JP6226440B2 - 画像データ変換装置、画像データ変換方法、画像データ変換用プログラム、ｐｏｓ端末装置、及びサーバ - Google Patents

Description

本発明は画像データ変換装置、画像データ変換方法、画像データ変換用プログラム、ＰＯＳ端末装置、及びサーバに関わり、特にカラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置、画像データ変換方法、画像データ変換用プログラム、ＰＯＳ端末装置、及びサーバに関する。

画像を背景にして、その上に文字を合成することを背面合成と称することとする。サーマル用紙では、背景となる画像はモノクロ１６階調の画像、文字は白黒（２値）となる。図１に示すように、モノクロ１６階調の画像データと白黒２値の文字データを合成して、背面合成した１６階調のデータを得る。図２にモノクロ１６階調の画像データと白黒２値の文字データを合成して、背面合成した１６階調のデータを得る場合の具体例を示す。

図２に示すように、文字データの白背景によって画像データが塗りつぶされることはなく、画像データの上にそのまま文字データが合成されて背面合成データを得ることができる。

背面合成を行った画像は１６階調のデータとして生成されるため、文字（黒白）と画像（１６階調グレースケール）を同時に印字することができる。

特許文献１には、背景画像印刷装置において、背景画像をストライプ模様や市松模様で間引くことによって淡色化することが記載されている。

特開２００６−００７７０７号公報

上記背面合成においては、カラー画像から白黒画像に変換された背景画像が濃い画像である場合、文字と背景が混ざり、文字が読み取れないという課題がある。例えば、図３に示すように、カラー画像から白黒画像に変換された背景画像が黒に近い場合には、黒に近い画像上の文字データは読み取ることができなくなる。

この場合、文字データを読み取ることができるように、背景画像の濃度の調整を行えばよいが、専門知識が必要であり、専門知識を有していないユーザには調整が難しい。

本発明の目的は、カラー画像データを、背景画像として適切な白黒画像データに変換することが可能な画像データ変換装置を提供することにある。

本発明の第１の態様(aspect)は、カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置において、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する判断手段と、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第１種の白黒画像データに変換し、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータではなかった場合に、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第２種の白黒画像データに変換する画像データ変換手段と、前記第１種の白黒画像データと前記第２種の白黒画像データとを、識別可能に記憶する記憶手段と、を備えた画像データ変換装置である。

本発明の第２の態様(aspect)は、カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置の画像データ変換方法において、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する判断ステップと、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第１種の白黒画像データに変換する画像データ変換ステップと、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータではなかった場合に、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第２種の白黒画像データに変換する画像データ変換ステップと、前記第１種の白黒画像データと前記第２種の白黒画像データとを、識別可能に記憶する記憶ステップと、を備えた画像データ変換方法である。

本発明の第３の態様(aspect)は、カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置としてのコンピュータに、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する処理と、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第１種の白黒画像データに変換する処理と、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータではなかった場合に、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第２種の白黒画像データに変換する処理と、前記第１種の白黒画像データと前記第２種の白黒画像データとを、識別可能に記憶する処理と、を実行させるための画像データ変換用プログラムである。

本発明の第４の態様(aspect)は、上記本発明の第３の態様の画像データ変換用プログラムを記憶部に記憶し、ＣＰＵが該画像データ変換用プログラムに基づいて前記カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換するコンピュータである。

本発明の第５の態様(aspect)は、上記本発明の第１の態様の画像データ変換装置と、該画像データ変換装置から出力される第１種の白黒画像データ、又は第２種の白黒画像データを用いて印刷を行う印刷部と、を備えたＰＯＳ端末装置である。

本発明の第６の態様(aspect)は、端末装置と通信網を介して接続されるサーバであって、上記本発明の第１の態様の画像データ変換装置と、前記端末装置からカラー画像データを受信し、該画像データ変換装置から出力される第１種の白黒画像データ、又は第２種の白黒画像データを前記端末装置へ送信する通信部と、を備えたサーバである。

本発明によれば、カラー画像データを、背景画像として適切な白黒画像データに変換することが可能な画像データ変換装置、画像データ変換方法、画像データ変換用プログラム、ＰＯＳ端末装置、及びサーバを提供することができる。

モノクロ１６階調の画像データと白黒２値の文字データを合成して、背面合成した１６階調のデータを得る過程を示す図である。 モノクロ１６階調の画像データと白黒２値の文字データを合成して、背面合成した１６階調のデータを得る場合の過程の具体例を示す図である。 カラー画像から白黒画像に変換された背景画像が黒に近い場合の背面合成した状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の画像データ変換装置として機能するコンピュータの一構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の画像データ変換装置により得られた、背景画像用に適した白黒画像データを示す説明図である。 第１の実施形態の画像データ変換装置により、背景画像用に適した白黒画像データを得る方法を示す説明図である。 第１の実施形態の画像データ変換装置の動作を示すフローチャートである。 （Ａ）は通常のグレースケール画像のヒストグラム、（Ｂ）は第１の実施形態の画像データ変換装置により画像輝度値変換された背景画像のヒストグラムである。 本発明の第１の実施形態における、変換前の輝度値Ｚと変換後の輝度値Ｚ’との関係を示すグラフである。 （Ａ）は画像輝度値を変換しないグレースケール画像に文字データを合成した画像を示す図、（Ｂ）は画像輝度値を変換した、背面合成用の背景画像に文字データを合成した画像を示す図である。 （Ａ）は図１１（Ａ）で用いた、画像輝度値を変換しないグレースケール画像を示す図、（Ｂ）は図１１（Ｂ）で用いた、画像輝度値を変換した、背面合成用の背景画像を示す図である。 第１の実施形態の変形例の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。 （Ａ）は図８を用いて説明したステップＳ１０３からステップＳ１０５を示すフローチャート、（Ｂ）はステップＳ１０３及びステップＳ１０４をステップＳ２０１に置き換えた第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の変形例の画像データ変換装置の動作を示すフローチャートである。 橙色、黄色、黄緑色で色分けされたカラー画像をグレースケール化して生成した背景画像を示す図である。 （Ａ）は、元画像のヒストグラムの画素が片側に寄っている場合の、第１の実施形態の画像データ変換装置で変換を行った背景画像のヒストグラム、（Ｂ）は、元画像のヒストグラムの画素が片側に寄っている場合の、第１の実施形態の画像データ変換装置で変換を行った背景画像のヒストグラムである。 本発明の第２の実施形態の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における、変換前の輝度値Ｚと変換後の輝度値Ｚ’との関係を示すグラフである。 （Ａ）は元画像、（Ｂ）は第１の実施形態の画像データ変換装置を用いて変換した背景画像、（Ｃ）は元画像を第２の実施形態の画像データ変換装置を用いて変換した背景画像を示す図である。 第２の実施形態において、図１３に示した画像データ変換装置の変形例にヒストグラム伸張部１６を追加した場合を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。 第３の実施形態の画像データ変換装置の動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態において、図１３に示した画像データ変換装置の変形例にヒストグラム伸張部１６と記憶部１７を追加した場合を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態の、画像データ変換装置を搭載したＰＯＳ端末装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態の、サーバの画像データ変換装置で画像データ変換して端末装置に送信する画像データ変換システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図４は本発明の第１の実施形態の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態の画像データ変換装置は、背景画像判断部（判断手段となる）１１、グレースケール変換部（グレースケール変換手段となる）１２、画像輝度値変換部（画像輝度値変換手段となる）１３、及びディザ処理・１６階調変換部１４を備えている。グレースケール変換部１２と画像輝度値変換部１３は画像データ変換手段となる。なお、図４に示す構成では、背景画像判断部１１をグレースケール変換部１２の前に配置して、カラー画像データに基づいて白黒画像データが背景画像用として用いられるデータか否かの判断を行っているが、背景画像判断部１１をグレースケール変換部１２の後に配置して、グレースケール化された２５６階調の白黒画像データに基づいて白黒画像データが背景画像用として用いられるデータか否かの判断を行ってもよい。

図４に示した画像データ変換装置はハードウェアで構成される。ハードウェアで構成する場合、図４に示す、画像データ変換装置の構成部の一部又は全部を、例えば、ＬＳＩ(Large Scale Integrated circuit)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等の集積回路（ＩＣ）で構成することができる。

図４に示した画像データ変換装置の一部又は全部の機能をソフトウェアで実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

画像データ変換装置の一部又は全部の機能をソフトウェアで実現する場合には、図５に示すコンピュータを用いることができる。ソフトウェアで構成する場合、図４に示す、画像データ変換装置の構成部の一部又は全部の機能を、当該機能を記述したプログラムを記憶した、ハードディスク、ＲＯＭ等の記憶部、液晶ディスプレイ等の表示部、演算に必要なデータを記憶するＤＲＡＭ等のデータ記憶部、ＣＰＵ、各部を接続するバスで構成されたコンピュータにおいて、演算に必要な情報をＤＲＡＭに記憶し、ＣＰＵで当該プログラムを動作させることで実現することができる。このようなコンピュータの構成の一例が図５に示されている。

図５は本実施形態の画像データ変換装置として機能するコンピュータの一構成例を示すブロック図である。図５に示すように、画像データ変換装置の機能を実現するコンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、表示部２２、通信部２３、メモリ２４（記憶部及びデータ記憶部となる）、Ｉ／Ｏ（Input/Output）インターフェース２５、入力装置２６、及びＣＰＵ２１、通信部２３、メモリ２４、Ｉ／Ｏインターフェース２５を相互に接続するバスライン２７を備える。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

本実施形態の画像データ変換装置では、カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換するときに、白黒画像データが背景画像用であると判断された場合には、図６に示すように、最小輝度値と最大輝度値の中間値である背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた白黒画像データとすることにより、背景画像用に適した白黒画像データを得ている。

具体的に図７を用いて説明する。白黒画像データが背景画像用であった場合に、グレースケールを黒から白の中間色をすべて使って再現すると、背景画像が濃い濃度であるとき、即ち、黒に近い輝度値の画素が多い画像であるときには、背景画像を白黒の文字データと合成する場合に、文字（図７の文字Ａ）と背景が混ざり、文字を判別することが難しくなる。本実施形態では、白黒画像データが背景画像用である場合、黒に近い輝度値の使用を避け、中間色であるグレーの領域から白までを使用する。この様にすることによって、白黒の文字データと合成する場合に文字と背景画像が混ざり、文字を判別することが難しくなることを防止する。

次に本実施形態の画像データ変換装置の動作について図８のフローチャートを用いて説明する。

図８において、背景画像判断部１１はカラー画像の画像ファイル入力を受け付けると（ステップＳ１０１）、その画像ファイルが背景画像用かどうかを判断する（ステップＳ１０２）。

画像ファイルが背景画像用である場合には（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、グレースケール変換部１２で、カラー画像をＮＴＳＣ系加重平均にて白黒２５６階調のグレースケールに変換後（ステップＳ１０３）、画像輝度値変換部１３で画像輝度値を背景画像用に変換し（ステップＳ１０４）、ディザ処理・１６階調変換部１４で、ディザ処理（誤差拡散法）と２５６階調から１６階調への変換を行う（ステップＳ１０５）。その後、変換された画像データをメモリに記憶する（ステップＳ１０８）。変換された画像データを生成後、文字データと合成して印字を行う。

一方、画像ファイルが背景画像用でない場合には（ステップＳ１０２のＮＯ）、グレースケール変換部１２で、カラー画像をＮＴＳＣ系加重平均にて白黒２５６階調のグレースケールに変換後（ステップＳ１０６）、ディザ処理・１６階調変換部１４で、ディザ処理（誤差拡散法）と２５６階調から１６階調への変換を行う（ステップＳ１０７）。その後、変換された画像データをメモリに記憶する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８における画像データの記憶は、画像データが背景画像用であるか否かを識別できるように記憶する。例えば、以下のようにして記憶する。
（１）画像データの名称の一部を背景画像用のみに共通のものとして、識別可能とする。
（２）メモリに、背景画像用の画像データを記憶する領域と、背景画像用ではない画像データを記憶する領域とを予め定めておき、それぞれの領域に記憶する。

図９に示すように、ヒストグラムで見た場合、画像輝度値を背景画像用に変換しない通常のグレースケール画像は全体に広がっているが（図９（Ａ）のヒストグラム）、背景画像用に輝度値変換すると中間のグレーから白に圧縮したような形になる（図９（Ｂ）のヒストグラム）。

ステップＳ１０２における、画像ファイルが背景画像用であるか否かの判断は、例えば、以下の処理（１Ａ）もしくは処理（２Ａ）によって行うことができる。
（１Ａ）画像データ変換装置に、背景画像用であるか否かを選択するキーを表示し、操作者が、画像ファイルが背景画像用であるか否かを判断して、キーを押す。この場合、背景画像判断部１１は押されたキーによって背景画像用であるか否かの判断を行う。
（２Ａ）画像ファイルの名称の一部を、背景画像用画像ファイルのみに共通のものとし、背面合成用であることを識別可能として画像ファイルが背景画像用であるか否かを背景画像判断部１１が判断する。

なお、グレースケール化とは、カラー画像データを白から黒の明暗だけで表現した画像データに変換することである。変換方法には以下のようなものがある。

・ＮＴＳＣ系加重平均…ＲＧＢの各画素に以下の数式１（数１）により重みづけを行い平均したグレースケールの値に変換する。

Ｙ：輝度値、Ｒ：赤色成分、Ｇ：緑色成分、Ｂ：青色成分
・中間値法…ＲＧＢの各画素の最大値と最小値の平均をグレースケールの値に変換する。

・単純平均法…ＲＧＢの各画素の平均値をグレースケールの値に変換する。

ステップＳ１０４における輝度値変換時に用いる変換式を数式２（数２）に示す。

Ｚは変換前の輝度値、Ｚ’は変換後の輝度値、Ａ_ＷＭは背景画像最小輝度値を示す。背景画像最小輝度値Ａ_ＷＭは、例えば、白黒２５６階調での最大輝度値２５５のほぼ半分の輝度値１２８である。図１０は変換前の輝度値Ｚと変換後の輝度値Ｚ’との関係を示すグラフである。

ディザ補正とは、表示色数の制限を補って色の階調を滑らかに表現する補正である。誤差拡散法はディザ補正の一つであり、デジタルカメラやイメージスキャナ、プリンタ、ＦＡＸなどで使われる。誤差拡散法では、表示できる色の階調が限られていて、それより細かい階調(色数)を表現したいときに、画像を細かい点の集まりとして表現し、色が濃い部分は色の濃い点を密集させ、色の薄い部分は点の密度を下げる。これにより、実際の色数よりも多い色数で表現したように見える。

図１１（Ａ）は画像輝度値を変換しないグレースケール画像に文字データを合成した画像を示す図、図１１（Ｂ）は画像輝度値を変換した、背面合成用の背景画像に文字データを合成した画像を示す図である。

グレースケール画像と背面合成用の背景画像の上にそれぞれ同じ文字を配置すると、図１１（Ａ）に示すように、通常のグレースケール画像では背景である椅子を認識できるが、背景の黒い部分に文字が重なると文字の認識が難しい。しかし、図１１（Ｂ）に示すように、背面合成用の背景画像では背景に椅子が認識出来て、文字の認識も、画像輝度値を変換しないグレースケール画像を用いた場合に比べると容易に行うことができる。

図１２（Ａ）は図１１（Ａ）で用いた、画像輝度値を変換しないグレースケール画像を示す図、図１２（Ｂ）は図１１（Ｂ）で用いた、画像輝度値を変換した、背面合成用の背景画像を示す図である。図１２（Ｂ）に示す、背面合成用の背景画像は、図１２（Ａ）に示す、通常のグレースケール画像より濃淡の差が小さくなるが、一定の濃度より濃くならないため画像の上に黒文字を重ねるのに適している。

次に、第１の実施形態の変形例について説明する。

図１３は第１の実施形態の変形例の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。図１３において図４に示す構成部と同一の構成部については同一符号を付する。図４に示す画像データ変換装置では、背景画像データと非背景画像データについてグレースケール変換部１２でグレースケール化した後に、背景画像データについて画像輝度値変換部１３で画像輝度値変換している。本変形例では、背景画像データについては背景画像用グレースケール変換部１５で背景画像用グレースケールを用いてグレースケール化し、非背景画像データについてはグレースケール変換部１２でグレースケール化する。本例では、背景画像用グレースケール変換部１５が画像データ変換手段となる。

図１４（Ａ）は図８を用いて説明したステップＳ１０３からステップＳ１０５を示すフローチャート、図１４（Ｂ）はステップＳ１０３及びステップＳ１０４をステップＳ２０１に置き換えた第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。図１４（Ａ）においては、カラー画像をＮＴＳＣ系加重平均にて白黒２５６階調のグレースケールに変換後（ステップＳ１０３）、画像輝度値を背景画像用に変換している（ステップＳ１０４）。本変形例では、図１４（Ｂ）に示すように、ステップＳ２０１で、背面合成用の背景画像をグレースケール化する際に、背景画像用グレースケール変換部１５により背景画像用グレースケールを用いてグレースケール化し、背面合成用の背景画像データに変換する。グレースケール化時、通常のグレースケールではなく、背景画像用グレースケールを用いる。そして、背面合成用の背景画像をグレースケール化（ステップＳ２０１）した後に、ディザ処理・１６階調変換部１４によりディザ処理（誤差拡散法）と２５６階調から１６階調への変換を行う（ステップＳ１０５）。

本変形例の画像データ変換装置の動作を図１５のフローチャートに示す。図１５に示すフローチャートは、図８のフローチャートのステップＳ１０３及びステップＳ１０４をステップＳ２０１に置き換えて、カラー画像をＮＴＳＣ系加重平均にて背景画像用グレースケールを用いてグレースケール化した後にディザ処理（誤差拡散法）と２５６階調から１６階調への変換を行うことを除いて、画像データ変換装置の動作が同じなので説明を省略する。

ステップＳ２０１におけるグレースケール化に用いる変換式を数式３（数３）に示す。

Ｚは変換前の輝度値、Ｚ’は変換後の輝度値、Ａ_ＷＭは背景画像最小輝度値を示す。Ｒは赤色成分、Ｇ：緑色成分、Ｂ：青色成分を示す。背景画像最小輝度値Ａ_ＷＭは、例えば、白黒２５６階調での最大輝度値２５５のほぼ半分の輝度値１２８である。変換前の輝度値Ｚと変換後の輝度値Ｚ’との関係は図１０に示したグラフで示した関係と同じである。

（第２の実施形態）
本実施形態では、背景画像が複雑な模様、もしくはグレースケール化した際に濃淡の区別が難しい配色だったりした場合のために、自動でコントラストの調整を行う例について説明する。図１６はカラー画像が、橙色、黄色、黄緑色で色分けされている場合にグレースケール化して背景画像を生成する場合を示す図である。

図１７（Ａ）に示すように、元画像のヒストグラムの画素が片側に寄っている場合、第１の実施形態の画像データ変換装置で背景画像として圧縮を行った時には、図１７（Ｂ）に示すように、階調数が極端に少なくなり、識別しづらい背景画像となってしまう。本実施形態では、図１７（Ｃ）に示すように、ディザ処理と２５６階調から１６階調への変換前の画像の全体のヒストグラムを最大輝度値から５％の輝度値と背景画像最小輝度値から５％の輝度値で伸張して、識別しやすい画像としている。最大輝度値から５％の輝度値とは、輝度値２５５からの画素数を加算していって全体画素数の５％となったときの輝度値であり、背景画像最小輝度値から５％の輝度値とは、背景画像最小輝度値、例えば輝度値１２８からの画素数を加算していって全体画素数の５％となったときの輝度値である。

図１８は本実施形態の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。図１８に示す画像データ変換装置は、図４に示した画像データ変換装置の画像輝度値変換部１３とディザ処理・１６階調変換部１４との間にヒストグラム伸張部（ヒストグラム伸張手段となる）１６を設けたものである。図１８において図４に示す構成部と同一の構成部については同一符号を付する。なお、図１８及び後述する図２１に示す画像データ変換装置はハードウェアで構成されるが、第１の実施形態と同様に、画像データ変換装置の一部又は全部の機能をソフトウェアで実現することができる。

ヒストグラム伸張は、第１の実施形態、及び第１の実施形態の変形例のフローチャートにおけるディザ処理と２５６階調から１６階調への変換（図８、図１４（Ｂ）、及び図１５に示すステップＳ１０５）の前に、ヒストグラム伸張のステップを設けて行う。

ヒストグラム伸張の処理に用いる変換式を以下の数式４（数４）に示す。

Ｚは変換前の輝度値、Ｚ’は変換後の輝度値、Ａ_ＷＭは背景画像最小輝度値を示す。Ｙ_１は変換式の第１の分岐点、Ｙ_２は変換式の第１の分岐点を示し、輝度値ＺがＹ_１、Ｙ_２の値で区分される範囲Ｚ＜Ｙ_１、Ｚ＜Ｙ_１、Ｚ＜Ｙ_１のいずれかに属するかによって、上記３つの変換式のいずれかが適用される。背景画像最小輝度値Ａ_ＷＭは、例えば、白黒２５６階調での最大輝度値２５５のほぼ半分の輝度値１２８である。図１９は変換前の輝度値Ｚと変換後の輝度値Ｚ’との関係を示すグラフである。

図２０は元画像を第１の実施形態の画像データ変換装置を用いて変換した背景画像、元画像を第２の実施形態の画像データ変換装置を用いて変換した背景画像を示している。図２０に示すように、本実施形態の画像データ変換装置によれば、ヒストグラムが偏っている元画像を、ヒストグラム伸張を行って、より見やすい画像とすることができる。

図１８に示す画像データ変換装置は、図４に示した画像データ変換装置の画像輝度値変換部１３とディザ処理・１６階調変換部１４との間にヒストグラム伸張部１６を追加した例であるが、図１３に示した画像データ変換装置の変形例にヒストグラム伸張部１６を追加する場合には、図２１に示すように、背景画像用グレースケール変換部１５とディザ処理・１６階調変換部１４との間にヒストグラム伸張部１６を追加し、背景画像用グレースケール変換部１５からの出力をヒストグラム伸張部１６でヒストグラム伸張した後に、ディザ処理・１６階調変換部１４でディザ処理と１６階調変換とを行うようにすればよい。図２１において図１３に示す構成部と同一の構成部については同一符号を付する。

（第３の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の画像データ変換装置によって変換された後の画像データ（第１の画像データ）と、第２の実施形態の画像データ変換装置によって変換された後の画像データ（第２の画像データ）とを用いて、画像を出力し、いずれかの画像データを選択可能とする。

図２２は本実施形態の画像データ変換装置の一構成例を示すブロック図である。図２２に示す画像データ変換装置は、図４に示した画像データ変換装置にヒストグラム伸張部１６と記憶部１７とを追加し、画像輝度値変換部１３からの出力と、ヒストグラム伸張部１６からの出力とを記憶部１７に記憶し、記憶部１７から両方の出力をディザ処理・１６階調変換部１４に入力してディザ処理と１６階調変換とを行い、さらにディザ処理と１６階調変換とを行った両出力をそれぞれ第１合成部１８と第２合成部１９で、予め画像データ変換装置内に記憶しておいた文字データと合成して背面合成画像データとして出力部２０に出力するように構成したものである。図２２において図４に示す構成部と同一の構成部については同一符号を付する。なお、図２２及び後述する図２４に示す画像データ変換装置はハードウェアで構成されるが、第１の実施形態と同様に、画像データ変換装置の一部又は全部の機能をソフトウェアで実現することができる。

本実施形態の画像データ変換装置の動作を図２３のフローチャートに示す。本実施形態の画像データ変換装置のフローチャートは、図８に示した第１の実施形態の画像データ変換装置のフローチャートのステップＳ１０５を、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６に置換したものである。図２３には、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６のみを示す。

図８のステップＳ１０４の画像輝度値変換後の画像データを第１の画像データとして記憶部２２に記憶する（ステップＳ３０１）。

次に、第１の画像データについてヒストグラム伸張部１６によりヒストグラム伸張を行い（ステップＳ３０２）、第２の画像データとして記憶部２２に記憶する（ステップＳ３０３）。そして、記憶部２２から出力される第１の画像データ及び第２の画像データについてディザ処理・１６階調変換部１４によりディザ処理と２５６階調から１６階調への変換を行う（ステップＳ３０４）。

次に、第１合成部１８と第２合成部１９によって第１の画像データ及び第２の画像データにそれぞれ文字データを合成して２つの背面合成画像データを生成し、この２つの背面合成画像データを選択画面に表示する（ステップＳ３０５）。表示は、液晶ディスプレイ等の表示装置（出力手段としての出力部２０となる）の画面に２つの背面合成画像を並べて表示することで行う。２つの背面合成画像データの選択（ステップＳ３０６）は、表示装置の画面に表示された２つの背面合成画像のうちのいずれかの背面合成画像をタッチしたり、選択用のキーを押すことで行うことができる。ステップＳ３０６で画像選択が行われた場合は（ステップＳ３０６のＹＥＳ）、ステップＳ１０８に移行する。ステップＳ３０６で画像選択が行われない場合は（ステップＳ３０６のＮＯ）、２つの背面合成画像データの選択ステップ（ステップＳ３０６）に戻る。

ステップＳ３０５では、この２つの背面合成画像データを選択画面に表示していたが、画像データ変換装置に印刷部（出力手段としての出力部２０となる）を設けて、２つの背面合成画像データを印刷して操作者が選択するようにしてもよい。

また、第３の実施形態においても、図８のステップＳ１０３とステップＳ１０４を、図１４（Ｂ）のステップＳ２０１に置換してもよい。

図２２に示す画像データ変換装置は、図４に示した画像データ変換装置にヒストグラム伸張部１６、記憶部１７、第１合成部１８、第２合成部１９、及び出力部２０を追加した例であるが、図１３に示した画像データ変換装置の変形例にヒストグラム伸張部１６、記憶部１７、第１合成部１８、第２合成部１９、及び出力部２０を追加する場合には、図２４に示すように、背景画像用グレースケール変換部１５とディザ処理・１６階調変換部１４との間にヒストグラム伸張部１６と記憶部１７とを追加し、背景画像用グレースケール変換部１５からの出力と、ヒストグラム伸張部１６からの出力とを記憶部１７に記憶し、記憶部１７に記憶した両方の出力をディザ処理・１６階調変換部１４に入力してディザ処理と１６階調変換とを行い、さらにディザ処理と１６階調変換とを行った両出力をそれぞれ第１合成部１８、第２合成部１９で文字データと合成して背面合成画像データとして出力部２０に出力するように構成すればよい。図２４において図１３に示す構成部と同一の構成部については同一符号を付する。

なお、上述の各実施形態では、背景画像最小輝度値を１２８としたが、輝度値８０〜１６０の間で、好ましくは輝度値９６〜１２８の間で、画像を印刷するプリンタに最も適した輝度値とすればよい。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態として、画像データ変換装置を搭載したＰＯＳ端末装置について説明する。

図２５に示すように、本実施形態のＰＯＳ端末装置は、データ入出力部３１、通信部３２、画像データ変換部３３、印刷部３４、及び制御部３５を備えている。データ入出力部３１は、精算する商品の情報入力やカラー画像データの入力等を行う。通信部３２は、他の装置との通信を行う。画像データ変換部３３は、カラー画像データを白黒１６階調データに変換する。印刷部３４は、サーマルプリンタ部、モノクロレーザプリンタ部等の単色プリンタ部であり、レシート等を印刷する。印刷部３４は、サーマルプリンタ、モノクロレーザプリンタ等の単色プリンタとして分離し、ＲＳ−２３２ＣケーブルやＵＳＢケーブル等のケーブルにより、データ入出力部３１、通信部３２、画像データ変換部３３及び制御部３５を有する本体部と接続してもよい。制御部３５は、データ入出力部３１、通信部３２、画像データ変換部３３、印刷部３４の動作を制御する。

ＰＯＳ端末装置の動作について説明する。ＰＯＳ端末装置は、データ入出力部３１を介して、ＵＳＢメモリ、ＳＤメモリカード等からカラー画像データを受け付ける。また、ＰＯＳ端末装置は、通信部３２を介して、カラー画像データを受信する。画像データ変換部３３には第１から第３の実施形態の画像データ変換装置のいずれかを用いることができる。ＰＯＳ端末装置は、画像データ変換部３３で、データ入出力部３１又は通信部３２から入力されたカラー画像データを白黒１６階調データ、または背景画像用白黒１６階調データに変換し、記憶する。ＰＯＳ端末装置は、変換した白黒１６階調データを用いて、印刷部３４で、レシート等に画像を印刷する。背景画像用白黒１６階調データである場合には文字データと合成して印刷部３４に出力する。

必要に応じて、ＰＯＳ端末装置が、白黒１６階調データ（背景画像用白黒１６階調データの場合を含む）、又は背景画像用白黒１６階調データを文字データと合成した背面合成画像データを、データ入出力部３１を介して、ＵＳＢメモリ、ＳＤメモリカード等に出力したり、通信部３２を介して、ＬＡＮ等の通信網を経由して外部に出力するようにしてもよい。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態として、店舗等に設置してある端末装置（パーソナルコンピュータやＰＯＳ端末装置等）から通信網を介してカラー画像データファイルを受け付け、サーバの画像データ変換装置で白黒１６階調データに変換して端末装置へ送信する画像データ変換システムについて説明する。

図２６に示すように、本実施形態の画像データ変換システムは、端末装置４１と、端末装置４１と通信網４３を介して接続されるサーバ４２とを備えている。端末装置４１はパーソナルコンピュータやＰＯＳ端末装置であり、データ入出力部４１１、通信部４１２、及び制御部４１３を備えている。データ入出力部４１１はＵＳＢメモリ、ＳＤメモリカード等からカラー画像データを受け付ける。通信部４１２は、サーバ４２との通信を行う。制御部４１３はデータ入出力部４１１、通信部４１２の動作を制御する。

サーバ４２は画像データ変換部４２１、通信部４２２、及び制御部４２３を備えている。通信部４２２は端末装置４１との通信を行う。画像データ変換部４２１は第１から第３の実施形態の画像データ変換装置のいずれかを用いることができ、通信部４２２を介して入力されたカラー画像データを白黒１６階調データ（背景画像用白黒１６階調データの場合を含む）に変換する。制御部４２３は画像データ変換部４２１、通信部４２２の動作を制御する。

画像データ変換システムの動作について説明する。端末装置４１は、カラー画像データを、通信網４３を介してサーバ４２に送信する。サーバ４２は、受信したカラー画像データを白黒１６階調データ、または背景画像用白黒１６階調データに変換し、白黒１６階調データ、または背景画像用白黒１６階調データを端末装置４１に送信する。端末装置４１は白黒１６階調データ又は背景画像用白黒１６階調データを通信部４１２で受けて、データ入出力部４１１によりＵＳＢメモリ、ＳＤメモリカード等に白黒１６階調データ、又は背景画像用白黒１６階調データを出力する。端末装置４１にサーマルプリンタ部、モノクロレーザプリンタ部等の単色プリンタ部を設けたり、端末装置４１を、ＲＳ−２３２ＣケーブルやＵＳＢケーブル等のケーブルによりサーマルプリンタ、モノクロレーザプリンタ等の単色プリンタと接続することで、白黒１６階調データ又は背景画像用白黒１６階調データを用いて単色プリンタ部や単色プリンタで印刷するようにしてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。
上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下の構成には限られない。

（付記１）
カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置において、
前記白黒画像データが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する判断手段と、
前記白黒画像データが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた白黒画像データに変換する画像データ変換手段と、
を備えた画像データ変換装置。

（付記２）
付記１に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段は、前記カラー画像データをフルスケールのグレースケールで白黒画像データに変換するグレースケール変換手段と、グレースケール化した白黒画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた前記白黒画像データに変換する画像輝度値変換手段と、を備えることを特徴とする画像データ変換装置。

（付記３）
付記１に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段は、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までのグレースケールで白黒画像データに変換する背景画像用グレースケール変換手段であることを特徴とする画像データ変換装置。

（付記４）
付記１から３のいずれかに記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段により変換された白黒画像データをヒストグラム伸張するヒストグラム伸張手段を備えることを特徴とする画像データ変換装置。

（付記５）
付記４に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段により変換された白黒画像データを用いた画像と、前記ヒストグラム伸張手段によりヒストグラム伸張を行った白黒画像データを用いた画像とを出力する出力手段を備えることを特徴とする画像データ変換装置。

（付記６）
付記１から５のいずれかに記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段による画像データ変換後に、前記グレースケール化された白黒画像データを前記グレースケール化された白黒画像データよりも階調のすくない白黒画像データに変換することを特徴とする画像データ変換装置。

（付記７）
カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置の画像データ変換方法において、
前記白黒画像データが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する判断ステップと、
前記白黒画像データが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた白黒画像データに変換する画像データ変換ステップと、
を備えた画像データ変換方法。

（付記８）
付記７に記載の画像データ変換方法において、前記画像データ変換ステップは、前記カラー画像データをフルスケールのグレースケールで白黒画像データに変換するグレースケール変換ステップと、グレースケール化した白黒画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた前記白黒画像データに変換する画像輝度値変換ステップと、を備えていることを特徴とする画像データ変換方法。

（付記９）
付記７に記載の画像データ変換方法において、前記画像データ変換ステップは、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までのグレースケールで白黒画像データに変換する背景画像用グレースケール変換ステップであることを特徴とする画像データ変換方法。

（付記１０）
付記７から９のいずれかに記載の画像データ変換方法において、前記画像データ変換ステップにより変換された白黒画像データをヒストグラム伸張するヒストグラム伸張ステップを備えることを特徴とする画像データ変換方法。

（付記１１）
付記１０に記載の画像データ変換方法において、前記画像データ変換ステップにより変換された白黒画像データを用いた画像と、前記ヒストグラム伸張ステップによりヒストグラム伸張を行った白黒画像データを用いた画像とを出力する出力ステップを備えることを特徴とする画像データ変換方法。

（付記１２）
付記７から１１のいずれかに記載の画像データ変換方法において、前記画像データ変換ステップによる画像データ変換後に、前記グレースケール化された白黒画像データを前記グレースケール化された白黒画像データよりも階調のすくない白黒画像データに変換することを特徴とする画像データ変換方法。

（付記１３）
カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置としてのコンピュータに、
前記白黒画像データが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する判断処理と、
前記白黒画像データが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた白黒画像データに変換する画像データ変換処理と、
を実行させるための画像データ変換用プログラム。

（付記１４）
付記１３に記載の画像データ変換用プログラムにおいて、前記画像データ変換処理は、前記カラー画像データをフルスケールのグレースケールで白黒画像データに変換するグレースケール変換処理と、グレースケール化した白黒画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた前記白黒画像データに変換する画像輝度値変換処理と、を備えていることを特徴とする画像データ変換用プログラム。

（付記１５）
付記１３に記載の画像データ変換用プログラムにおいて、前記画像データ変換処理は、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までのグレースケールで白黒画像データに変換する背景画像用グレースケール変換処理であることを特徴とする画像データ変換用プログラム。

（付記１６）
付記１３から１５のいずれかに記載の画像データ変換用プログラムにおいて、前記画像データ変換処理により変換された白黒画像データをヒストグラム伸張するヒストグラム伸張処理を備えることを特徴とする画像データ変換用プログラム。

（付記１７）
付記１６に記載の画像データ変換用プログラムにおいて、前記画像データ変換処理により変換された白黒画像データを用いた画像と、前記ヒストグラム伸張処理によりヒストグラム伸張を行った白黒画像データを用いた画像とを出力する出力処理を備えることを特徴とする画像データ変換用プログラム。

（付記１８）
付記１３から１７のいずれかに記載の画像データ変換用プログラムにおいて、前記画像データ変換処理による画像データ変換後に、前記グレースケール化された白黒画像データを前記グレースケール化された白黒画像データよりも階調のすくない白黒画像データに変換する画像データ変換用プログラム。

（付記１９）
付記１３から１８のいずれかに記載の画像データ変換用プログラムを記憶部に記憶し、ＣＰＵが該画像データ変換用プログラムに基づいて前記カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換するコンピュータ。

（付記２０）
付記１から６のいずれかに記載の画像データ変換装置と、該画像データ変換装置から出力される白黒画像データ、又は該画像データ変換装置から出力される背景画像用白黒画像データを用いて印刷を行う印刷部と、を備えたＰＯＳ端末装置。

（付記２０）
端末装置と通信網を介して接続されるサーバであって、
付記１から６のいずれかに記載の画像データ変換装置と、前記端末装置からカラー画像データを受信し、該画像データ変換装置から出力される白黒画像データ、又は該画像データ変換装置から出力される背景画像用白黒画像データを前記端末装置へ送信する通信部と、を備えたサーバ。

本発明はカラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置に適用され、この画像データ変換装置はＰＯＳ端末装置、端末装置と接続されるサーバに好適に用いられる。

１１ 背景画像判断部
１２ グレースケール変換部
１３ 画像輝度値変換部
１４ ディザ処理・１６階調変換部
１５ 背景画像用グレースケール変換部
１６ ヒストグラム伸張部
１７ 記憶部
１８ 第１合成部
１９ 第２合成部
２０ 出力部
２１ ＣＰＵ
２２ 表示部
２３ 通信部
２４ メモリ
２５ Ｉ／Ｏインターフェース
２６ 入力装置
２７ バスライン

Claims (12)

1. カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置において、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する判断手段と、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第１種の白黒画像データに変換し、前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータではなかった場合に、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第２種の白黒画像データに変換する画像データ変換手段と、
   前記第１種の白黒画像データと前記第２種の白黒画像データとを、識別可能に記憶する記憶手段と、
   を備えた画像データ変換装置。
2. 請求項１に記載の画像データ変換装置において、前記判断手段は、前記カラー画像データが背景画像用であるか否かを選択するキーの入力に基づいて判断する、もしくは、前記カラー画像データの名称の一部が背景画像用のみに共通のものであるか否かによって判断するものであり、前記記憶手段は、前記第１種の白黒画像データの名称の一部を背景画像用のみに共通のものとして記憶する、もしくは、前記第１種の白黒画像データを背景画像用の画像データを記憶する記憶領域に記憶し、前記第２種の白黒画像データを背景画像用ではない画像データを記憶する記憶領域に記憶するものである画像データ変換装置。
3. 請求項１または２に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段は、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までのフルスケールのグレースケールで白黒画像データに変換するグレースケール変換手段と、グレースケール化した白黒画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた前記白黒画像データに変換する画像輝度値変換手段と、を備えることを特徴とする画像データ変換装置。
4. 請求項１または２に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段は、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までのフルスケールのグレースケールで白黒画像データに変換するグレースケール変換手段と、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までのグレースケールで白黒画像データに変換する背景画像用グレースケール変換手段と、を備えることを特徴とする画像データ変換装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段により変換された前記第１種の白黒画像データをヒストグラム伸張するヒストグラム伸張手段を備えることを特徴とする画像データ変換装置。
6. 請求項５に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段により変換された前記第１種の白黒画像データを用いた画像と、前記第１種の白黒画像データについて前記ヒストグラム伸張手段によりヒストグラム伸張を行った白黒画像データを用いた画像とを出力する出力手段を備えることを特徴とする画像データ変換装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の画像データ変換装置において、前記画像データ変換手段による画像データ変換後に、前記第１種の白黒画像データと前記第２種の白黒画像データとを前記グレースケール化された白黒画像データよりも階調のすくない白黒画像データに変換することを特徴とする画像データ変換装置。
8. カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置の画像データ変換方法において、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する判断ステップと、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第１種の白黒画像データに変換する画像データ変換ステップと、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータではなかった場合に、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第２種の白黒画像データに変換する画像データ変換ステップと、
   前記第１種の白黒画像データと前記第２種の白黒画像データとを、識別可能に記憶する記憶ステップと、
   を備えた画像データ変換方法。
9. カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換する画像データ変換装置としてのコンピュータに、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータか否かを判断する処理と、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータであった場合に、前記カラー画像データを背景画像最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第１種の白黒画像データに変換する処理と、
   前記白黒画像データのすべてが背景画像用として用いられるデータではなかった場合に、前記カラー画像データを最小輝度値から最大輝度値までの輝度値を用いた第２種の白黒画像データに変換する処理と、
   前記第１種の白黒画像データと前記第２種の白黒画像データとを、識別可能に記憶する処理と、
   を実行させるための画像データ変換用プログラム。
10. 請求項９に記載の画像データ変換用プログラムを記憶部に記憶し、ＣＰＵが該画像データ変換用プログラムに基づいて前記カラー画像データをグレースケール化して白黒画像データに変換するコンピュータ。
11. 請求項１から７のいずれか１項に記載の画像データ変換装置と、該画像データ変換装置から出力される前記第１種の白黒画像データ、又は前記第２種の白黒画像データを用いて印刷を行う印刷部と、を備えたＰＯＳ端末装置。
12. 端末装置と通信網を介して接続されるサーバであって、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の画像データ変換装置と、前記端末装置からカラー画像データを受信し、該画像データ変換装置から出力される前記第１種の白黒画像データ、又は前記第２種の白黒画像データを前記端末装置へ送信する通信部と、を備えたサーバ。