冗長な情報である。そのため、背景色と考えられる色については、単色により表現することが好ましい。また、画像を伝送あるいは蓄積する場合を考えると、上述のような背景色における色のばらつきは画像を圧縮した時に、データ量の増大に直結し、伝送時間の長期化および必要とするメモリ量の増大を招いてしまうという問題がある。

また、例えば上述のように画像読取装置で読み取った画像を、プリンタなどの画像形成装置によって用紙上に形成する場合を考えると、読み取った画像の背景色をそのまま画像形成装置で再現しようとしても、画像形成の際に用いる用紙の色によって影響を受ける。逆に、画像読取装置で読み取った原稿画像の背景色は原稿の用紙の地色であることが推定され、画像形成時には使用する用紙の地色をそのまま利用した方が、測色的な色は異なってもユーザにとって好ましい場合が多い。

上述のような理由から、画像中の背景色（特に用紙の白）については、忠実な色再現はそれほど求められず、逆に背景色のばらつきを抑えるための下地処理が必要となっている。

従来の下地処理としては、単純には入力された画像信号が一定範囲の色であれば下地として判断して白に置き換える等の方法がある。しかしこのような単純な方法では、下地色とその周囲の色との間に色の段差が発生するなど、色再現性が低下してしまう。

例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているような画像処理の方法が開発され、この技術を用いて画像読み取り時の原稿の下地色から、画像を形成する用紙の下地色への下地色領域での色調整を行うことができる。これによって、下地色近傍での色の段差などは発生せず、良好な色再現性を得ることができる。しかしこれらの技術では、上述のような下地色のばらつきが生じていると、そのばらつきについても、ばらつきを保持したまま色調整を行ってしまう。そのため、その後に下地処理を行わなければならなかった。

特開平９−２１４７９２号公報 特開平１０−３２６３４０号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、なめらかな色再現が可能であり、しかもデータ量を削減可能であるとともに、簡易な処理によって入力画像信号に対して下地処理を行うことができる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とするものである。さらに、そのような画像処理装置や画像処理方法を利用した画像処理システムを提供することを目的とするものである。

本発明は、入力画像信号の下地処理を行って出力する画像処理装置および画像処理方法において、入力画像信号の下地レベルを下地検知手段により検知し、検知された下地レベルの中心色からの相対距離が第１の所定値までの色を中心近傍色として該中心近傍色を下地レベルの中心色に変換し、かつ、前記中心色からの相対距離が第１の所定値から第２の所定値までの色について中心近傍色に近いほど中心色に近くなるように重み付けして変換する下地色平滑化処理を行うことを特徴とするものである。

下地色平滑化処理は、下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を相対距離計算手段で計算し、計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として相対距離正規化手段で正規化し、正規化した相対距離を重み係数関数に従って重み係数変換手段により重み係数に変換し、相対距離計算手段により計算された相対距離と重み係数変換手段から出力される重み係数を乗算して、入力画像信号の各成分に加算すべき変化量を変化量計算手段により算出し、算出された変化量を変化量加算手段により入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得るように構成することができる。

さらに、上述のような画像処理装置と、下地レベルの中心色を記録紙の下地レベルの中心色となるように色変換を行う色変換手段を有する画像出力装置を含む画像処理システムを構成することができる。

また本発明は、入力画像信号の下地処理を行って出力する画像処理装置及び画像処理方法において、入力画像信号の下地レベルを下地検知手段により検知し、検知された下地レベルの中心色からの相対距離が第１の所定値までの色を中心近傍色として前記中心色及び前記中心近傍色をあらかじめ設定した設定色に変換し、かつ、前記中心色からの相対距離が第１の所定値から第２の所定値までの色について中心近傍色に近いほど前記設定色に近くなるように重み付けして変換する下地色平滑化処理を行うことを特徴とするものである。

この場合の下地色平滑化処理は、下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を相対距離計算手段で計算し、計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として相対距離正規化手段で正規化し、正規化した相対距離を第１の重み係数関数に従って第１の重み係数に第１の重み係数変換手段で変換し、相対距離計算手段により計算された相対距離と第１の重み係数変換手段から出力される第１の重み係数を乗算して入力画像信号の各成分に加算すべき第１の変化量を第１の変化量計算手段で算出し、また正規化した相対距離を第２の重み係数関数に従って第２の重み係数に第２の重み係数変換手段で変換し、設定色と下地検知手段により検知された下地レベルの中心色との差分を入力画像信号の各成分ごとに計算しそれぞれの差分に対して第２の重み係数変換手段から出力される第２の重み係数を乗算して入力画像信号の各成分に加算すべき第２の変化量を第２の変化量計算手段で算出し、第１の変化量と第２の変化量を変化量加算手段で入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得るように構成することができる。

また、第１の重み係数関数と第２の重み係数関数を同一のものに設定する下地色平滑化処理は、下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を相対距離計算手段で計算し、計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として相対距離正規化手段で正規化し、正規化した相対距離を第３の重み係数関数に従って第３の重み係数に第３の重み係数変換手段で変換し、設定色と前記入力画像信号との差分を前記入力画像信号の各成分ごとに計算し、それぞれの差分に対して第３の重み係数変換手段から出力される第３の重み係数を乗算して入力画像信号の各成分に加算すべき第３の変化量を第３の変化量計算手段で算出し、第３の変化量を変化量加算手段で入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得るように構成することができる。

さらに、上述のような画像処理装置と、設定色を記録紙の下地レベルの中心色となるように色変換を行う色変換手段を有する画像出力装置を含む画像処理システムを構成することができる。

本発明によれば、下地処理によって、ばらついている下地の色を平滑化することができ、例えば画像を圧縮する場合には圧縮率を大幅に向上させることが可能となる。また、下地色の周囲の色についても色変換を行うことによって、色の段差などの発生を抑え、良好な色再現性を実現することができる。さらに、上述の構成における処理は簡単であり、高速処理が可能であるなど、本発明によれば様々な効果がある。

図１は、本発明の画像処理システムの一例を示すブロック図である。図中、１は画像読取部、２は下地色処理部、３は下地色変換部、４は画像形成部、５は伝送路、６は蓄積部である。画像読取部１は原稿上の画像を読み取って入力画像信号を生成する。下地色処理部２は、本発明の画像形成装置または本発明の画像形成方法を実行するものであり、画像読取部１で読み取られた入力画像信号あるいはその他外部から入力された入力画像信号を受け取り、下地レベルの平滑化処理を行って出力画像信号を出力する。このとき、下地レベルの中心色及び中心色の近傍の中心近傍色を下地レベルの中心色に変換し、かつ、中心近傍色の周辺の色を擬似輪郭が発生することなく中心色に近づけるように処理を行う。あるいは、下地レベルの中心色及び中心近傍色をあらかじめ設定した設定色に変換し、かつ、中心近傍色の周辺の色を擬似輪郭が発生することなく設定色に近づけるように処理を行う。この下地色の平滑化処理についての詳細は後述する。

出力画像信号は、伝送路５を通じて、あるいは蓄積部６に蓄積された後に、下地色変換部３に渡される。伝送あるいは蓄積の際には、出力画像信号を圧縮しておき、下地色変換部３において処理を行う前に伸長するように構成することができる。このとき、下地色処理部２によって下地処理を施しているため、圧縮効率を向上することができ、高速な伝送、効率のよい蓄積を実現することができる。

下地色変換部３では、当該出力画像信号中の下地色あるいは設定色を、画像形成部４で画像形成に用いる用紙の下地色に変換する色変換処理を行う。この処理は、例えば特許文献１や特許文献２など、種々の公知の処理を適用することができる。なお、出力画像信号における下地色は、例えば下地色処理部２から出力画像信号とともに受け取ったり、あるいは下地色変換部３側で改めて下地色を認識するように構成することができる。また、下地色処理部２で下地色を設定色に変換している場合には、その設定色の情報を出力画像信号とともに受け取ったり、あるいは下地色変換部３側で改めて設定色を認識するように構成すればよい。

下地色変換部３で色変換処理が施された画像信号は、画像形成部４に渡されて用紙上に画像が形成される。このとき、入力画像信号中の下地色が、画像形成部４で用いる用紙の下地色に変換されていることから、不要な色材による画像が用紙上に形成されず、用紙の下地色のままで再現することができる。また、上述のように中心色に変換した色の周辺の色についても、擬似輪郭が発生しないように中心色に近づけているので、なめらかな高品質の色再現を行うことができる。

本発明の画像処理システムは図１に示された構成に限られるものではなく、上述のように入力画像信号として画像読取部１以外からの画像信号が入力される構成であってもよく、その場合には画像読取部１は設けなくても良い。同様に、出力対象が画像形成部４である必要はなく、表示装置など、様々な出力装置を適用可能である。さらに、伝送路５として一般的なデータ交換ネットワークを利用するほか、下地色処理部２と下地色変換部３とが直結されたシステム構成であっても良い。

図２は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第１の実施の形態を示すブロック図である。図中、１１は下地検知部、１２は相対距離計算部、１３は相対距離正規化部、１４は重み係数変換部、１５は変化量計算部、１６は変化量加算部、１７は重み係数関数指定部である。上述の図１に示した下地色処理部２の構成例を図２に示している。ここでは、下地レベルの中心色及び中心色の近傍の中心近傍色を下地レベルの中心色に変換し、かつ、中心近傍色の周辺の色を擬似輪郭が発生することなく中心色に近づけるように処理を行う場合の構成を示す。なお、以下に示す例では、入力画像信号がＬａｂ色空間の色信号であるものとして説明してゆくが、本発明はこれに限らず、ｓＲＧＢ，ｓＹＣＣなど、他の色空間の色信号であってももちろん良い。また、例えば図１に示した構成のように画像読取装置１で画像を読み取る場合、読み取った画像信号はＲＧＢであることが多いが、この例のようにＲＧＢ以外の色空間の色信号を下地色処理部２が要求する場合には、下地色処理部２に入力される前に画像信号を下地色処理部２が受け取る色空間の色信号に変換しておけばよい。この色変換は、例えばＴＲＣ（Ｔｏｎｅ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、変換マトリクスや補間付きのルックアップテーブルを用いるなど、周知の変換方式によって行うことができる。

下地検知部１１は、入力画像信号の下地レベルを検知し、その中心色を出力する。ここでは、入力画像信号をＬｉｎ，ａｉｎ，ｂｉｎとして示し、下地レベルの中心色をＬ１，ａ１，ｂ１として示している。この場合、入力画像信号の全画素の統計量を求めて下地レベルの中心値を求めても良いし、入力画素を荒く間引いた後のデータに対して同様の処理を行っても良い。この時、下地レベルの中心値だけでなく、ばらつきも算出しておき、後述のクリッピング用定数を決めるための情報として提供することができる。

下地検知部１１で下地レベルの中心色が検知されたら、その検知された下地レベルの中心色の近傍の中心近傍色を下地レベルの中心色に変換し、かつ、その中心近傍色の周辺の色を擬似輪郭が発生しないように中心色に近づける下地色平滑化処理を行う。この例では、このような下地色平滑化処理を行う下地色平滑化手段として相対距離計算部１２、相対距離正規化部１３、重み係数変換部１４、変化量計算部１５、変化量加算部１６、重み係数関数指定部１７などを含んで構成されている。

相対距離計算部１２は、下地検知部１１により検知された下地レベルの中心色Ｌ１，ａ１，ｂ１と入力画像信号の各画素の値であるＬｉｎ，ａｉｎ，ｂｉｎとの相対距離を計算する。ここでは、それぞれの色成分毎に減算して相対距離としている。もちろん他の距離尺度を導入してもかまわない。

相対距離正規化部１３は、相対距離計算部１２で計算した相対距離を、クリッピング用定数を超えない相対距離として正規化する。クリッピング用定数は下地処理によって色調整を行う範囲を示すものであり、このクリッピング用定数を超えない範囲の相対距離ついて、ここでは０〜１の範囲の距離に正規化している。ここで、クリッピング用定数は、あらかじめ設定した一定値を用いても良いし、前述の下地検知部で算出した下地レベルのばらつきのデータから決定しても良い。もちろん正規化した値の範囲は任意である。また、クリッピング用定数を超える相対距離については処理対象としないので例えば正規化した値の最大値などにしておけばよい。

重み係数変換部１４は、相対距離正規化部１３で正規化した相対距離を、重み係数関数に従って重み係数に変換する。重み係数関数は、この例では重み係数関数指定部１７で指定される。もちろん、重み係数関数を固定しておいても良い。図３は、重み係数関数の一例の説明図である。図３に示した例では、正規化された相対距離が０〜０．５までを中心近傍色として重みを１とし、全て中心色に集中するような重み付けを行っている。また０．５〜１までは、その距離に従って中心色に近づけるように重みを設定する。すなわち、中心色の周辺の色については、中心近傍色を中心色に集中させたことに伴う色の段差の発生を抑えて擬似輪郭が発生しないように、中心近傍色に近い色ほど中心色に近くなるように、中心色に近づけるための重みを生成している。

変化量計算部１５は、相対距離計算部１２により計算された相対距離に、重み係数変換部１４から出力される重み係数を乗算して、入力画像信号の各成分に加算すべき変化量を算出する。重み係数変換部１４から出力される重み係数が１であれば、相対距離計算部１２で計算された相対距離がそのまま入力画像信号に加算すべき変化量となり、中心色へ変換するための変化量が出力される。また、重み係数が０であれば、変化量は０となる。

変化量加算部１６は、変化量計算部１５により算出された変化量を、入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号Ｌｏｕｔ，ａｏｕｔ，ｂｏｕｔを得る。

重み係数関数指定部１７は、重み係数変換部１４が使用する重み係数関数を指定する。例えば重み係数関数が複数用意されている場合には、それらのうちのいずれかを選択指定すればよい。あるいは、重み係数関数自体を指示しても良い。なお、固定された重み係数関数を用いる場合には、この重み係数関数指定部１７を設けずに構成しても良い。

図４は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第１の実施の形態における下地色処理の概念図である。図４（Ａ）においてはＬ^* 軸を含む色空間の一部を示している。ここで、下地レベルの中心色を黒丸で示しており、その近傍の点線で示した領域の色（中心近傍色）についてはすべて中心色に変換する。これによって、入力画像信号中の原稿の紙白レベル（下地レベル）にばらつきが生じている場合、このばらつきを中心色に集中させることができる。

このように中心近傍色を中心色に集中させただけでは、中心色と点線よりも外側の色との間に色の段差が発生し、例えば擬似輪郭の発生などの不具合を生じる。このような不具合を解消するため、点線よりも外側の部分についても中心色に近づける処理を行っている。ここでは実線と点線の間の色について、点線に近い色については中心色に近づけ、実線に近い色についてはあまり動かさないようにして、中心色から実線より外側の色との間での色の連続性を保っている。

図１に示した画像処理システムでは、図４（Ａ）に示すように中心近傍色を中心色に集中させ、その周辺の色を中心色に近づけた出力画像信号は、下地色変換部３に入力される。下地色変換部３では、出力画像信号の下地色が画像形成部４において用いる用紙の下地色となるように変換を行う。この変換処理の概要を図４（Ｂ）に示している。図４（Ｂ）において、出力画像信号における下地レベルの中心色を色Ｐとして示し、画像形成部４が用いる用紙の下地色を色Ｑとして示している。この色Ｐから色Ｑへの変換は任意の方法で行うことができ、例えば上述の特許文献１や特許文献２、あるいは特願２００２−２７５８２１号に記載されているように色Ｐ及び色Ｑを含むカプセル体の中で色Ｐから色Ｑへの色調整を行う方法などを適用することができる。図４（Ｂ）には、特願２００２−２７５８２１号に記載されている方法を用いた場合の態様を示しており、実線により色調整範囲となるカプセル体の外形を示している。このカプセル体の中で、色の逆転が発生せず、なめらかな色の連続性が保たれるように色変換を行っている。

なお、画像形成部４により画像を形成するに当たっては、出力画像信号のうち画像形成部４により再現可能な色域外の色については色域圧縮処理を行い、画像形成部４により再現可能な色に変換する処理も行われる。

上述の下地色処理部２から出力される出力画像信号は、上述の例ではＬａｂ色空間の色信号である。出力画像信号としては、このＬａｂ色空間の色信号をそのまま利用してもよいし、例えば出力画像信号が取り得る値の範囲をデータが取り得る値の範囲に変換しておいてもよい。例えばデータとして０〜２５５の値を取り得るものとする時、出力画像信号のＬ成分が１０〜８０であれば、Ｌ＝１０をデータの０に、Ｌ＝８０をデータの２５５に対応づけて変換しておいてもよい。ａ成分、ｂ成分についても同様である。このようなデータ変換を行っておくことによって、データ幅を最大限に利用して、同じデータ量でも高品質で出力画像信号を伝送あるいは蓄積しておくことができる。

このようなデータ変換を行った場合、そのデータが取るそれぞれの成分の範囲を示す情報を付加しておき、下地色変換部３が出力画像信号を受け取る際に、元の範囲の信号に戻して色変換を行うことになる。あるいは、画像形成部４の色再現特性に従って、画像形成部４が受け取る色信号に直接変換するように構成してもよい。

図５は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第２の実施の形態を示すブロック図である。図中、図２と同様の部分には同じ符号を付して重複する説明を省略する。２１は設定色重み係数変換部、２２は設定色変化量計算部である。この第２の実施の形態では、下地レベルの中心色及び中心色の近傍の中心近傍色をあらかじめ設定した設定色に変換し、かつ、中心近傍色の周辺の色を擬似輪郭が発生することなく設定色に近づけるように処理を行う場合の構成を示す。この例においても入力画像信号および設定色はＬａｂ色空間の色信号であるものとしているが、これに限られないことは上述の第１の実施の形態と同様である。

この第２の実施の形態において、相対距離計算部１２，相対距離正規化部１３，重み係数変換部１４，変化量計算部１５はそのまま設けており、これらの構成によって下地レベルの中心色および中心近傍色については中心色へ、また中心近傍色の周辺の色については中心色に近づけるような変化量が計算される。それとともに、この第２の実施の形態では、中心色が設定色となり、しかも擬似輪郭などが発生しないように中心色の周囲の色を設定色に近づける変換を行う。そのための構成として、設定色重み係数変換部２１および設定色変化量計算部２２を設けている。

設定色重み係数変換部２１は、相対距離正規化部１３で正規化した相対距離を、設定色重み係数関数に従って設定色重み係数に変換する。設定色重み係数関数は、この例では重み係数関数指定部１７で指定される。もちろん、設定色重み係数関数を固定しておいても良い。図６は、設定色重み係数関数の一例の説明図である。図６に示した例では、関数の形状としては図３に示した重み係数関数と同様の形状の関数を示しているが、下地レベルの中心色と設定色との差分に対する重み係数である点で意味合いが異なっている。正規化された相対距離が０〜０．５までの範囲の色については、重み係数変換部１４，変化量計算部１５によって中心色に集中させているので、中心色に集中したまま設定色へ移動するように、重みを１としている。また正規化された相対距離が０．５〜１までの範囲の色については、その相対距離に従って設定色に近づけるように重みを設定し、中心近傍色の周辺の色については、設定色の周辺の色に移動するように重みを生成している。もちろん、設定重み係数関数は図６に示した形状に限られないことは言うまでもない。

設定色変化量計算部２２は、まず、あらかじめ与えられている設定色と、下地検知部１２により検知された下地レベルの中心色との差分を、入力画像信号の各成分ごとに計算する。そして、それぞれの成分の差分に対して、設定色重み係数変換部２１から出力される設定色重み係数を乗算して、入力画像信号の各成分に加算すべき設定色変化量を算出する。

変化量加算部１６は、変化量計算部１５により算出された変化量とともに、設定色変化量計算部２２により算出された設定色変化量を、入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号Ｌｏｕｔ，ａｏｕｔ，ｂｏｕｔを得る。

なお、この例では重み係数関数指定部１７が重み係数変換部１４が用いる重み係数関数と、設定色重み係数変換部２１が用いる設定色重み係数関数とを指定するが、いずれか一方のみでも良いし、それぞれの指定を別の構成によって行っても良いし、重み係数関数指定部１７を設けずに構成しても良い。

また、この例では相対距離正規化部１３において正規化した同じ相対距離を重み係数変換部１４と設定色重み係数変換部２１の両方に渡しているが、それぞれ異なった尺度で相対距離を正規化し、それぞれに渡すように構成しても良い。これによって、下地レベルの中心色へ集中および近づける色範囲と、中心色を設定色へ移動させる際に移動を行う色範囲とをそれぞれ設定することが可能になる。

図７は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第２の実施の形態における下地色処理の概念図である。図７（Ａ）においてはＬ^* 軸を含む色空間の一部を示している。ここで、下地レベルの中心色を黒丸で示しており、設定色を三角で示している。下地レベルの中心色については、相対距離が０であることから変化量計算部１５から出力される変化量は０であるが、設定色変化量計算部２２からは中心色と設定色との差分がそのまま出力される。従って変化量加算部１６では中心色に差分が加算されて設定色に変換されることになる。

また、中心色の近傍の点線で示した中心近傍色については、変化量計算部１５から出力される変化量がそのまま加算されることによって中心色に一致し、さらに設定色変化量計算部２２から中心色と設定色との差分がそのまま出力されるため、中心色と同じだけ移動し、結果として中心近傍色はすべて設定色に移動することになる。これによって、入力画像信号中の原稿の紙白レベル（下地レベル）にばらつきが生じている場合、このばらつきを中心色に集中させ、さらに設定色に移動させることができる。

中心近傍色の周辺の点線と実線の間の色については、変化量計算部１５から出力される変化量によって中心色に近づき、さらに設定色変化量計算部２２から出力される設定色変化量によって設定色の周辺に移動される。これによって、中心色への集中と設定色への移動により生じる擬似輪郭などの不具合を防止し、色の連続性を保っている。

図７に示す例では、設定色としてＬ軸上の色、例えば（Ｌ，ａ，ｂ）＝（１００，０，０）の色を設定している。このような特定の色を設定色として共通化しておけば、下地色変換部３に対して下地レベルの中心色を知らせなくてもよくなる。また下地色変換部３でも、入力画像信号の下地レベルを考慮することなく、画像形成部４に向けた色変換処理を行うことができる。このことは、種々の出力装置側で独立して色変換処理を行うことができることを意味しており、例えばディスプレイへの出力時には色空間の変換以外に何も色処理を行わずに出力可能である。

この第２の実施の形態における下地色変換部３の変換処理の概要を図７（Ｂ）に示している。図７（Ｂ）において、出力画像信号における設定色を色Ｒとして示し、画像形成部４が用いる用紙の下地色を色Ｑとして示している。この色Ｒから色Ｑへの変換は、上述の第１の実施の形態と同様に任意の方法で行うことができる。図７（Ｂ）には、特願２００２−２７５８２１号に記載されている方法を用いた場合の態様を例示している。もちろんこの方法に限られるものではない。

その後の画像形成部４により画像を形成する際の処理についても、上述の第１の実施の形態と同様である。また、この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、下地色処理部２から出力される出力画像信号が取り得る値の範囲をデータが取り得る値の範囲に変換して伝送あるいは蓄積しても良い。

例えば図７に示した例では、上述のように設定色を例えば（Ｌ，ａ，ｂ）＝（１００，０，０）の色を設定しているが、もちろん設定色は任意に設定することができる。例えば画像形成部４で使用する用紙が固定されている場合、その用紙の下地レベルの中心色を設定色として与えて画像形成に用いる用紙の下地レベルまでの変換を一気に行うことも可能である。この場合、下地色変換部３においては下地レベルの修正処理は不要となり、他の色変換のみを行えば良くなる。

図８は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第３の実施の形態を示すブロック図である。図中、図２及び図５と同様の部分には同じ符号を付して重複する説明を省略する。３１は重み係数変換部、３２は変化量計算部である。上述の第２の実施の形態では、重み係数変換部１４及び変化量計算部１５によって下地レベルの中心色および中心近傍色については中心色へ、また中心近傍色の周辺の色については中心色に近づけるような変化量を計算し、またこれとは別に、設定色重み係数変換部２１及び設定色変化量計算部２２で設定色に近づけるような変化量を計算している。もちろん、これらを独立して行うこともできるが、より簡便に色処理を行う場合にはこれらをまとめて構成することも可能である。この第３の実施の形態では、上述の第２の実施の形態の構成を簡単化した構成例を示している。

例えば図３に示した重み係数変換部１４において用いる重み係数関数と、図６に示した設定色重み係数変換部２１において用いる設定色重み係数関数とは、１点に集中させる範囲の色についてはいずれも重みを１とし、その後の重みを漸次減少させる関数である。もちろん、両者を異なる関数として設定することも可能であるが、同じ関数を用いることも可能である。この変形例では同じ関数を用いることとしている。

重み係数変換部３１は、相対距離正規化部１３で正規化した相対距離を、重み係数関数に従って重み係数に変換し、その重み係数を変化量計算部３２に渡す。なお、用いる重み係数関数としては、例えば図３や図６に示したように、中心色（設定色）に集中させる範囲を重み１とし、その周辺の色については漸次重みを減少させるような関数を用いることができる。もちろん、重み係数関数指定部１７で重み係数関数を指定可能に構成しても良い。

変化量計算部３２は、まず、あらかじめ与えられている設定色と入力画像信号との差分を、入力画像信号の各成分毎に計算する。そして、それぞれの成分の差分に対して、重み係数変換部３１から出力される重み係数を乗算して、入力信号の各成分に加算すべき変化量を算出し、変化量加算部１６に渡す。変化量加算部１６は、変化量計算部３２により算出された変化量を入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号Ｌｏｕｔ，ａｏｕｔ，ｂｏｕｔを得る。

このような構成によって、中心色及び中心近傍色については、設定色との差分がそのまま加算されるため設定色に変換される。また、中心近傍色の周囲の色については、設定色との差分に重み係数を乗算した変化量が加算されて、設定色に近い色へ変換されることになる。

このように第３の実施の形態では、第２の実施の形態における中心色及び中心近傍色を中心色に集中させるとともに中心近傍色の周囲の色を中心色に近づけるための重み係数関数と、中心色を設定色へ移動する際に用いる設定色重み係数関数とを、１つの重み係数関数にまとめ、構成を簡略化することができる。

本発明の画像処理装置および画像処理方法の第１ないし第３の実施の形態は、図１に示した本発明の画像処理システムに適用される他、例えば画像形成装置内に設けられるなど、各種の用途において適用可能であることは言うまでもない。

本発明の画像処理システムの一例を示すブロック図である。 本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第１の実施の形態を示すブロック図である。 重み係数関数の一例の説明図である。 本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第１の実施の形態における下地色処理の概念図である。 本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第２の実施の形態を示すブロック図である。 設定色重み係数関数の一例の説明図である。 本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第２の実施の形態における下地色処理の概念図である。 本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第３の実施の形態を示すブロック図である。

符号の説明

１…画像読取部、２…下地色処理部、３…下地色変換部、４…画像形成部、５…伝送路、６…蓄積部、１１…下地検知部、１２…相対距離計算部、１３…相対距離正規化部、１４…重み係数変換部、１５…変化量計算部、１６…変化量加算部、１７…重み係数関数指定部、２１…設定色重み係数変換部、２２…設定色変化量計算部、３１…重み係数変換部、３２…変化量計算部。

Claims (25)

1. 入力画像信号の下地処理を行って出力する画像処理装置において、入力画像信号の下地レベルを検知する下地検知手段と、検知された下地レベルの中心色からの相対距離が第１の所定値までの色を中心近傍色として該中心近傍色を下地レベルの中心色に変換しかつ前記中心色からの相対距離が第１の所定値から第２の所定値までの色について中心近傍色に近いほど中心色に近くなるように重み付けして変換する下地色平滑化手段を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 入力画像信号の下地処理を行って出力する画像処理装置において、入力画像信号の下地レベルを検知する下地検知手段と、検知された下地レベルの中心色からの相対距離が第１の所定値までの色を中心近傍色として前記中心色及び前記中心近傍色をあらかじめ設定した設定色に変換しかつ前記中心色からの相対距離が第１の所定値から第２の所定値までの色について中心近傍色に近いほど前記設定色に近くなるように重み付けして変換する下地色平滑化手段を有することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記下地色平滑化手段は、前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を計算する相対距離計算手段と、前記相対距離計算手段で計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として正規化する相対距離正規化手段と、前記相対距離正規化手段で正規化した相対距離を重み係数関数に従って重み係数に変換する重み係数変換手段と、前記相対距離計算手段により計算された前記相対距離と前記重み係数変換手段から出力される重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき変化量を算出する変化量計算手段と、前記変化量計算手段により算出された変化量を前記入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得る変化量加算手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. さらに、前記重み係数変換手段が使用する前記重み係数関数を指定する指定手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. さらに、前記クリッピング用定数は、前記下地検知手段によって算出される下地レベルのばらつきのデータから決定されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記下地色平滑化手段は、前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を計算する相対距離計算手段と、前記相対距離計算手段で計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として正規化する相対距離正規化手段と、前記相対距離正規化手段で正規化した相対距離を第１の重み係数関数に従って第１の重み係数に変換する第１の重み係数変換手段と、前記相対距離計算手段により計算された前記相対距離と前記第１の重み係数変換手段から出力される第１の重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき第１の変化量を算出する第１の変化量計算手段と、前記相対距離正規化手段で正規化した相対距離を第２の重み係数関数に従って第２の重み係数に変換する第２の重み係数変換手段と、前記設定色と前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色との差分を前記入力画像信号の各成分ごとに計算しそれぞれの差分に対して前記第２の重み係数変換手段から出力される第２の重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき第２の変化量を算出する第２の変化量計算手段と、前記第１の変化量計算手段により算出された第１の変化量と前記第２の変化量計算手段により算出された第２の変化量を前記入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得る変化量加算手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
7. さらに、前記第１の重み係数変換手段が使用する前記第１の重み係数関数および前記第２の重み係数変換手段が使用する前記第２の重み係数関数を指定する指定手段を有することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記下地色平滑化手段は、前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を計算する相対距離計算手段と、前記相対距離計算手段で計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として正規化する相対距離正規化手段と、前記相対距離正規化手段で正規化した相対距離を第３の重み係数関数に従って第３の重み係数に変換する第３の重み係数変換手段と、前記設定色と前記入力画像信号との差分を前記入力画像信号の各成分ごとに計算しそれぞれの差分に対して前記第３の重み係数変換手段から出力される第３の重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき第３の変化量を算出する第３の変化量計算手段と、前記第３の変化量計算手段により算出された第３の変化量を前記入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得る変化量加算手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
9. さらに、前記第３の重み係数変換手段が使用する前記第３の重み係数関数を指定する指定手段を有することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. さらに、前記クリッピング用定数は、前記下地検知手段によって算出される下地レベルのばらつきのデータから決定されることを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 入力画像信号の下地処理を行って出力する画像処理方法において、入力画像信号の下地レベルを下地検知手段により検知し、検知された下地レベルの中心色からの相対距離が第１の所定値までの色を中心近傍色として該中心近傍色を下地レベルの中心色に変換し、かつ、前記中心色からの相対距離が第１の所定値から第２の所定値までの色について中心近傍色に近いほど中心色に近くなるように重み付けして変換する下地色平滑化処理を下地色平滑化手段が行うことを特徴とする画像処理方法。
12. 入力画像信号の下地処理を行って出力する画像処理方法において、入力画像信号の下地レベルを下地検知手段により検知し、検知された下地レベルの中心色からの相対距離が第１の所定値までの色を中心近傍色として前記中心色及び前記中心近傍色をあらかじめ設定した設定色に変換し、かつ、前記中心色からの相対距離が第１の所定値から第２の所定値までの色について中心近傍色に近いほど前記設定色に近くなるように重み付けして変換する下地色平滑化処理を下地色平滑化手段が行うことを特徴とする画像処理方法。
13. 前記下地色平滑化処理は、前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を相対距離計算手段で計算し、計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として相対距離正規化手段で正規化し、正規化した相対距離を重み係数関数に従って重み係数変換手段により重み係数に変換し、前記相対距離計算手段により計算された前記相対距離と前記重み係数変換手段から出力される重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき変化量を変化量計算手段により算出し、算出された変化量を変化量加算手段により前記入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得ることを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
14. 前記正規化した相対距離から重み係数への変換時に使用する前記重み係数関数として、指定された関数を使用することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
15. 前記クリッピング用定数は、前記下地検知手段によって算出される下地レベルのばらつきのデータから決定されることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
16. 前記下地色平滑化処理は、前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を相対距離計算手段で計算し、計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として相対距離正規化手段で正規化し、正規化した相対距離を第１の重み係数関数に従って第１の重み係数に第１の重み係数変換手段で変換し、前記相対距離計算手段により計算された前記相対距離と前記第１の重み係数変換手段から出力される第１の重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき第１の変化量を第１の変化量計算手段で算出し、また正規化した相対距離を第２の重み係数関数に従って第２の重み係数に第２の重み係数変換手段で変換し、前記設定色と前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色との差分を前記入力画像信号の各成分ごとに計算しそれぞれの差分に対して前記第２の重み係数変換手段から出力される第２の重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき第２の変化量を第２の変化量計算手段で算出し、前記第１の変化量と前記第２の変化量を変化量加算手段で前記入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得ることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
17. 前記正規化した相対距離から第１の重み係数への変換時に使用する前記第１の重み係数関数および前記正規化した相対距離から第２の重み係数への変換時に使用する前記第２の重み係数関数として、指定された関数を使用することを特徴とする請求項１６に記載の画像処理方法。
18. 前記下地色平滑化処理は、前記下地検知手段により検知された下地レベルの中心色と入力画像信号との相対距離を相対距離計算手段で計算し、計算した相対距離をクリッピング用定数を超えない相対距離として相対距離正規化手段で正規化し、正規化した相対距離を第３の重み係数関数に従って第３の重み係数に第３の重み係数変換手段で変換し、前記設定色と前記入力画像信号との差分を前記入力画像信号の各成分ごとに計算しそれぞれの差分に対して前記第３の重み係数変換手段から出力される第３の重み係数を乗算して前記入力画像信号の各成分に加算すべき第３の変化量を第３の変化量計算手段で算出し、前記第３の変化量を変化量加算手段で前記入力画像信号の各成分に加算して出力画像信号を得ることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
19. 前記正規化した相対距離から第３の重み係数への変換時に使用する前記第３の重み係数関数として、指定された関数を使用することを特徴とする請求項１８に記載の画像処理方法。
20. 前記クリッピング用定数は、前記下地検知手段によって算出される下地レベルのばらつきのデータから決定されることを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
21. 請求項１または請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置と、前記出力画像信号及び前記入力画像信号の前記下地レベルの中心色を記録紙の下地レベルの中心色となるように色変換を行う色変換手段を有する画像出力装置を含むことを特徴とする画像処理システム。
22. 請求項２または請求項６ないし請求項１０のいずれか１項に記載の画像処理装置と、前記出力画像信号を前記画像処理装置から受け取り前記設定色を記録紙の下地レベルの中心色となるように色変換を行う色変換手段を有する画像出力装置を含むことを特徴とする画像処理システム。
23. 前記色変換手段は、前記出力画像信号に対して前記記録紙に画像を形成する際の色再現範囲内への色圧縮処理を行うことを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の画像処理システム。
24. 前記画像処理装置は、画像読取手段によって読み取った画像信号を入力画像信号として受け取ることを特徴とする請求項２１ないし請求項２３のいずれか１項に記載の画像処理システム。
25. 前記画像処理装置から前記画像出力装置への少なくとも出力画像信号の受け渡しは、前記出力画像信号に対してデータ圧縮を施して通信路を通じて行われることを特徴とする請求項２１ないし請求項２４のいずれか１項に記載の画像処理システム。

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