JP4305274B2 - 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、いわゆる限定色化処理に係り、特に、限定色化処理が施された画像データの画像品質を向上させるための技術に関する。

画像データのデータ量を低減させるために、いわゆる限定色化処理が行われる。ここで限定色化処理とは、多色（例えば約１６７７万色）で形成された画像データの各画素の色を、もとの画像データよりも少ない数（例えば２５６色）の色（以下、これを「代表色」と表記する）に置き換える処理のことである。
限定色化処理において用いられる手法としては、例えば徹底探索法（Exhaustive search method）がある。これは、各画素をすべての代表色と比較し、その色差、すなわちある色空間における注目画素と代表色との距離が最小となる代表色に変換するものである（例えば非特許文献１参照）。

この限定色化処理をスキャナ等により読み取られた画像データに対して行うことで、画像データに混入する裏写り成分やノイズ成分を除去ないし低減することが可能となり、画像品質の劣化を抑えることができる。
図８は、ある原稿の一部分と、この部分を読み取ることで得られた画像データを例示した拡大図である。同図において、原稿は一様に白である。このとき、画像データの画素Ｐは白として記録されているが、画素Ｐ_Nはノイズが混入したために、例えば濃度１０％のグレーとして記録されている。このような画像データに対して、例えば白（Ｗ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の８色を代表色として用いた限定色化処理を施すと、画素Ｐ_Nはその色差が最小となる代表色、すなわち白に変換され、結果として原稿が本来有していた色を復元し、ノイズ成分を除去することが可能となっている。また、裏写り成分についても、限定色化処理によって同様に除去することができる。

画像品質の劣化防止を目的に限定色化処理を行う場合には、用いられる代表色はなるべく少ないことが望ましい。なぜならば、代表色を増やせば、上述したようなノイズを原稿が本来有していた色に復元しにくくなるからである。例えば、上述した図９の場合において、代表色に濃度１５％のグレーが含まれていれば、濃度１０％の画素Ｐ_Nは本来の白ではなく濃度１５％のグレーに変換されてしまい、ノイズを除去するどころかむしろ強調させてしまう結果となる。
したがって、このような目的で限定色化処理を行う場合には、用いられる代表色は、原稿の色（用紙の色）と用いられている色材（トナー等）の色を含んだ数色〜十数色程度が好適であり、この代表色の最適な組合せは実験的ないし経験的に求めることができる（以下、このような複数の代表色のことを総称して「カラーテーブル」と呼ぶ）。

しかし、カラーテーブルを構成する代表色の数が少なくなるにつれ、限定色化処理を施した画像データはグレーバランスが崩れやすくなるという問題が生じることが明らかとなった。その原因としては、例えば以下の２点が挙げられる。
第一には、ある色空間にカラーテーブルを構成する代表色を配置したとすると、代表色が少ない場合には無彩色の軸に対する対称性を維持することが困難となる点が挙げられる。一例としてＲＧＢ色空間で説明すると、無彩色の軸とはＲＧＢ色空間上でＲ＝Ｇ＝Ｂとなる座標点を結んだ直線で表されるが、上述のように代表色が著しく少ない場合には、代表色がこの直線に対して均等に配置される可能性は低くなる。その結果、このようなカラーテーブルを用いて限定色化処理が行われた画像データは、グレーバランスが崩れる可能性が高くなる。

第二には、画像データにおける低彩度の画素、すなわちグレーに近い色相の画素については、上述の限定色化処理によって有彩色の代表色に変換されやすい点が挙げられる。
図９はこの問題を説明するために示した、ある色空間における３つの代表色の模式図である。同図において、Ｃ_K，Ｃ_W，及びＣ_Brは、それぞれ黒、白、ブラウンの代表色を示しており、Ｐは限定色化処理を行うべき画素を示している。また、線分ｌは代表色Ｃ_K，Ｃ_Wを結ぶ直線であり、この線分ｌは無彩色を示している。画素Ｐは線分ｌの近傍にあるから、この画素Ｐは人間の目に「わずかにブラウンがかったグレー」として知覚される色である。しかし、この画素Ｐに対して、上述のように単純に代表色との距離だけを基準とした限定色化処理を行うと、この画素Ｐはブラウンに変換されてしまうこととなり、人間の知覚とのずれを生む。加えて、このようにＲＧＢ色空間上で線分ｌの近傍にある画素、すなわち視覚的に無彩色に近い画素が有彩色に変換されることにより、グレーバランスが崩れることとなる。

さらに、このようにグレーバランスが崩れるという問題は、上述したような限定色化処理を行うことによって生じるだけではなく、スキャナ自体の色収差やＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性、あるいは色変換特性等に起因して生じることもしばしばである。

P.Heckbert, "Color Image Quantization for Frame Buffer Display", ComputerGraphics, vol.16, p.297-304, 1982

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像データに対して、良好なグレーバランスを保持しつつ限定色化処理を行うための技術を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、画像を表す画像データを取得する画像取得手段と、複数の代表色を記憶する記憶手段と、ある色空間において前記取得された画像データに含まれる各画素の色を示す座標点が、該色空間において複数の無彩色を連ねて表されるグレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を無彩色でない値に低下させる彩度低下手段と、前記取得された画像データに含まれる各画素の色または前記彩度低下手段により彩度を低下された各画素の色を、前記複数の代表色のそれぞれと比較し、その色差が最小となる代表色に変換する色変換手段とを備える画像処理装置を提供する。
このような画像処理装置によれば、画像データに限定色化処理を施す際に、グレーに近い色相の画素が有彩色に変換されてしまうことを防ぐことができ、グレーバランスを良好に保持することが可能となる。

また、本発明の画像処理装置は、より好適な態様として、前記彩度低下手段は、前記複数の代表色に無彩色の代表色が含まれる場合には、この無彩色の代表色に基づいてグレー軸を決定し、前記座標点が該グレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を低下させる。
これにより、グレーに近い色相の画素が無彩色の代表色に変換されるため、グレーバランスを良好に保持することが可能となる。

また、本発明の画像処理装置は、より好適な態様として、前記彩度低下手段は、前記画素の色を、該画素の色を示す第１の座標点と前記グレー軸とを結ぶ垂線上の第２の座標点であって、該第２の座標点と前記グレー軸との距離が前記第１の座標点と前記グレー軸との距離のａ倍（０＜ａ＜１）である第２の座標点によって示される色に変換することで、該画素の色の彩度を低下させる。
これにより、ある画素の彩度を低下させる際に、色相及び明度を変化させることなく彩度のみを低下させることが可能となる。

また、本発明の画像処理装置は、より好適な態様として、前記複数の代表色は、白及び黒の代表色を含む。
より好適には、前記複数の代表色は、白及び黒の代表色を含む。
また、さらに好適には、前記複数の代表色は、白、黒、及びグレーの代表色を含む。
これにより、グレーに近い色相の画素が無彩色の代表色に変換されるため、グレーバランスを良好に保持することが可能となる。

また、本発明の画像処理装置は、前記彩度低下手段は、前記画像取得手段により取得された画像データに基づいてグレー軸を決定し、前記座標点が該グレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を低下させることも可能である。
あるいは、本発明の画像処理装置は、前記彩度低下手段は、あらかじめ記憶された無彩色を示すデータを用いてグレー軸を決定し、前記座標点が該グレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を低下させることも可能である。

また、本発明は、画像処理装置が、画像を表す画像データを取得する画像取得ステップと、ある色空間において前記取得された画像データに含まれる各画素の色を示す座標点が、該色空間において複数の無彩色を連ねて表されるグレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を無彩色でない値に低下させる彩度低下ステップと、前記取得された画像データに含まれる各画素の色または前記彩度低下ステップにおいて彩度を低下された各画素の色を、あらかじめ記憶された複数の代表色のそれぞれと比較し、その色差が最小となる代表色に変換する色変換ステップとを備える画像処理方法として提供することも可能である。

また、本発明は、コンピュータを、画像を表す画像データを取得する画像取得手段と、複数の代表色を記憶手段に記憶させる制御手段と、ある色空間において前記取得された画像データに含まれる各画素の色を示す座標点が、該色空間において複数の無彩色を連ねて表されるグレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を無彩色でない値に低下させる彩度低下手段と、前記取得された画像データに含まれる各画素の色または前記彩度低下手段により彩度を低下された各画素の色を、前記複数の代表色のそれぞれと比較し、その色差が最小となる代表色に変換する色変換手段として機能させるためのプログラムとして提供することも可能である。

以下では、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成及びその動作について説明する。なお、本実施形態の説明においては、色空間としてＲＧＢ色空間を用いる。ここでＲＧＢ色空間とは、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）を軸とした直交座標系で表される色空間である。例えば、このＲＧＢ色空間上で「レッド」、「グリーン」、「ブルー」、「黒」、「白」を示す座標値は、それぞれ（１，０，０），（０，１，０），（０，０，１），（０，０，０），（１，１，１）である。また、これらの座標値のことを、以下では適宜「ＲＧＢ値」と呼ぶ。

（１）構成
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１の構成を示したブロック図である。同図に示されているように、本実施形態の画像処理装置１は、制御部１１と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１２と、入力ＩＦ（Interface）１３と、出力ＩＦ１４とを備えたコンピュータである。画像処理装置１は画像読取装置２と画像形成装置３とに接続されている。

制御部１１はＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１やＲＯＭ（Read Only Memory）１１２，ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３等を備えており、入力された画像データに対して後述する画像処理を行うための各種の演算を実行する。このとき、画像データはＲＡＭ１１３に一時記憶される。また、ＲＯＭ１１２には後述する閾値Ｔｈ_W，Ｔｈ_K，及びＤ_th等の各種の値が記憶されている。ＨＤＤ１２は記憶装置であり、画像処理を実行するためのプログラムＰＲＧと、後述する限定色化処理の際に用いられるカラーテーブルＴＢＬとを記憶している。入力ＩＦ１３は画像読取装置２から画像データを取得し、出力ＩＦ１４は画像処理装置１によって画像処理が行われた画像データを画像形成装置３へと出力する。

ここで、カラーテーブルＴＢＬについて説明する。
図２は本実施形態におけるカラーテーブルＴＢＬを模式的に示した図である。同図に示されているように、カラーテーブルＴＢＬはシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、水色（Ｌｂ）、橙（Ｏ）、黄緑（Ｙｇ）、茶（Ｂｒ）、濃緑（Ｄｇ）、藍（Ｄｂ）、白（Ｗ）、黒（Ｋ）の１４色の代表色によって構成されており、これらの色を示すＲＧＢ値がＨＤＤ１２に記憶されている。なお、これらの代表色を示すＲＧＢ値を、以下においてはそれぞれＣ₀，Ｃ₁，Ｃ₂，…，Ｃ₁₃と表記する。

画像読取装置２はいわゆるスキャナであり、図示せぬプラテン、光源、光学系、受光素子、及び信号処理部を備え、プラテン上に載置された原稿に光源が光を照射し、その反射光を光学系を介して受光素子が受光して画像信号を出力し、この画像信号に対して信号処理部がシェーディング補正等の各種の信号処理を施して、これを画像データとして画像処理装置１に供給する。画像形成装置３は例えば電子写真方式のプリンタであり、画像処理装置１により出力された画像データに応じたトナー像を形成し、これを用紙上に定着させることで画像を形成する。

（２）動作
続いて、上述の構成のもとで画像処理装置１が実行する画像処理について説明する。なお、本処理は、画像処理装置１の制御部１１がプログラムＰＲＧを実行することにより実現される処理である。
図３は、本実施形態の画像処理装置１が実行する画像処理を示したフローチャートである。同図に示されているように、まず、画像処理装置１の制御部１１は、画像読取装置２から供給される画像データを入力ＩＦ１３を介して取得する（ステップＳ１）。このとき画像読取装置２から供給される画像データには、ＡＤ変換やガンマ変換、またはシェーディング補正等の各種の処理が施されている。そして、制御部１１はこの画像データに対して限定色化処理を行う（ステップＳ２）。
図４はこの限定色化処理を示したフローチャートである。同図に示されているように、まず、制御部１１はＨＤＤ１２に記憶されているカラーテーブルＴＢＬを参照し、この代表色のＲＧＢ値Ｃ₀，Ｃ₁，Ｃ₂，…，Ｃ₁₃をＲＡＭ１１３に一時記憶する（ステップＳ２０１）。続いて制御部１１は、これらの代表色の中から明度が最大となる代表色を特定し、これをｍａｘ（Ｃ_n）とする（ステップＳ２０２）。

次に、制御部１１はこの代表色ｍａｘ（Ｃ_n）の白色度を判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部１１は完全な白、すなわち座標値で示せば（１，１，１）となる点と代表色ｍａｘ（Ｃ_n）のＲＧＢ値を比較し、その差分Ｄ_Wを求める。ここで、差分Ｄ_Wは白のＲＧＢ値と代表色ｍａｘ（Ｃ_n）のＲＧＢ値の、Ｒ，Ｇ，Ｂの各座標における差分の総和として与えられる。すなわち、ｍａｘ（Ｃ_n）のＲＧＢ値を（ｒ₁，ｇ₁，ｂ₁）とすれば、Ｄ_W＝（１−ｒ₁）＋（１−ｇ₁）＋（１−ｂ₁）である。
そして、制御部１１はこの差分を所定の閾値Ｔｈ_Wと比較し、Ｔｈ_W＞Ｄ_Wであればこの代表色ｍａｘ（Ｃ_n）を白であると見なし、白色フラグＦｌａｇＷの値を「１」とする。一方、Ｔｈ_W≦Ｄ_Wであればこの代表色ｍａｘ（Ｃ_n）を白色ではないと見なし、白色フラグＦｌａｇＷの値を「０」とする。本実施形態においては、ｍａｘ（Ｃ_n）は白であるから、白色フラグＦｌａｇＷの値は「１」である。

続いて、制御部１１はＲＡＭ１３に記憶された代表色の中から明度が最小となる代表色を特定し、これをｍｉｎ（Ｃ_n）とする（ステップＳ２０４）。そして制御部１１は、上述のステップＳ２０３とほぼ同様の要領で代表色ｍｉｎ（Ｃ_n）の黒色度を判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、制御部１１は完全な黒、すなわち座標値で示せば（０，０，０）となる点と代表色ｍｉｎ（Ｃ_n）のＲＧＢ値を比較し、その差分Ｄ_Kを求める。ここで、差分Ｄ_Kは黒のＲＧＢ値と代表色ｍｉｎ（Ｃ_n）のＲＧＢ値の、Ｒ，Ｇ，Ｂの各座標における差分の総和として与えられる。すなわち、ｍｉｎ（Ｃ_n）のＲＧＢ値を（ｒ₂，ｇ₂，ｂ₂）とすれば、Ｄ_K＝（０−ｒ₂）＋（０−ｇ₂）＋（０−ｂ₂）である。
そして、制御部１１はこの差分を所定の閾値Ｔｈ_Kと比較し、Ｔｈ_K＞Ｄ_Kであればこの代表色ｍｉｎ（Ｃ_n）を黒であると見なし、黒色フラグＦｌａｇＫの値を「１」とする。一方、Ｔｈ_K≦Ｄ_Kであればこの代表色ｍｉｎ（Ｃ_n）を黒色ではないと見なし、黒色フラグＦｌａｇＫの値を「０」とする。本実施形態においては、ｍｉｎ（Ｃ_n）は黒であるから、黒色フラグＦｌａｇＫの値は「１」である。

このように、白色フラグＦｌａｇＷ及び黒色フラグＦｌａｇＫを求めたら、続いて制御部１１はこの白色フラグＦｌａｇＷ及び黒色フラグＦｌａｇＫの値がともに「１」であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。すなわちここでは、制御部１１はカラーテーブルＴＢＬに白及び黒と見なせる代表色が含まれるか否かを判断している。本実施形態を例に説明すると、白色フラグＦｌａｇＷ及び黒色フラグＦｌａｇＫの値はともに「１」であるから、上述の判断結果は肯定的である（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）。

ステップＳ２０６における判断が肯定的であれば、制御部１１はＲＧＢ色空間において上述の代表色ｍａｘ（Ｃ_n）及びｍｉｎ（Ｃ_n）を通過する直線を決定する（ステップＳ２０７）。この直線は代表色ｍａｘ（Ｃ_n）とｍｉｎ（Ｃ_n）、すなわち白と黒を通過するので、この直線上の任意の点は無彩色（白、黒、またはグレー）を示していることになる。以下においては、この直線のことを「グレー軸」と呼ぶ。そして、制御部１１は画像データに含まれるある画素Ｐとこのグレー軸との距離Ｄ_Gを算出する（ステップＳ２０８）。

画素Ｐとグレー軸との距離Ｄ_Gを算出したら、制御部１１はこれを閾値Ｄ_thと比較する（ステップＳ２０９）。ここで、距離Ｄ_Gが閾値Ｄ_thよりも小さければ（ステップＳ２０９；ＹＥＳ）、制御部１１は画素Ｐの彩度を低下させる処理を行い（ステップＳ２１０）、距離Ｄ_Gが閾値Ｄ_th以上であれば（ステップＳ２０９；ＮＯ）、制御部１１はステップＳ２１０の処理をスキップする。

ここで、ステップＳ２１０の処理について説明する。本実施形態においては、画素Ｐを示すＲＧＢ色空間上の座標点をグレー軸に接近するように移動させることで、画素Ｐの彩度を低下させている。
図５は画素Ｐの彩度を低下させる処理を説明するための図である。同図に示されているように、制御部１１は、ＲＧＢ色空間において画素Ｐを画素Ｐ’の位置に移動させる処理を行う。このとき、画素Ｐ’は画素Ｐからグレー軸Ｇへ下ろされた垂線上にある。つまり、画素Ｐから画素Ｐ’への変換は、画素Ｐの色相及び明度を変化させることなく彩度のみを低下させる色変換である。また、画素Ｐ’とグレー軸Ｇの間の距離は「ａＤ_G」、すなわち画素Ｐとグレー軸Ｇとの距離Ｄ_Gのａ倍（０＜ａ＜１）となっている。この定数ａはあらかじめＲＯＭ１１２に記憶されており、その値は任意である。定数ａが大きいほど画素Ｐの彩度の低下は緩やかであり、定数ａを小さくすれば画素Ｐの彩度を低下させる度合いを大きくすることができる。

続いて制御部１１は、画素ＰとカラーテーブルＴＢＬにおけるすべての代表色との距離、すなわち色差を算出し、この色差が最小となる代表色Ｃ_nを特定する（ステップＳ２１１）。そして制御部１１は、この画素Ｐの色をステップＳ２１１において特定された代表色Ｃ_nに変換する（ステップＳ２１２）。
このように画素Ｐの色が変換されたら、制御部１１は画像データのすべての画素について上述の処理を行ったか否かを判断し（ステップＳ２１３）、未処理の画素が残っている間は（ステップＳ２１３；ＮＯ）上述の処理をステップＳ２０６から繰り返し、すべての画素について上述の処理を終了させたら（ステップＳ２１３；ＹＥＳ）、本処理を終了させて図３のフローチャートに戻る。

ここで、上述の限定色化処理の作用について、図面を参照しつつ説明する。
図６及び図７は、本実施形態の限定色化処理の作用を説明するために例示した図である。図６において、画素Ｐ₁はグレー軸Ｇとの距離が閾値Ｄ_th未満であり、画素Ｐ₂はグレー軸Ｇとの距離がＤ_th以上である。また、同図に示された状態においては、画素Ｐ₁，Ｐ₂ともにその色差（すなわち色空間上の距離）が最小となる代表色はＣ_nである。
これらの画素Ｐ₁，Ｐ₂に対して上述の限定色化処理を行った場合、画素Ｐ₁についてはステップＳ２０９における判断結果が肯定的となり、画素Ｐ₂についてはステップＳ２０９における判断結果が否定的となる。そのため、画素Ｐ₁はステップＳ２１０の彩度の低下が行われて、図７の画素Ｐ₁’に示される位置に移動する。この図７の状態で画素Ｐ₁’及び画素Ｐ₂と代表色の色差を比較すると、画素Ｐ₁’は代表色Ｃ₁₂との色差が最小となり、画素Ｐ２は代表色Ｃ_nとの色差が最小となる。よって、画素Ｐ₁’はステップＳ２１２において代表色Ｃ₁₂に変換され、画素Ｐ₂は代表色Ｃ_nに変換される。
このように、本実施形態の限定色化処理によれば、グレー軸との距離が閾値Ｄ_th未満の画素、すなわち低彩度の色を示す画素については、彩度の低下を行うことによって無彩色に変換されやすくなる。そのため、グレーに近い低彩度の色が限定色化処理を行うことで有彩色に変換されてしまうことを妨げ、グレーバランスが崩れるのを防ぐことが可能となる。

以上で限定色化処理の説明が終了したので、ここで図３のフローチャートの説明に戻る。
ステップＳ２の限定色化処理が終了したら、続いて制御部１１は色空間の変換を行う（ステップＳ３）。本実施形態においては、ここまで用いていたＲＧＢ色空間から画像形成装置２で用いられるＣＭＹＫ色空間へと変換が行われる。その後、制御部１１は画像データのハーフトーン領域に対してスクリーン処理を行う（ステップＳ４）。スクリーン処理が終了したら、制御部１１は出力ＩＦ１４を介してこの画像データを画像形成装置３へと出力する（ステップＳ５）。

以上が本実施形態の画像処理装置１が実行する画像処理である。このように、画像読取装置２によって読み取られた画像データに対して上述の画像処理を行うことで、以下の効果が得られる。
まず、本実施形態の画像処理装置１が上述の限定色化処理を行うことで、画像データのデータ量を低減させつつ、画像データに混入した裏写り成分やノイズ成分を良好に除去ないし低減させることが可能となり、画像品質の劣化を抑えることが可能となる。
加えて、本実施形態の限定色化処理によれば、代表色に白及び黒と見なされる色が含まれている場合にはグレー軸を算出し、このグレー軸の近傍に位置するような画素、すなわち低彩度の画素に対して彩度を低下させる変換を行ってからカラーテーブルＴＢＬの代表色との色差を算出するので、低彩度の画素は無彩色に変換されやすくなる。その結果、少ない色数で限定色化処理を行った場合においても、従来のようにグレーバランスが崩れることがなく、より高品質な画像データを得ることが可能となった。
また、本実施形態の限定色化処理によれば、画像読取装置の色収差やＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性、あるいは色変換特性等によってグレーバランスの崩れた画像データが入力されてきた場合においても、グレー軸付近の低彩度の画素をグレー軸上の無彩色に変換されやすくすることができるため、画像データのグレーバランスをある程度正常に戻すことが可能となる。

（３）変形例
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限られるものではなく、種々の変形が可能である。以下にその例を示す。
上述の実施形態においては、画像処理装置１には画像読取装置２から画像データが入力され、処理後の画像データを画像形成装置３に出力すると説明した。しかし、本発明の画像処理装置はこのような態様には限定されず、例えば一般のコンピュータから画像データが入力される態様であってもよく、また画像データを記憶装置等に出力する態様であってもよい。また、このような場合においては、図３に示されたフローチャートの各ステップのうち、色空間変換（ステップＳ３）やスクリーン処理（ステップＳ４）は適宜省略することも可能である。

また、上述の実施形態においては、本発明の画像処理は画像処理装置１がプログラムＰＲＧを実行することで実現されると説明した。しかし、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば画像処理装置は、上述の画像処理の各ステップの機能を実現可能な電子回路を備える構成であってもよい。また、上述の機能を備えたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって実現されることももちろん可能である。
また、上述の実施形態においては、本発明は画像処理装置１によって実施されると説明したが、本発明は、例えば上述の実施形態における画像処理装置１，画像読取装置２，及び画像形成装置３の機能を機能を併せ持った、いわゆる複写機等の画像形成装置によって実施されることももちろん可能である。

また、上述の実施形態においては、ＲＧＢ色空間を用いて説明がなされているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、種々の色空間を用いることが可能である。例えば、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間やＬ＊ｕ＊ｖ＊色空間であってもよい。

また、上述の実施形態においては、画像処理装置１はＨＤＤ１２にカラーテーブルＴＢＬを記憶していると説明した。しかし、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば入力された画像データを解析し、その画像データに応じた代表色を特定し、代表色を示すデータをその都度生成するものであってもよい。このようにすれば、カラーテーブルを記憶しておく必要がない。

あるいは、画像処理装置は代表色の異なる複数のカラーテーブルを記憶しており、入力された画像データに応じて最適なカラーテーブルを選択して限定色化処理を行うものであってもよい。具体的な処理としては、例えば、画像データの各画素のＲＧＢ値を算出し、これらの画素を代表色に変換する処理を各カラーテーブルに対して行ったときに、その色差の合計が最も小さくなるようなカラーテーブルを選択して限定色化処理を行うものである。このようにすれば、より高い精度で原画像を復元することが可能となる。

なお、このとき、代表色は上述のようにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、水色（Ｌｂ）、橙（Ｏ）、黄緑（Ｙｇ）、茶（Ｂｒ）、濃緑（Ｄｇ）、藍（Ｄｂ）、白（Ｗ）、黒（Ｋ）の１４色に限定されるものではなく、その他の色を代表色とすることも可能であり、また代表色を増減させることももちろん可能である。また、このような動作を可能とするために、画像処理装置にユーザによる操作を受け付ける操作部を設けて、入力される画像データの種類に応じてユーザが複数のカラーテーブルのなかから最適なものを選択できるようにしてもよい。このようにすれば、より高い精度で原画像を復元しつつも、処理時間を低減することが可能となる。

また、上述の実施形態においては、グレー軸は白及び黒を通る直線として説明された。しかし、図４のフローチャートのステップＳ２０３における白色度の判定、及びステップＳ２０５の黒色度の判定において説明されているように、ここで判定されている白及び黒の代表色は、必ずしも完全な白（ＲＧＢ値が（１，１，１）となる白）及び完全な黒（ＲＧＢ値が（０，０，０）となる黒）である必要はない。本発明は、上述の白ないし黒が厳密には無彩色ではなかったとしても、これらが無彩色であった場合と同等の効果が得られるものである。

また、上述の実施形態においては、グレー軸上に存在する代表色は白と黒の２色のみであったが、その他の代表色がグレー軸上にあってもよい。例えば、白と黒の中間、すなわち濃度５０％のグレーを代表色に追加すれば、グレー軸近傍にある中濃度領域（２５〜７５％）の有彩色をグレーに変換することができるため、白ないし黒に変換するよりも高精度の限定色化処理を行うことが可能となる。
なお、これらの代表色はグレー軸上に存在すると説明したが、必ずしもグレー軸上に存在する必要はなく、代表色がグレー軸の近傍に存在するものであっても、本発明の所期の効果を奏するものである。

また、上述の実施形態においては、グレー軸は代表色に基づいて決定されるものであると説明したが、このような態様に限定されるものではない。例えば、入力された画像データを解析し、この画像データにおいて明度が最大となる画素を白、また明度が最小となる画素を黒と見なし、これらに基づいてグレー軸を決定するものであってもよい。あるいは、入力された画像データのある色空間における分布（ヒストグラム）を求め、高明度領域における最頻値を白、また低明度領域における最頻値を黒と見なし、これらに基づいてグレー軸を決定するものであってもよい。また、グレー軸はあらかじめＨＤＤ１２等に記憶された無彩色を示すデータに基づいて決定されてもよい。

また、上述の実施形態においては、図４のフローチャートのステップＳ２０９において、距離Ｄ_Gと閾値Ｄ_thが同値であった場合にはステップＳ２１０の処理をスキップすると説明されているが、これらが同値であった場合にステップＳ２１０の処理を行うものとしてもよい。

本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成を示したブロック図である。 同実施形態におけるカラーテーブルを模式的に示した図である。 同実施形態の画像処理装置が実行する画像処理を示したフローチャートである。 同画像処理における限定色化処理を示したフローチャートである。 同画像処理において画素の彩度を低下させる処理を説明するための図である。 同実施形態における、ある画素とグレー軸、及びこの画素との色差が最小となる代表色を例示した図である。 図６の例において彩度を低下させる処理を行った場合を示した図である。 限定色化処理による画像品質の劣化の抑制を説明するために示した、ある原稿の一部分と、この部分を読み取ることで得られた画像データの拡大図である。 ある色空間における３つの代表色の模式図である。

符号の説明

１…画像処理装置、２…画像読取装置、３…画像形成装置、１１…制御部、１１１…ＣＰＵ，１１２…ＲＯＭ，１１３…ＲＡＭ，１２…ＨＤＤ，１３…入力ＩＦ，１４…出力ＩＦ。

Claims (10)

1. 画像を表す画像データを取得する画像取得手段と、
   複数の代表色を記憶する記憶手段と、
   ある色空間において前記取得された画像データに含まれる各画素の色を示す座標点が、該色空間において複数の無彩色を連ねて表されるグレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を無彩色でない値に低下させる彩度低下手段と、
   前記取得された画像データに含まれる各画素の色または前記彩度低下手段により彩度を低下された各画素の色を、前記複数の代表色のそれぞれと比較し、その色差が最小となる代表色に変換する色変換手段と
   を備える画像処理装置。
2. 前記彩度低下手段は、
   前記複数の代表色に無彩色の代表色が含まれる場合には、この無彩色の代表色に基づいてグレー軸を決定し、前記座標点が該グレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を低下させる
   請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記彩度低下手段は、
   前記画素の色を、該画素の色を示す第１の座標点と前記グレー軸とを結ぶ垂線上の第２の座標点であって、該第２の座標点と前記グレー軸との距離が前記第１の座標点と前記グレー軸との距離のａ倍（０＜ａ＜１）である第２の座標点によって示される色に変換することで、該画素の色の彩度を低下させる
   請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記複数の代表色は、白及び黒の代表色を含む
   請求項２記載の画像処理装置。
5. 前記複数の代表色は、白、黒、及びグレーの代表色を含む
   請求項２記載の画像処理装置。
6. 前記彩度低下手段は、
   前記画像取得手段により取得された画像データに基づいてグレー軸を決定し、前記座標点が該グレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を低下させる
   請求項１記載の画像処理装置。
7. 前記彩度低下手段は、
   あらかじめ記憶された無彩色を示すデータを用いてグレー軸を決定し、前記座標点が該グレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を低下させる
   請求項１記載の画像処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置を備える画像形成装置。
9. 画像処理装置が、
   画像を表す画像データを取得する画像取得ステップと、
   ある色空間において前記取得された画像データに含まれる各画素の色を示す座標点が、該色空間において複数の無彩色を連ねて表されるグレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を無彩色でない値に低下させる彩度低下ステップと、
   前記取得された画像データに含まれる各画素の色または前記彩度低下ステップにおいて彩度を低下された各画素の色を、あらかじめ記憶された複数の代表色のそれぞれと比較し、その色差が最小となる代表色に変換する色変換ステップと
   を備える画像処理方法。
10. コンピュータを、
    画像を表す画像データを取得する画像取得手段と、
    複数の代表色を記憶手段に記憶させる制御手段と、
    ある色空間において前記取得された画像データに含まれる各画素の色を示す座標点が、該色空間において複数の無彩色を連ねて表されるグレー軸から所定の距離未満にある場合には、該画素の色の彩度を無彩色でない値に低下させる彩度低下手段と、
    前記取得された画像データに含まれる各画素の色または前記彩度低下手段により彩度を低下された各画素の色を、前記複数の代表色のそれぞれと比較し、その色差が最小となる代表色に変換する色変換手段と
    して機能させるためのプログラム。

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