JP5484199B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホワイトボードを撮影したカラー画像の印刷を行うプリンタなどの画像形成装置及び画像形成方法に関する。

近年、オフィスワークにおいてはホワイトボードを用いて会議等が行われ、必要事項を数色のカラーペンで記録する作業が日常的に行われている。また、ホワイトボードの記録を用紙に印字して関係者に配布する等、情報の有効活用が図られている。
例えば、電子式のホワイトボードの場合、その場で付属のスキャナー装置によって画像情報を読み取り、付属の印字装置によってホワイトボードの記録を即座に印字することが可能である。
ところが、一般的な電子式のホワイトボードはモノクロ印刷仕様の場合が多く、カラーペンで記録した内容を視認しづらいことがある。

そこで、特許文献１には、基本色の色画像データと基本色以外の色画像データとを視覚的に区別して印字するように画像処理を行い、この画像処理によって得られた色画像データを印字する画像読取印字装置が開示されている。当該画像読取装置によれば、印字結果においてユーザーが基本色と基本色以外の色との区別を目視により容易に確認することができるようになっている。
また、特許文献２には、イメージセンサー出力の分光感度によりマーカー色を識別し、その結果、マーカー色に応じて濃淡印字を行うことができる電子黒板が開示されている。

特開平４−３３９４７３号公報 特開昭６３−４８０５０号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２のいずれに開示されている技術においても、予めスキャナー等の画像読取手段が備えられているホワイトボードが前提となっている。
つまり、このような従来の技術は、画像読取手段を備えていない一般的なホワイトボードを使用するユーザーにとっては有効ではなく、この場合、ユーザーは、電子スチルカメラ（以下、ＤＳＣと称する）で撮影したホワイトボード画像を印刷することでその目的を達していた。

ところで、一般的なＤＳＣでホワイトボードを撮影した場合、撮影画像の大部分は白色部分で占められているため、各種の調整機能が適正に動作しないことが多い。このため、適切な画像として撮影されず、結果として、視認性に欠けた画像が印刷される問題が生じていた。
例えば、ホワイトボードは白色部が大部分を占めるため、ＤＳＣの自動露出機能（ＡＥ機能）が適正に働かないことがあり、この場合、ホワイトボードの白色部分が色付きのグレイになり、また、赤、青、緑などのペン色が黒っぽく撮影されてしまう問題が生じていた。

また、光源を蛍光灯に依存する夜間等においては、ホワイトバランス機能が適正に働かないことがあり（オフィスに使用される蛍光灯は発色性が良くないためにそのような傾向が強い）、この場合には、ペンの色が本来の色相とは大凡かけ離れたものとして撮影される問題が生じていた。
特に、携帯電話機に内蔵されるＤＳＣは、利便性に優れるためオフィスワークにおいて使われる機会が多いが、その反面、調整機能や調整範囲は一般的なＤＳＣよりもさらに制限されることが多いため、上記の問題がより顕著なものとなっていた。

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、本来の色相とは異なる色相で撮影されたホワイトボードの画像であっても、本来の色相に近い良好な画像として印刷することができる画像形成装置及び画像形成方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、入力されたカラー画像に対して所定の画像形成処理を行う画像形成装置であって、白地上の描画を撮影したカラー画像が入力されたとき、当該カラー画像の任意ピクセルについて、前記描画に使用したカラーペンの色を同定し、同定されたペン色相内に任意ピクセルの色値を写像するペン色相写像処理部を備え、該ペン色相写像処理後に所定の画像形成処理を行う構成としてある。

また、本発明の画像形成方法は、入力されたカラー画像に対して所定の画像形成処理を行う画像形成方法であって、白地上の描画を撮影したカラー画像が入力されたとき、当該カラー画像の任意ピクセルについて、前記描画に使用したペンの色を同定し、同定されたペン色相内に任意ピクセルの色値を写像するペン色相写像処理ステップを備え、該ペン色相写像処理後に所定の画像形成処理を行う方法としてある。

本発明の画像形成装置や画像形成方法によれば、本来の色相とは異なる色相で撮影されたホワイトボードの画像であっても、本来の色相に近い良好な画像として印刷することができる。

本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 ＨＣＢ空間を三次元的に表した図である。 図２に示すＨＣＢ空間において明度軸を示した図である。 図３に示すＨＣＢ空間を明度軸の端点（Ｗ点又はＫ点）方向からの視点にもとづいて表した図である。 図４を３次元的に表した図である。 任意の色値を含む色相面を二次元的に表した図である。 任意の色値を含む色相面と被写像色相面とを表した図である。 色空間上の色相面に含まれる任意の点Ａの位置関係を求めるため、予め点Ａを含む各三角形の面積とその面積比を求める方法を説明するための図である。 本実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 ペン色相の同定に用いる色相範囲を示した図である。 第二実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 画像レンジ補正処理部の機能ブロック図である。 画像レンジの補正例を示した図である。 第三実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 第三実施形態におけるペン色相の同定に用いる色相範囲を示した図である。 第四実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 第四実施形態における低彩度ピクセル無彩色化処理及び黒色成分除去処理を示した図である。

［第一実施形態］
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成について図面を参照しながら説明する。
なお、本実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、カラープリンタなどの印刷装置であり、ＣＰＵ（Central Process Unit）やチップセット等の制御要素、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されたコンピューターを有する。ＣＰＵは、プログラムを実行する演算処理装置である。ＲＯＭは、プログラム及びデータを予め記憶した不揮発性のメモリである。ＲＡＭは、プログラムを実行する際にそのプログラム及びデータを一時的に記憶して、作業領域として用いるメモリである。ＲＯＭに記憶されたプログラムは、ＣＰＵの制御手段に読み込まれることにより、コンピューターに所定の処理を行わせる。このように、プログラムとコンピューターが協働することにより、画像形成装置１のコンピューター内に機能的な構成要素が実現される。

画像形成装置１は、図１に示すように、プログラムとコンピューターとの協働により実現される機能的な構成として、ホワイトボードを撮影したカラー画像が入力されたとき、所定の画像処理を行うペン色相写像処理部１００、所定の色値（ＲＧＢ形式）からなる対象画像を所定の色変換テーブルによって出力可能な色値（ＣＭＹＫ形式）の画像データに変換する色変換処理部２００、出力濃度補正を行うガンマ補正処理部３００及び疑似階調処理を行うスクリーン処理部４００を備える。
また、画像形成装置１は、ハードウェア構成として、不図示の画像入力装置や出力装置とを有し、それぞれ図示しないコンピューターや入力デバイスと直接又はケーブル等を介して接続している。ここで、画像入力装置は、ＲＧＢデータからなる画像情報を入力し、出力装置は、ペン色相写像処理、色変換処理、ガンマ補正処理及びスクリーン処理が施された画像データを出力する。

つまり、本実施形態に係る画像形成装置１は、対象の画像情報を画像入力装置が入力し、ペン色相写像処理部１００、色変換処理部２００、ガンマ補正処理部３００及びスクリーン処理部４００がその画像に対して必要な処理を施し、その後、出力装置が画像出力処理を行う。
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。

ここで、本実施形態に係るペン色相写像処理部１００について詳細に説明する。
ペン色相写像処理部１００は、画像形成装置１にホワイトボードを撮影したカラー画像が入力されたとき、当該カラー画像の任意ピクセルについて、ホワイトボードに図形や文字を描く際に使用したカラーペンの色を同定し、同定されたペン色相内に任意ピクセルの色値を写像する処理を行う。このようなペン色相写像処理後に既存の印刷処理（所定の画像形成処理）を行うことにより、本来の色相とは異なる色相で撮影されたホワイトボードの画像であっても、本来の色相に近い良好な画像として印刷することが可能になる。

図２は、ＨＣＢ空間を三次元的に表した図であり、図３は、図２に示すＨＣＢ空間において明度軸を示した図である。
本実施形態では、ペン色相写像処理を行うにあたり、ＨＣＢ空間を利用した写像処理を行う。ＨＣＢ空間は、色値を、色相値（Ｈ：Ｈｕｅ）、彩度値（Ｃ：Ｃｈｒｏｍａ）、明度値（Ｂ：Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）によって表す色空間であり、図２及び図３に示すように、立方体として三次元的に表すことができる。
立方体の各頂点、すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂｌ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ及びＷは、それぞれ、レッド、グリーン、ブルー、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック及びホワイトをそれぞれ示す。
本実施形態においては、立方体の各頂点の座標は、それぞれＲ＝｛２５５，０，０｝、Ｇ＝｛０，２５５，０｝、Ｂｌ＝｛０，０，２５５｝、Ｃ＝｛０，２５５，２５５｝、Ｍ＝｛２５５，０，２５５｝、Ｙ＝｛２５５，２５５，０｝、Ｋ＝｛０，０，０｝、Ｗ＝｛２５５，２５５，２５５｝とする。
例えば、ＷとＫを端点とした明度軸を意識することによって、任意の色値に対する明度を認識することができる。

図４は、このようなＨＣＢ空間を明度軸の端点（Ｗ点又はＫ点）方向からの視点にもとづいて表した図である。このようにすると、色相値を環状に表すことができる。
例えば、同図において、ＲＧＢデータＡ＝｛ｒ，ｇ，ｂ｝は、レッドの色相面上に存在することを認識することができる。
図５は、図４を３次元的に表した図である。
同図によれば、レッドの色相面（△ＷＫＲ）上に点Ａが存在することを立体的に認識することができる。
このように、一般に、色相面は、任意のＲＧＢデータＡに対応する最大彩度点Ｐと明度軸上の端点Ｗ及びＫとからなる三角形状の平面（色相面）で表すことができる。
なお、最大彩度点Ｐは、対象点及び明度軸を包含する色相面と線分Ｍ−Ｂｌ−Ｃ−Ｇ−Ｙ−Ｒ−Ｍとの交点によって示される。したがって、本実施形態の例では、図４及び図５において点Ａに対応する最大彩度点ＰはＲとなる。

ここで入力画像の任意ピクセルの色値を他の色相面に写像する具体的な方法について、図６〜図８を参照しながら詳細に説明する。
まず、図６に示すように、任意ピクセルの色値に対応する点Ａを含む色相面を取り出す。同図において、ｘ方向及びｙ方向は、彩度及び明度を示し、それぞれ矢線の方向に比例して値が大きくなることを示している。つまり、同図に示す色相面ＷＫＰ２の最大彩度点はＰ２であり、明度軸は線分ＷＫであることを表している。
なお、最大彩度点（最大彩度値）Ｐａは、次式（１）によって求めることができる。
Ｐａ＝（Ａ−min［Ａ］）／max（Ａ−min［Ａ］）×２５５ ・・・（１）
（但し、min［Ａ］は、｛ｒ，ｇ，ｂ｝の内で最小の値、max［Ａ］は、｛ｒ，ｇ，ｂ｝内で最大の値、Ａ−min［Ａ］は、点Ａの各要素からmin［Ａ］を引く事を意味する。
例えば、△ＷＫＰ２内に存在する任意の点ＡのＲＧＢデータが、Ａ＝｛９５，６３，６３｝である場合、上記式（１）を適用して、その最大彩度点Ｐ２を、Ｐ２＝｛２５５，２５５，０｝と算出することができる。

次に、写像先である被写像色相面を取り出す。
図７は、任意の色値を含む色相面と被写像色相面とを重ねて表した図である。
同図において、点Ａを含む色相面△ＷＫＰ２の最大彩度点Ｐ２は、Ｐ２＝Ｙ＝｛２５５，２５５，０｝とし、被単色相面△ＷＫＰ１の最大彩度点Ｐ１は、Ｐ１＝Ｒ＝｛２５５，０，０｝としている。
このように、ＨＣＢ空間の色相値を固定することにより、ある色相面と他の色相面との明度差を認識することができる。

図８は、色空間上の色相面に含まれる任意の点Ａの位置関係を求めるため、予め点Ａを含む各三角形の面積とその面積比を求める方法を説明するための図である。
まず、同図においては、次式（２）〜（６）が成り立つ。
Ｓ＝△ＷＫＰ２ ・・・（２）
ｓ＝△ＡＷＫ／△ＷＫＰ２ ・・・（３）
ｔ＝△ＡＫＰ２／△ＷＫＰ２ ・・・（４）
ｕ＝△ＡＰ２Ｗ／△ＷＫＰ２ ・・・（５）
Ｓ＝ｓ＋ｔ＋ｕ＝１ ・・・（６）

なお、一般に、三次元空間における△ＯＤＥの面積Ｓ₀は、Ｏ＝｛Ｏr，Ｏg，Ｏb｝、Ｄ＝｛Ｄr，Ｄg，Ｄb｝、Ｅ＝｛Ｅr,Ｅg，Ｅb｝と仮定すると、次式（７）〜（９）を用いて算出することができる。
ベクトルＯＤ＝Ｄ−Ｏ ・・・（７）
ベクトルＯＥ＝Ｅ−Ｏ ・・・（８）
Ｓ₀＝｜ＯＤ×ＯＥ｜／２ ・・・（９）
つまり、△ＯＤＥの面積Ｓ₀は、ベクトルＯＤとベクトルＯＥの外積を用いて算出することができる。
このため、△ＷＫＰ２における点Ａの位置関係を示す面積比率ｓ、ｔ、ｕは、式（２）〜（９）を用いて求めることができる。

次に、任意のＲＧＢデータＡを、他の色相面に写像した後のＲＧＢデータＡ’の算出方法について説明する。
△ＷＫＰ１における点Ａ’は、写像前の△ＷＫＰ２における点Ａの位置関係と等しくする必要がある。つまり、△ＷＫＰ２における△ＡＷＫ、△ＡＫＰ２、△ＡＰ２Ｗの面積比率ｓ、ｔ、ｕは、△ＷＫＰ１における△Ａ’ＷＫ、△Ａ’ＫＰ１、△Ａ’Ｐ１Ｗと同一となるように写像する必要がある。

このため、予め式（３）〜（５）を用いて求めたｓ，ｔ，ｕを次式（１０）に代入して点Ａ’の座標を算出する。
Ａ’｛ｒ,ｇ,ｂ｝＝ｓ・Ｐ１｛ｒ,ｇ,ｂ｝＋ｔ・Ｗ｛ｒ,ｇ,ｂ｝＋ｕ・Ｋ｛ｒ,ｇ,ｂ｝
・・・（１０）

次に、本実施形態に係るペン色相写像処理部１００の詳細について、図９及び図１０を参照して説明する。
図９は、本実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、本実施形態のペン色相写像処理部１００は、ペン色設定部１０１、包含色相最大彩度点演算部１０２、該当ペン色相推定部１０３、包含色相面内分割比率演算部１０４、ペン色相内色値変換部１０５などを備えている。

ペン色設定部１０１は、ホワイトボードに図形や文字を描く際に使用したカラーペンの色（ペン色相の最大彩度点）を設定する。
例えば、ペンの色をＲＧＢ形式で０から１まで間の数値で表す場合、赤、青、黒、緑のペンの色は、それぞれ、赤｛１，０，０｝、青｛０，０，１｝、黒｛０，０，０｝、緑｛０，１，０｝のように設定する。

包含色相最大彩度点演算部１０２は、ホワイトボードを撮影したカラー画像の任意ピクセルにおいて、任意ピクセルが含まれる色相の最大彩度点Ｐａを算出する。
例えば、任意の点ＡのＲＧＢ色値を０から１までの間の値で正規化して表現した場合、点Ａを含む色相の最大彩度点ＰａのＲＧＢ値は、前述した式（１）により求めることができる。
なお、点Ａが明度軸上（グレイ値軸上）の点の場合は、彩度がゼロにもとづいて解なしとなるが、便宜的に白色値を与えるようにしてもよい。

包含色相最大彩度点演算部１０２の計算例を具体的に数値を用いて示す。例えば、点Ａの色値が０〜２５５で表記したとき、Ａ１：｛２５５，１２８，１２８｝だったならば、２５５で割って正規化してＡｎ１：｛１，０．５，０．５｝
とした後、式（１）に従いて、同色相内最大彩度点Ｐａ１：｛１，０，０｝ と求めることができる。
また、もし、点Ａ２の色値が、Ａ２：｛２５５，１９２，１２８｝だったならば、Ａｎ２：｛１，０．７５，０．５０｝、Ｐａ２：｛１，０．５０，０｝と求めることができる。

該当ペン色相推定部１０３は、包含色相最大彩度点演算部１０２にて算出された任意ピクセルの最大彩度点Ｐａにもとづいて、任意ピクセル部分を描くのに使用したペンの色を同定する。
本実施形態では、ホワイトボード画像の任意の点Ａの色値を包含する色相において、最大彩度点Ｐａ｛ｒ，ｇ，ｂ｝を構成する色値のうち、いずれかはゼロであり、いずれかは1であり、いずれかは０から１までの間の点であることを利用して、点Ａがペン色設定部１０１にて設定されたペン色のいずれで描かれたのかを同定する。
具体的には、点Ｐａのｒｇｂ値において、ｒ＝１ならば、ペンの色は赤、ｇ＝１ならば、ペンの色は緑、ｂ＝１ならば、ペンの色は青と、描かれたペンの色を仮同定することができる。

例えば、点Ａの値がＡ２：｛２５５，１９２，１２８｝だったならば、モニタ画面上は赤というよりもオレンジの色相に見えるが、同色相最大彩度点は、Ｐａ２：｛１，０．５０，０｝となり、ｒ＝１となるので、ペンの色を「赤」と同定する。
このようにすると、図１０に示すような色相範囲で使用したペンの色を同定することが可能になる。
なお、 上記の説明では、黒ペンで描かれているピクセルの同定方法は省略しているが、黒ペンの同定処理の有無は任意である。例えば、黒ペンで描かれたピクセルは、仮に他のペン色に同定されたとしても、その色相に写像される位置は、彩度が極めて低く、色味は小さくなるので、黒ペンの同定を省いても問題はない。また、黒ペンの同定条件（例えば、△ＡＫＰの面積が所定値未満）を設定し、この条件を満たすピクセルを黒色点に写像するようにしてもよい。

包含色相面内分割比率演算部１０４は、包含色相最大彩度点演算部１０２にて算出された任意ピクセルの最大彩度点Ｐａと白色点Ｗと黒色点Ｋで形成される色空間中の三角形において、任意ピクセルの色値に相当する点によって分割される領域の面積比率を算出する。
例えば、前述した式（２）〜（９）を用いて算出することができる。

ペン色相内色値変換部１０５は、該当ペン色相推定部１０３にて同定されたペン色相と包含色相面内分割比率演算部１０４にて算出された面積比率（以下、適宜、分割比率又は分割比という。）にもとづいて、任意ピクセルの色値を、同定されたペン色相内の写像点へ変換する。
例えば、同定されたペン色相内へ写像した後の色値（ＲＧＢ値）は、前述した式（１０）を用いて算出することができる。

以上のように構成された本実施形態によれば、入力されたカラー画像に対して所定の画像形成処理を行う画像形成装置１であって、ホワイトボードを撮影したカラー画像が入力されたとき、当該カラー画像の任意ピクセルについて、ホワイトボードに図形や文字を描く際に使用したカラーペンの色を同定し、同定されたペン色相内に任意ピクセルの色値を写像するペン色相写像処理部１００を備え、該ペン色相写像処理後に所定の画像形成処理を行うので、本来の色相とは異なる色相で撮影されたホワイトボードの画像であっても、本来の色相に近い良好な画像として印刷することができる。

また、ペン色相写像処理部１００は、ホワイトボードに図形や文字を描く際に使用したカラーペンの色を設定するペン色設定部１０１と、ホワイトボードを撮影したカラー画像の任意ピクセルにおいて、任意ピクセルが含まれる色相の最大彩度点Ｐａを算出する包含色相最大彩度点演算部１０２と、包含色相最大彩度点演算部１０２にて算出された任意ピクセルの最大彩度点Ｐａにもとづいて、任意ピクセル部分を描くのに使用したペンの色を同定する該当ペン色相推定部１０３と、包含色相最大彩度点演算部１０２にて算出された任意ピクセルの最大彩度点Ｐａと白色点Ｗと黒色点Ｋで形成される色空間中の三角形において、任意ピクセルの色値に相当する点によって分割される領域の面積比率を算出する包含色相面内分割比率演算部１０４と、該当ペン色相推定部１０３にて同定されたペン色相と包含色相面内分割比率演算部１０４にて算出された分割比率にもとづいて、任意ピクセルの色値を、同定されたペン色相内の写像点へ変換するペン色相内色値変換部１０５と、を備えるので、任意ピクセルの色値を、元の色相面における位置を保ちつつ、ペン色相面上の写像点へ変換することができ、その結果、写像処理による画像の劣化も防止することができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置１について、図１１〜図１３を参照して説明する。但し、前記実施形態と共通する部分については、前記実施形態の符号を付すことにより、前記実施形態の説明を援用する。

図１１は、第二実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、第二実施形態に係る画像形成装置１のペン色相写像処理部１００は、任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前に、当該任意ピクセルを含むカラー画像の色値に係るヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの分析結果にもとづいて、カラー画像の画像レンジを補正する画像レンジ補正処理部１１０を備える点が前記実施形態と相違している。

図１２は、画像レンジ補正処理部の機能ブロック図である。
この図に示すように、本実施形態の画像レンジ補正処理部１１０は、分析画像生成部１１１、画像分析部１１２、画像レンジ補正部１１３などを備えている。
分析画像生成部１１１は、ホワイトボードを撮影したカラー画像の全体又は一部を分析画像として抽出する。
例えば、ホワイトボードを撮影したカラー画像の中央部付近で、所定サイズ（画像の全体サイズに対する比率）の分析画像を抽出する。
また、ホワイトボードを撮影したカラー画像全体をサムネール化して分析画像としてもよい。

画像分析部１１２は、分析画像の色値に係るヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの最頻値を求める。
例えば、図１３の上側に示すように、分析画像の各ピクセルについて、色値｛ｒ，ｇ，ｂ｝の頻度を示すヒストグラムを作成し、最頻値｛１６６，１６６，１６６｝を求める。
分析画像の色値が８ビットデータである場合は、６ビットデータや４ビットデータに変換してからヒストグラムを作成してもよい。
また、最頻値の算出においては、最頻値を中心値とするバラツキ具合を計算し、最頻値に近い複数値を選択して真の最頻値を推定するようにしてもよい。

また、画像分析部１１２においては、分析画像のクラスタ分析にもとづいて、ホワイトボード画像を描いたときに使用されたペンの色や白点、黒点を推定するようにしてもよい。
このようなクラスタ分析を行うと、黒ペンが使用されていたのであれば、黒ペン相当の色値の代表値が得られるので、これとホワイトボードの白色部相当の色値とから、ホワイトボード画像の画像レンジ補正だけでなく、ホワイトバランス補正も行うことができる。
また、クラスタ分析の結果、ホワイトボード画像を描く際に黒ペンが使われていなかったと推定される場合は、黒点を｛０，０，０｝としてレンジ補正を行えば良い。

画像レンジ補正部１１３は、ヒストグラムの最頻値がホワイトボードの白色部であると見做してカラー画像の画像レンジを補正する。
具体的には、最頻値がＭ｛ｒｍ，ｇｍ，ｂｍ｝ならば、ホワイトボード画像の任意の点Ａ（ｒａ，ｇａ，ｂａ）を次式で補正する。
Ａ’＝（ｒａ／ｒｍ，ｇａ／ｇｍ，ｂａ／ｂｍ）×２５５
また、このとき、２５５以上になるピクセルは２５５に丸めればよい。
これにより、図１３の下側に示すように、最頻値が｛２５５，２５５，２５５｝の白点として補正される。
なお、上記式で最頻度値を白点｛２５５，２５５，２５５｝にて補正してしまうと、白く飽和してしまう領域が多くなり過ぎる可能性があるが、そのようなとき、上記式の計算において、２５５を乗さず、２５５よりも小さな値を乗ずることにより、飽和領域を減らすことができる。

以上のように構成された第二実施形態によれば、ペン色相写像処理部１００は、任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前に、当該任意ピクセルを含むカラー画像の色値に係るヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの分析結果にもとづいて、カラー画像の画像レンジを補正する画像レンジ補正処理部１１０を備えるので、ホワイトボード画像の全体的な彩度を適正化し、ペン色の視認性をさらに向上させることができる。

また、画像レンジ補正処理部１１０は、ホワイトボードを撮影したカラー画像の全体又は一部を分析画像として抽出する分析画像生成部１１１と、分析画像の色値に係るヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの最頻値を求める画像分析部１１２と、ヒストグラムの最頻値がホワイトボードの白色部であると見做してカラー画像の画像レンジを補正する画像レンジ補正部１１３と、を備えるので、グレイで撮影されたホワイトボードの白色部を本来の白色に変換できるだけでなく、ペン色の彩度も持ち上げることができる。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る画像形成装置１について、図１４及び図１５を参照して説明する。但し、前記実施形態と共通する部分については、前記実施形態の符号を付すことにより、前記実施形態の説明を援用する。

図１４は、第三実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、第三実施形態に係る画像形成装置１のペン色相写像処理部１００は、任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前に、任意ピクセルの色値が所定のペン色相範囲に含まれるか否かを判定し、ペン色相範囲に含まれないと判断された任意ピクセルを無彩色化するペン色相範囲外ピクセル無彩色化処理部１２０を備える点が前記実施形態と相違している。

本実施形態のペン色相範囲外ピクセル無彩色化処理部１２０は、ペン色相範囲設定部１２１、ペン色相範囲判定部１２２、無彩色化処理部１２３、合成処理部１２４などを備えている。
ペン色相範囲設定部１２１は、ペン色相と見做す色相範囲を設定する。
例えば、ペン色が赤のときは、赤色相へ写像する赤系統色の範囲をａ，ｂを用いて｛１，ａ，０｝、｛１、０，ｂ｝と表記し、ａ，ｂの範囲で設定する。
具体的には、
｛１，ａ，０｝において、０≦ａ≦０．３
｛１、０，ｂ｝において、０≦ｂ≦０．５
このようにすると、図１５に示すように、各ペンの色相と同定するペン色相範囲を絞り込むことができる。

ペン色相範囲判定部１２２は、任意ピクセルの色値が所定のペン色相範囲に含まれるか否かを判定する。
例えば、任意ピクセルを包含する色相の最大彩度点Ｐａの色値が、ペン色相範囲設定部１２１で設定されたペン色相範囲に含まれるか否かを判定する。

無彩色化処理部１２３は、ペン色相範囲に含まれないと判断された任意ピクセルを無彩色化する。
例えば、ペン色相範囲に含まれないと判断された任意ピクセルについて、前記包含色相面内分割比率演算部１０４から包含色相内における分割比を取得し、該分割比をもとにグレイ軸上に写像することにより、任意ピクセルを無彩色化する。
無彩色化においては、例えば、以下の式を用いて無彩色後の写像値Ａ”｛ｒ”，ｇ”，ｂ”｝色値を求めればよい。
Ａ”｛ｒ”，ｇ”，ｂ”｝＝（Ｓｐ＋Ｓｗ）×Ｗ｛１，１，１｝＋Ｓｋ×｛０，０，０｝
但し、
Ｓｐ＝△ＫＡＷ／△ＷＰＫ
Ｓｗ＝△ＰＡＫ／△ＷＰＫ
Ｓｋ＝△ＷＡＰ／△ＷＰＫ

合成処理部１２４は、カラー画像の有彩色部と無彩色部を合成する。
つまり、ペン色相相当色のピクセルのみ有彩色で、非ペン色相相当色のピクセルを無彩色化したホワイトボード画像を得る。

以上のように構成された第三実施形態によれば、ペン色相写像処理部１００は、任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前に、任意ピクセルの色値が所定のペン色相範囲に含まれるか否かを判定し、ペン色相範囲に含まれないと判断された任意ピクセルを無彩色化するペン色相範囲外ピクセル無彩色化処理部１２０を備えるので、ペン色相相当色のピクセルのみ有彩色で、非ペン色相相当色のピクセルを無彩色化したホワイトボード画像を得ることができる。これにより、非ペン色相相当色のピクセルがペン色相に写像され、ホワイトボード画像の視認性が低下するという問題を解消することができる。

また、ペン色相範囲外ピクセル無彩色化処理部１２０は、ペン色相と見做す色相範囲を設定するペン色相範囲設定部１２１と、任意ピクセルの色値が所定のペン色相範囲に含まれるか否かを判定するペン色相範囲判定部１２２と、ペン色相範囲に含まれないと判断された任意ピクセルを無彩色化する無彩色化処理部１２３と、カラー画像の有彩色部と無彩色部を合成する合成処理部１２４と、を備えるので、あらかじめ設定される色相範囲にもとづいて非ペン色相相当色のピクセルを精度良く判定し、無彩色化することができる。

［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る画像形成装置１について、図１６及び図１７を参照して説明する。但し、前記実施形態と共通する部分については、前記実施形態の符号を付すことにより、前記実施形態の説明を援用する。

図１６は、第四実施形態に係るペン色相写像処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、第四実施形態に係る画像形成装置１のペン色相写像処理部１００は、任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前、又は、変換した後に、任意ピクセルの彩度を判断し、彩度が所定の閾値よりも低いピクセルを無彩色化する低彩度ピクセル無彩色化処理部１３０Ａと、彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの黒色成分を除去する黒色成分除去処理部１３０Ｂを備える点が前記実施形態と相違している。

低彩度ピクセル無彩色化処理部１３０Ａは、任意ピクセルの彩度が所定の閾値よりも低いか否かを判断する彩度判断部１３１と、彩度が所定の閾値よりも低いピクセルを無彩色化する無彩色化処理部１２３と、カラー画像の有彩色部と無彩色部を合成する合成処理部１２４とを備えている。
なお、無彩色化処理部１２３及び合成処理部１２４は、前記実施形態のものと同等であるため、詳細な説明は省略する。

黒色成分除去処理部１３０Ｂは、上記の彩度判断部１３１と、彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの色値を、当該ピクセルの色値を包含する色相における白色点と最大彩度点を結んだ線分上の写像点へ変換する同色相稜線写像処理部１３２とを備えている。
以下、彩度判断部１３１及び同色相稜線写像処理部１３２について詳細に説明する。

彩度判断部１３１は、任意ピクセルの彩度が所定の閾値よりも低いか否かを判断する。
例えば、図１７に示すように、△ＷＰＫにおいて、辺ＫＰ上に点Ｍ（彩度判定閾値）を設け、点Ａが△ＷＭＫ内部にあるか、△ＷＭＰ上または△ＷＭＰ内部にあるのか否かを判定し、△ＷＭＫ内部にあれば、彩度が不十分であると判定する。
点Ａの内外判定は、例えば、△ＷＭＫにおいては、点Ａを始点とするベクトルＡＷ、ベクトルＡＭ、ベクトルＡＫの外積ＡＷ・ＡＭ、外積ＡＭ／ＡＫ、外積ＡＫ／ＡＷを計算した後、これら単位ベクトルを求めて、３外積のベクトル方向が一致していれば、点Ａは内部に存在し、逆方向を向いているものがあれば、点Ａは外部に存在すると判定できる。
あるいは、点Ａから線分ＷＫに垂線を下し、その距離を計算して規定の閾値を満たしているのか否かにもとづいて点Ａの彩度が十分であるのか否かを判定してもよい。

同色相稜線写像処理部１３２は、彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの色値を、当該ピクセルの色値を包含する色相における白色点と最大彩度点を結んだ線分上の写像点へ変換する。
例えば、図１７に示すように、写像点をＡ１とすると、次式にて算出することができる。
Ａ１｛ｒ，ｇ１，ｂ１｝＝（Ｓｐ＋Ｓｋ）×Ｗ｛１，１，１｝＋Ｓｗ×Ｐａ｛ｒ，ｇ，ｂ｝
但し、
Ｓｐ＝△ＫＡＷ／△ＷＰＫ
Ｓｗ＝△ＰＡＫ／△ＷＰＫ
Ｓｋ＝△ＷＡＰ／△ＷＰＫ

以上のように構成された第四実施形態によれば、ペン色相写像処理部１００は、任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前、又は、変換した後に、任意ピクセルの彩度を判断し、彩度が所定の閾値よりも低いピクセルを無彩色化する低彩度ピクセル無彩色化処理部１３０Ａを備えるので、ペン色相内に写像された、または、その可能性があるノイズ的なピクセルを無彩色化し、ホワイトボード画像の視認性をさらに向上させることができる。

また、低彩度ピクセル無彩色化処理部１３０Ａは、任意ピクセルの彩度が所定の閾値よりも低いか否かを判断する彩度判断部１３１と、彩度が所定の閾値よりも低いピクセルを無彩色化する無彩色化処理部１２３と、カラー画像の有彩色部と無彩色部を合成する合成処理部１２４とを備えるので、ノイズ的なピクセルが無彩色化されたカラーのホワイトボードを得ることができる。

また、ペン色相写像処理部１００は、任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前、又は、変換した後に、任意ピクセルの彩度を判断し、彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの黒色成分を除去する黒色成分除去処理部１３０Ｂを備えるので、ペン色相のピクセルの黒色成分を除去してホワイトボード画像の視認性をさらに向上させることができる。

また、黒色成分除去処理部１３０Ｂは、任意ピクセルの彩度が所定の閾値よりも低いか否かを判断する彩度判断部１３１と、彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの色値を、当該ピクセルの色値を包含する色相における白色点と最大彩度点を結んだ線分上の写像点へ変換する同色相稜線写像処理部１３２とを備えるので、彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの黒色成分を良好に除去することができる。

以上、本発明の画像形成装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明にかかる画像形成装置は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

本発明は、ホワイトボードを撮影したカラー画像の印刷を行うプリンタなどの画像形成装置において好適に用いることができる。

１ 画像形成装置
１００ ペン色相写像処理部
１０１ ペン色設定部
１０２ 包含色相最大彩度点演算部
１０３ 該当ペン色相推定部
１０４ 包含色相面内分割比率演算部
１０５ ペン色相内色値変換部
１１０ 画像レンジ補正処理部
１１１ 分析画像生成部
１１２ 画像分析部
１１３ 画像レンジ補正部
１２０ ペン色相範囲外ピクセル無彩色化処理部
１２１ ペン色相範囲設定部
１２２ ペン色相範囲判定部
１２３ 無彩色化処理部
１２４ 合成処理部
１３０Ａ 低彩度ピクセル無彩色化処理部
１３０Ｂ 黒色成分除去処理部
１３１ 彩度判断部
１３２ 同色相稜線写像処理部
２００ 色変換処理部
３００ ガンマ補正処理部
４００ スクリーン処理部

Claims (10)

1. 入力されたカラー画像に対して所定の画像形成処理を行う画像形成装置であって、
   白地上の描画を撮影したカラー画像が入力されたとき、当該カラー画像の任意ピクセルについて、前記描画に使用したカラーペンの色を同定し、同定されたペン色相内に任意ピクセルの色値を写像するペン色相写像処理部を備え、該ペン色相写像処理後に所定の画像形成処理を行うものであり、
   前記ペン色相写像処理部は、
   白地上の描画に使用したカラーペンの色を設定するペン色設定部と、
   前記描画を撮影したカラー画像の任意ピクセルにおいて、任意ピクセルが含まれる色相の最大彩度点を算出する包含色相最大彩度点演算部と、
   前記包含色相最大彩度点演算部にて算出された任意ピクセルの最大彩度点にもとづいて、任意ピクセル部分を描くのに使用したペンの色を同定する該当ペン色相推定部と、
   前記包含色相最大彩度点演算部にて算出された任意ピクセルの最大彩度点と白色点と黒色点で形成される色空間中の三角形において、任意ピクセルの色値に相当する点によって分割される領域の面積比率を算出する包含色相面内分割比率演算部と、
   前記該当ペン色相推定部にて同定されたペン色相と前記包含色相面内分割比率演算部にて算出された面積比率にもとづいて、任意ピクセルの色値を、同定されたペン色相内の写像点へ変換するペン色相内色値変換部と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ペン色相写像処理部は、
   任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前に、当該任意ピクセルを含むカラー画像の色値に係るヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの分析結果にもとづいて、カラー画像の画像レンジを補正する画像レンジ補正処理部を備える請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像レンジ補正処理部は、
   白地上の描画を撮影したカラー画像の全体又は一部を分析画像として抽出する分析画像生成部と、
   前記分析画像の色値に係るヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの最頻値を求める画像分析部と、
   ヒストグラムの最頻値が前記白地上の白色部であると見做してカラー画像の画像レンジを補正する画像レンジ補正部と、を備える請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記ペン色相写像処理部は、
   任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前に、任意ピクセルの色値が所定のペン色相範囲に含まれるか否かを判定し、ペン色相範囲に含まれないと判断された任意ピクセルを無彩色化するペン色相範囲外ピクセル無彩色化処理部を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記ペン色相範囲外ピクセル無彩色化処理部は、
   ペン色相と見做す色相範囲を設定するペン色相範囲設定部と、
   任意ピクセルの色値が所定のペン色相範囲に含まれるか否かを判定するペン色相範囲判定部と、
   ペン色相範囲に含まれないと判断された任意ピクセルを無彩色化する無彩色化処理部と、
   カラー画像の有彩色部と無彩色部を合成する合成処理部と、を備える請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記ペン色相写像処理部は、
   任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前、又は、変換した後に、任意ピクセルの彩度を判断し、彩度が所定の閾値よりも低いピクセルを無彩色化する低彩度ピクセル無彩色化処理部を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記低彩度ピクセル無彩色化処理部は、
   任意ピクセルの彩度が所定の閾値よりも低いか否かを判断する彩度判断部と、
   彩度が所定の閾値よりも低いピクセルを無彩色化する無彩色化処理部と、
   カラー画像の有彩色部と無彩色部を合成する合成処理部と、を備える請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記ペン色相写像処理部は、
   任意ピクセルの色値をペン色相内の写像点に変換する前、又は、変換した後に、任意ピクセルの彩度を判断し、彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの黒色成分を除去する黒色成分除去処理部を備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記黒色成分除去処理部は、
   任意ピクセルの彩度が所定の閾値よりも低いか否かを判断する彩度判断部と、
   彩度が所定の閾値よりも高いピクセルの色値を、当該ピクセルの色値を包含する色相における白色点と最大彩度点を結んだ線分上の写像点へ変換する同色相稜線写像処理部と、を備える請求項８記載の画像形成装置。
10. 入力されたカラー画像に対して所定の画像形成処理を行う画像形成方法であって、
    白地上の描画を撮影したカラー画像が入力されたとき、当該カラー画像の任意ピクセルについて、前記描画に使用したカラーペンの色を同定し、同定されたペン色相内に任意ピクセルの色値を写像するステップと、該ペン色相写像処理後に所定の画像形成処理を行うステップと、を有し、
    同定されたペン色相内に任意ピクセルの色値を写像するステップは、
    白地上の描画に使用したカラーペンの色を設定するステップと、
    前記描画を撮影したカラー画像の任意ピクセルにおいて、任意ピクセルが含まれる色相の最大彩度点を算出するステップと、
    前記算出された任意ピクセルの最大彩度点にもとづいて、任意ピクセル部分を描くのに使用したペンの色を同定するとともに、前記算出された任意ピクセルの最大彩度点と白色点と黒色点で形成される色空間中の三角形において、任意ピクセルの色値に相当する点によって分割される領域の面積比率を算出するステップと、
    前記同定されたペン色相と前記算出された面積比率にもとづいて、任意ピクセルの色値を、同定されたペン色相内の写像点へ変換するステップと、を有する
    ことを特徴とする画像形成方法。

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