CN108462811A - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

图像处理装置和图像处理方法。图像处理装置包括获取单元和第一生成单元。所述获取单元获取具有不同背景的单一材料的多个图像。所述第一生成单元通过利用所述多个图像来生成所述单一材料的没有背景色的图像。

Description

图像处理装置和图像处理方法
技术领域
本发明涉及图像处理装置和图像处理方法。
背景技术
日本未检专利申请公报No.2008-154175旨在通过能够根据供使用的背衬材料计算比色值来使能创建高度准确的颜色分布图，并且公开了以下技术。获取通过输出装置在记录介质上输出的多个贴片(patch)的光谱反射率和光谱透射率。获取背衬材料的光谱反射率。根据多个贴片的光谱反射率和光谱透射率以及背衬材料的光谱反射率计算多个贴片的比色值。根据多个贴片的估计比色值，创建与背衬材料相对应的输出装置的颜色分布图。
日本未检专利申请公报No.2008-252381旨在提供一种图像扫描装置，其能够通过校正响应于背景构件的颜色切换而改变的图像数据的色调，来获取不受原稿背景色变化影响的正确图像信号，并公开了以下图像扫描装置。该图像扫描装置包括扫描原稿的图像的图像扫描单元，被设置成与图像扫描单元相对并具有两种颜色的背景构件，校正作为扫描结果的、由图像扫描单元获取的图像数据的色调的颜色校正单元，以及移动背景构件的移动单元。通过颜色校正单元进行的校正量响应于因背景构件移动而改变背景构件的颜色而变化。
日本未检专利申请公报No.10-257518旨在提供一种自动图像拍摄装置，其从背景的图像分离诸如人的主要对象的图像，将主要对象的图像与另一背景的图像相结合，并输出所得图像，并且公开了以下技术。在背景装置上的被设定成白色的背景色的情况下，通过彩色相机拍摄对象域的图像，并将所得图像数据输入至处理装置。该处理装置确定主要对象的一部分和背景的一部分，并且根据所确定的背景部分的颜色，确定诸如绿色、蓝色或品红色的背景色，利用其，将主要对象的所述部分与背景的所述部分恰当分离。将背景装置上的背景色改变成所确定的背景色，并且利用该背景色拍摄图像。根据输入至其的所得彩色图像数据，该处理装置将主要对象的所述部分的数据与背景的所述部分的数据分离，并且将表示主要对象的图像数据与表示另一背景的背景图像数据组合。将所得组合图像数据提供给打印机。该打印机基于记录介质上的该组合图像数据打印并输出组合图像。
对于拍摄文档等的图像的情况来说，具体来说，所拍摄图像由三种成分构成：包含在文档等中的诸如文本的内容(所含内容)、其上具有内容的诸如片材的材料，以及该材料的背景(背衬)。在拍摄图像时会产生背景影响。另外，在生成内容的情况下，希望(以数字方式)在屏幕上生成实际所用材料上的内容的(预览)图像。因此，希望仅获取材料的图像。
然而，即使通过扫描仪扫描单独材料，也会获取受背景(如扫描仪的台板)影响的材料图像，如上所述。另外，因为扫描仪通常采用背景抑制和背面透过控制技术，所以可能会将材料图像与背景一块去除。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于生成材料的没有背景色的图像的图像处理装置和图像处理方法。
为此，本发明的实质在于本发明的以下方面。
根据本发明第一方面，提供了一种图像处理装置，其包括获取单元和第一生成单元。所述获取单元获取具有不同背景的单一材料的多个图像。所述第一生成单元通过利用所述多个图像来生成所述单一材料的没有背景色的图像。
根据本发明第二方面，根据第一方面的图像处理装置还包括第二生成单元。所述第二生成单元生成其中将通过所述第一生成单元生成的所述单一材料的所述图像与给定背景图像组合的图像。
根据本发明第三方面，在根据第二方面的图像处理装置中，所述第二生成单元将具有背景色但不包含背景的图像或者具有接近黑色的背景色的图像用作所述给定背景图像。
根据本发明第四方面，在根据第二方面的图像处理装置中，所述第二生成单元将具有接近白色的背景色的图像用作所述给定背景图像，并且生成要显示在显示装置上的图像。
根据本发明第五方面，在根据第二至第四方面中的任一方面所述的图像处理装置中，所述第二生成单元生成包含由光源在至少一个方向产生的阴影的图像。
根据本发明第六方面，提供了一种图像处理装置，该图像处理装置包括颜色变换系数生成单元和颜色变换单元。所述颜色变换系数生成单元生成表示背景的颜色与在将材料叠加在所述背景上的情况下获得的颜色之间的关系的颜色变换系数。所述颜色变换单元将所述颜色变换系数应用至图像的颜色数据，并且生成处于所述背景上的所述材料的颜色数据。
根据本发明第七方面，在根据第六方面的图像处理装置中，所述颜色变换单元将所述颜色变换系数应用至所述图像的统计数据，并且生成处于所述背景上的所述材料的所述颜色数据的统计数据。
根据本发明第八方面，提供了一种图像处理装置，其包括颜色操纵单元。所述颜色操纵单元将表示内容的数据、表示材料的数据，以及表示背景的数据组合在一起，并且操纵在具有所述背景的所述材料上包含所述内容的图像的颜色。
根据本发明第九方面，在根据第八方面的图像处理装置中，所述颜色操纵单元将表示内容的数据、表示材料的数据，以及表示背景的颜色数据的组合按该次序进行处理，或者将表示正面上的内容的数据、表示所述正面的材料的数据、表示背面的材料的数据、表示所述背面上的内容的数据，以及表示背景的颜色数据的组合按该次序进行处理。
根据本发明第十方面，在根据第八或第九方面的图像处理装置中，由通过所述颜色操纵单元经由所述组合获得的颜色数据所构成的图像数据周围的一部分具有与所述背景的颜色不同的颜色或者具有无彩色。
根据本发明第十一方面，提供了一种图像处理装置，其包括矢量生成单元和颜色数据集成单元。所述矢量生成单元根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据。所述颜色数据集成单元将通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的表面反射数据与表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据集成在一起。
根据本发明第十二方面，在根据第十一方面的图像处理装置中，针对表面形状被应用至的图像数据，所述颜色数据集成单元将所述表面反射数据和表示所述材料的颜色的所述数据集成，针对该表面形状，利用所述表面矢量数据估计在所述材料上的内容。
根据本发明第十三方面，提供了一种图像处理装置，其包括矢量生成单元和颜色数据集成单元。所述矢量生成单元根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据。所述颜色数据集成单元将表面反射数据与内部散射数据集成在一起，所述表面反射数据是通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的，所述内部散射数据是基于通过将表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据与表示所述光源的所述数据组合所获得的内部反射模型的。
根据本发明第十四方面，在根据第十三方面的图像处理装置中，针对表面形状被应用至的图像数据，所述颜色数据集成单元将所述表面反射数据、表示所述材料的颜色的所述数据以及所述内部散射数据集成，针对该表面形状，利用所述表面矢量数据估计在所述材料上的内容。
根据本发明第十五方面，提供了一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：获取具有不同背景的单一材料的多个图像；以及通过利用所述多个图像来生成所述单一材料的没有背景色的图像。
根据本发明第十六方面，提供了一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：生成表示背景的颜色与在将材料叠加在所述背景上的情况下获得的颜色之间的关系的颜色变换系数；以及将所述颜色变换系数应用至图像的颜色数据，并且生成处于所述背景上的所述材料的颜色数据。
根据本发明第十七方面，提供了一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：将表示内容的数据、表示材料的数据，以及表示背景的数据组合在一起，并且操纵在具有所述背景的所述材料上包含所述内容的图像的颜色。
根据本发明第十八方面，提供了一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据；以及将通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的表面反射数据与表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据集成在一起。
根据本发明第十九方面，提供了一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据；以及将表面反射数据与内部散射数据集成在一起，所述表面反射数据是通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的，所述内部散射数据是基于通过将表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据与表示所述光源的所述数据组合所获得的内部反射模型的。
根据第一方面的图像处理装置能够生成材料的没有背景色的图像。
根据第二方面的图像处理装置能够组合所述材料的图像与给定背景图像。
根据第三方面的图像处理装置能够将所述材料的图像与具有背景色但不包含背景的图像或者与具有接近黑色的背景色的图像组合。
根据第四方面的图像处理装置能够通过将所述材料的图像与具有接近白色的背景色的图像组合来生成要显示的图像。
根据第五方面的图像处理装置能够生成包含阴影的图像。
根据第六方面的图像处理装置能够通过利用颜色变换系数将一材料的图像与给定背景图像组合。
根据第七方面的图像处理装置能够通过向所述图像的统计数据应用所述颜色变换系数，来生成处于所述背景上的所述材料的颜色数据。
根据第八方面的图像处理装置能够通过组合表示所述内容的数、表示所述材料的数据，以及表示所述背景的数据，来生成有关具有背景的材料的图像内容。
根据第九方面的图像处理装置能够将表示内容的数据、表示材料的数据，以及表示背景的数据的组合按该次序进行处理，或者将表示正面上的内容的数据、表示所述正面的材料的数据、表示背面的材料的数据、表示背面上的内容的数据，以及表示背景的颜色数据的组合按该次序进行处理。
根据第十方面的图像处理装置能够将图像数据周围的一部分设定成与背景色不同的颜色或者设定成无彩色。
根据第十一方面的图像处理装置能够将表面反射数据与表示材料颜色的数据集成在一起。
根据第十二方面的图像处理装置能够针对表面形状被应用至的图像数据，将所述表面反射数据和表示所述材料的颜色的所述数据集成，针对该表面形状，利用所述表面矢量数据估计在所述材料上的内容。
根据第十三方面的图像处理装置能够将表面反射数据，与基于通过将表示根据背景色生成的材料的颜色的数据与表示光源的数据组合所获得的内部反射模型的内部散射数据集成在一起。
根据第十四方面的图像处理装置能够针对表面形状被应用至的图像数据，将所述表面反射数据、表示所述材料的颜色的所述数据以及所述内部散射数据集成，针对该表面形状，利用所述表面矢量数据估计在所述材料上的内容。
根据第十五方面的图像处理方法使能生成材料的没有背景色的图像。
根据第十六方面的图像处理方法使能通过利用颜色变换系数将材料的图像与给定背景图像组合。
根据第十七方面的图像处理方法使能通过组合表示所述内容的数据、表示所述材料的数据，以及表示所述背景的数据，来生成有关具有背景的材料的图像内容。
根据第十八方面的图像处理方法使能将表面反射数据和表示材料的颜色的数据集成在一起。
根据第十九方面的图像处理方法使能将表面反射数据，与基于通过将表示根据背景色生成的材料的颜色的数据与表示光源的数据组合所获取的内部反射模型的内部散射数据集成在一起。
附图说明
基于下列图，对本发明的示例性实施方式进行详细描述，其中：
图1例示了根据第一示例性实施方式的概念性模块配置的示例；
图2A和2B皆例示了采用第一示例性实施方式的***配置的示例；
图3例示了经受拍摄的对象的示例；
图4是例示根据第一示例性实施方式的处理的示例的流程图；
图5A和5B例示了拍摄处于背景上的材料的图像的示例；
图6是例示根据第一示例性实施方式的处理的示例的流程图；
图7A1、7A2、7B、以及7C例示了根据第一示例性实施方式的处理的示例；
图8例示了根据第一示例性实施方式的材料图像生成模块的概念性模块配置的示例；
图9是例示根据第一示例性实施方式的处理的示例的流程图；
图10例示了根据第二示例性实施方式的概念性模块配置的示例；以及
图11是例示实现第一和第二示例性实施方式的计算机的硬件配置的示例的框图。
具体实施方式
下面，参照附图，对用于实现本发明的示例性实施方式进行描述。
第一示例性实施方式
图1例示了根据第一示例性实施方式的概念性模块配置的示例。
一般来说，术语“模块”是指逻辑上可分离的组件，如软件组件(计算机程序)或硬件组件。因此，在该示例性实施方式中使用的术语“模块”不仅指示计算机程序中的模块，而且指示硬件配置中的模块。为此，该示例性实施方式包括关于使计算机充任模块的计算机程序(如使计算机执行每个过程的程序、使计算机充任每个单元的程序，或者使计算机实现每个功能的程序)、***以及方法的描述。为容易说明，使用表达“存储”和“使装置存储”以及与此相当的表达。当示例性实施方式被实现为计算机程序时，这些表达表示计算机程序使存储装置存储信息，或者使计算机程序执行控制以使存储装置存储信息。而且，模块和功能可以具有一一对应关系；然而，在实现中，一个模块可以由一个程序构成，多个模块可以由一个程序构成，或相反，一个模块可以由多个程序构成。另外，多个模块可以由一台计算机执行，或者一个模块可以在分布式或并行环境中由多台计算机执行。此外，一个模块可以包括另一模块。下面，术语“连接”用于指物理连接和逻辑连接(如数据交换或者指令之间和数据段之间的引用关系)。而且，术语“预定”表示在对象处理之前确定某事物的状态。术语“预定”包括在根据示例性实施方式的处理开始之前甚至之后，根据当时的状态/状况或直到该点的状态/状况来确定某事物的意义，只要所述确定在该对象处理之前进行即可。对于使用多个“预定值”的情况来说，所述多个“预定值”可以彼此不同，或者两个或更多个值(其显然包括所有值)可以相同。此外，使用表达“如果某事物为A，则执行B”，表示“确定某事物是否为A，而如果确定某事物为A，则执行B”，除了不需要确定有关某事物是否为A的情况之外。
另外，***或装置可以由经由诸如网络(包括一对一通信连接)的通信介质彼此连接的多台计算机、多个硬件组件、多个装置等构成，或者可以由一台计算机、一个硬件组件、一个装置等构成。术语“装置”和“***”被用作彼此的同义词。显见的是，“***”不包括作为由人进行的排列的社会“机制”(社会制度)。
在由每个模块执行的每个处理中或者在由每个模块执行的多个处理中的每个处理中，从存储装置读取信息，对该信息进行处理，并且将处理结果写入存储装置。因此，在某些情况下，省略了关于在处理之前执行的从存储装置读取信息和在处理之后向存储装置写入信息的描述。这里，存储装置的示例可以包括硬盘驱动器(HDD)、随机存取存储器(RAM)、外部存储介质、经由通信网络邻接的存储装置，以及包括在中央处理单元(CPU)中的寄存器。
根据第一示例性实施方式的图像处理装置100生成材料的图像。如图1所示，图像处理装置100包括：获取模块105、材料图像生成模块110、图像生成模块115，以及输出模块120。图像处理装置100通过利用通过在改变背景的同时拍摄单个材料多次而获取的图像来生成背景去除材料图像数据。
图3例示了经受拍摄的对象的示例。在拍摄装置300(其可以对应于拍摄装置125)执行如图3的示例所示拍摄的情况下，内容图像310、材料图像320，以及背景图像330用作对象。术语“拍摄”是指读取图像。作为拍摄的结果生成电子数据。例如，在使文档等经受拍摄的情况下，内容图像310对应于诸如包含在该文档等中的文本的内容(所含内容)，材料图像320对应于诸如其上具有内容的片材的材料，而背景图像330对应于材料的背景(背衬)。即，当拍摄内容图像310时，内容图像310不仅受材料图像320的影响，而且受背景图像330的影响。在使用复印机的扫描仪的情况下，执行诸如“背景抑制”或“背面透过控制”的处理。作为这种处理的结果，将要获取的材料图像与背景一块去除。
术语“内容”不仅可以指文本(包括印刷文本和手写文本)，而且包括图画、图像等。
术语“材料”是指利用扫描器等拍摄的对象。如果对象是印刷品，那么“材料”是经受印刷的介质(通常为纸张等)。如果对象是透明片材上的图案，那么“材料”是透明片材。“材料”例如指构件或材料，如木材、壁纸，或织物。
术语“背景”是指材料的背衬。例如，在材料是薄纸的情况下，纸张后面的背景透过该纸张。因此，当一个人看内容时，该人看到材料上的内容与背衬，而不是单独看到内容。
例如，在利用打印机打印内容的情况下，一个人看到三种成分的组合，即，内容、材料(在这种情况下为纸)，以及背景(在多页印刷品的情况下，其可以是多个材料(多张纸)的堆叠)。背景根据观看情形(状态)而不同。在使用诸如计算机的液晶显示器的显示装置观看内容的情况下，单独的内容是数字化的。因此，没有背衬的材料无法通过拍摄数字化来获得。为此，在液晶显示器上看到的内容的印象有时不同于实际印刷品的印象(内容、材料，以及背景三种成分的组合)。
返回参照图1，拍摄装置125连接至拍摄图像存储模块130。拍摄装置125拍摄具有不同背景的单个材料的图像。例如，表达“拍摄图像”例如是指利用扫描仪、相机等拍摄图像；经由传真机等通过通信线路从外部纸张接收图像；以及读取存储在硬盘(包括经由网络连接的硬盘以及包括在计算机中的硬盘)的图像。
拍摄图像存储模块130连接至图像处理装置100的获取模块105和拍摄装置125。拍摄图像存储模块130存储由拍摄装置125拍摄的图像(具有不同背景的单一材料的图像)，并将图像提供给获取模块105。
获取模块105连接至材料图像生成模块110和拍摄图像存储模块130。获取模块105获取具有不同背景的单一材料的多个图像。图1例示了从拍摄图像存储模块130获取图像的示例，作为“获取”的示例。除了上述以外，获取模块105可以利用扫描仪、相机等拍摄图像，就像拍摄装置125一样。
另外，获取模块105可以获取具有颜色均匀的背景的图像。术语“颜色均匀”是指其方差小于或等于预定阈值的颜色。
而且，获取模块105可以获取图像，使得背景包括亮背衬或暗背衬。这里，“亮背衬”例如可以表示CIE L*(D50)亮度X级或更大。例如，X的值可以是80或90。这里，“暗背衬”例如可以表示CIE L*(D50)亮度Y级或更小。例如，Y的值可以是20或25。
材料图像生成模块110连接至获取模块105和图像生成模块115。材料图像生成模块110通过利用由获取模块105获取的多个图像来生成材料的没有背景色的图像。具体来说，材料图像生成模块110生成将多个不同背景(背衬)的颜色与处于相应背景上的单一材料的对应颜色相关联的颜色变换系数。材料图像生成模块110通过利用该颜色变换系数来生成材料图像。
背景图像存储模块135连接至图像处理装置100的图像生成模块115。背景图像存储模块135存储背景图像数据。
图像生成模块115连接至材料图像生成模块110、输出模块120，以及背景图像存储模块135。图像生成模块115生成将由材料图像生成模块110生成的材料图像与给定背景图像组合的图像。即，当材料图像显示在显示装置上时，图像生成模块115允许材料图像与实际使用背景的图像组合显示。存储在背景图像存储模块135中的图像可以用作给定背景图像。
另外，图像生成模块115可以将具有背景色但不包含背景的图像或者具有接近黑色的背景色的图像用作给定背景图像。在“具有背景色但不包含背景的图像”的情况下，所拍摄图像是材料的图像或类似于材料的图像。具体来说，“具有背景色但不包含背景的图像”对应于通过拍摄从后方照射的材料的图像而获取的图像。严格说来，透过图像与反射图像不同。然而，上述情况表示其中通过彩色处理将透过图像近似为反射图像而将透过图像变换成反射图像的情况。图像生成模块115使用“具有背景色但不包含背景的图像”和“具有接近于黑色的背景色的图像”中的一个作为给定背景图像。
另外，图像生成模块115可以通过利用具有接近于白色的背景色的图像作为给定背景图像，来生成要在显示装置上显示的图像。
而且，图像生成模块115可以生成包含由光源在至少一个方向上产生的阴影的图像。
输出模块120连接至图像生成模块115。输出模块120接收由图像生成模块115生成的图像并输出图像。表达“输出图像”例如是指利用诸如打印机的打印装置打印图像、在诸如显示器的显示装置上显示图像、利用诸如传真机的图像传送装置传输图像、将图像写入诸如图像数据库的图像存储装置、将图像存储在诸如存储卡的存储介质上，以及将图像提供给另一信息处理装置。
图2A和2B皆例示了采用第一示例性实施方式的***配置的示例。
图2A中的示例例示出了独立配置。图像输入/输出装置200包括图像处理装置100。图像输入/输出装置200拍摄具有不同背景的单一材料的图像。然后，图像处理装置100根据这些图像生成材料图像，并且生成将材料图像与给定背景图像组合的图像。然后，图像输入/输出装置200输出由图像处理设备100生成的图像。
图2B中的示例例示了基于网络的配置。图像处理装置10、图像扫描装置210、图像输出装置220，以及图像数据库230经由通信网络290彼此连接。通信网络290可以是有线、无线，或部分有线和部分无线的。例如，通信网络290可以是用作通信基础设施的因特网或内联网。图像数据库230包括拍摄图像存储模块130和背景图像存储模块135。另外，图像处理装置100和图像数据库230两者的功能可以被实现为云服务。图像处理装置100获取由图像扫描装置210拍摄的图像(具有不同背景的单一材料的图像)或存储在图像数据库230的拍摄图像存储模块130中的图像，根据那些图像生成材料图像，生成将材料图像与给定背景图像组合的图像，以及将所生成图像发送至图像输出装置220。然后，图像输出装置220输出由图像处理装置100生成的图像。应注意到，图像输出装置220可以是用户所使用的诸如个人计算机的装置。在这种情况下，图像显示在诸如液晶显示器的显示装置上。
图4是例示根据第一示例性实施方式的处理的示例的流程图，具体来说，在拍摄图像存储模块130中存储具有不同背景的单一材料的图像的处理的示例。
该处理在步骤S400开始。
在步骤S402中，操作员预备材料。
在步骤S404中，操作员预备背景(i)。这里，“i”是变量，并且背景(i)表示第i个背景。背景的示例包括具有背景色但不包含背景的图像，和具有接近黑色的背景色的图像。接近黑色的颜色可以包括黑色和其它类似颜色，如灰色。例如，变量i的初始值被设定成1。另外，如上所述，预备具有均匀颜色的背景，使得背景包括亮背衬(背景)或暗背衬(背景)。
在步骤S406中，拍摄装置125拍摄具有背景(i)的材料的图像。在将没有背景的背景色选择为背景的情况下，不包含背景的图像通过拍摄从后方照明的材料的图像而生成。另外，可以根据次序(变量i)显示指定背景之一的消息。该配置使能实现背景和拍摄图像之间的关联。例如，在背景(1)的情况下，可以向执行拍摄操作的用户显示指示“拍摄从后方照亮的材料的图像”的消息，以将拍摄图像“1”与“没有背景的背景色”相关联。另外，在背景(2)的情况下，可以向执行拍摄操作的用户显示指示“利用接近黑色的背景色拍摄材料的图像”的消息，以将拍摄图像“2”与“接近黑色的背景色”相关联。
在步骤S408中，拍摄图像存储模块130将所得图像存储为单一材料的拍摄图像。
在步骤S410中，拍摄装置125将变量i递增1(i＝i+1)。即，拍摄装置125改变背景。
在步骤S412中，拍摄装置125确定是否结束该处理。如果拍摄装置125确定结束该处理(步骤S412中的“是”)，则拍摄装置125结束该处理(步骤S499)。否则(步骤S412中的“否”)，该处理返回至步骤S404。
图5A和5B例示了拍摄在背景510上的材料500的图像的示例。用户预备材料500和背景510。材料500是为其产生图像的材料。材料500的示例包括诸如日本纸的纸张、织物等。背景510的示例包括具有接近黑色的颜色的片材。在材料500被从后方照亮的情况下(在不包括背景的情况下)，省略了背景510。用户操作拍摄装置125，因而生成拍摄图像520。
图6是例示根据第一示例性实施方式的处理的示例的流程图。
该处理在步骤S600开始。
在步骤S602中，获取模块105获取具有不同背景的单一材料的多个拍摄图像。
在步骤S604中，材料图像生成模块110生成材料图像。稍后，将参照如图8中的示例所示的配置和如图9中的示例所示的流程图来描述步骤S604的详细处理。
在步骤S606中，图像生成模块115将在步骤S604中生成的材料图像与存储在背景图像存储模块135中的背景图像组合。
在步骤S608中，输出模块120输出该组合图像。
该处理在步骤S699结束。
图7A1、7A2、7B和7C例示了根据第一示例性实施方式的处理的示例。
通过图4的示例所示的处理，获取材料500和背景510的拍摄图像520以及材料500和背景512的拍摄图像522。获取针对具有多个背景(图7A1和7A2中的背景510和512)的材料500的拍摄图像(图7B中的拍摄图像520和522)。背景510例如可以是暗背衬(具体来说，具有接近于黑色的颜色的片材)。背景512例如可以是亮背衬(具体来说，具有接近白色的颜色的片材)。
然后，生成材料图像700，其是单独材料500的图像。
图8例示了根据第一示例性实施方式的材料图像生成模块110的概念性模块配置的示例。
材料图像生成模块110包括颜色变换系数生成模块810和颜色变换模块815。
颜色变换系数生成模块810连接至颜色变换模块815。颜色变换系数生成模块810生成表示背景色与处于该背景上的材料的颜色之间的各个关系的颜色变换系数。
颜色变换模块815连接至颜色变换系数生成模块810。颜色变换模块815将由颜色变换系数生成模块810生成的颜色变换系数应用于构成图像的多个彩色数据，以生成材料图像。
另外，颜色变换模块815可以将颜色变换系数应用于图像的统计数据，以生成处于背景上的材料的颜色数据的统计数据。术语“统计数据”是指通过对多个数据执行统计处理而获取的值。具体来说，“统计数据”的示例包括样本均值(average)、总体均值(mean)，以及众数(mode)。例如，通过将颜色变换系数应用于图像的平均颜色数据来生成处于背景上的材料的平均颜色数据。
图9是例示根据第一示例性实施方式的处理的示例的流程图。
该处理在步骤S900开始。
在步骤S902中，颜色变换系数生成模块810生成表示背景色与处于该背景上的材料的颜色之间的各个关系的颜色变换系数。颜色变换系数可以是非线性系数或预定值(预备为查寻表的值)。另外，颜色变换系数可以是针对黑白两种背景色的系数。
在步骤S904中，颜色变换模块815通过利用颜色变换系数来生成材料图像。
该处理在步骤S999结束。
将利用具体例来描述生成没有背景色的材料图像的处理。对用于通过利用作为对单一材料执行两次拍摄的结果而生成的拍摄图像来生成材料图像的简单方法进行描述。
(1)获取模块105获取利用亮背景(具有90或更大的CIE L*(D50)亮度)获取的拍摄图像1，和利用暗背景(具有25或更小的CIE L*(D50)亮度)获取的拍摄图像2。
(2)然后，材料图像生成模块110根据背景色和平均图像颜色(背景色是输入，而各个图像颜色是输出)生成平均颜色变换系数。例如，背景色是已知的，并且计算用于将背景色变换成由获取模块105获取的图像的平均图像颜色的颜色变换系数。因为存在多个拍摄图像，所以成功地计算出颜色变换系数。具体来说，每个背景色和对应图像颜色可以以查寻表的格式相关联。
(3)然后，材料图像生成模块110从拍摄图像1和拍摄图像2生成“材料图像数据”和“显示图像数据”。
(4)然后，图像生成模块115通过利用材料图像数据和显示图像数据来生成用于给定背景图像的“显示材料图像数据”。另外，可以根据“材料矢量图像数据”生成由给定照明产生的光泽度的数据，并且可以将其添加至对象颜色。
希望通过利用计算颜色空间(如线性RGB或CIE XYZ颜色空间)对材料图像数据执行处理。
第二示例性实施方式
图10例示了根据第二示例性实施方式的概念性模块配置的示例。
图像处理装置1000将内容数据、材料数据，以及背景数据集成在一起。图像处理装置1000包括：获取模块105、材料图像生成模块110、图像生成模块115、输出模块120，以及内容数据接收模块1015。应注意到，与第一示例性实施方式的组件为相同类型的组件被指配相同标号，以省略重复的描述。
内容数据接收模块1015连接至图像生成模块115。内容数据接收模块1015接收经受集成的内容数据。
图像生成模块115连接至材料图像生成模块110、输出模块120、内容数据接收模块1015，以及背景图像存储模块135。图像生成模块115将(1)表示内容并由内容数据接收模块1015接收的数据，(2)表示材料并由材料图像生成模块110生成的数据，以及(3)表示背景的数据组合在一起，并且操纵具有背景的材料上的内容的图像的颜色。
另外，图像生成模块115可以将(1-1)表示内容的数据、(1-2)表示材料的数据，以及(1-3)表示背景的数据的组合按该次序进行处理；或者在背面上有内容的情况下，将(2-1)表示正面上的内容的数据、(2-2)表示正面的材料的数据、(2-3)表示背面的材料的数据、(2-4)表示背面上的内容的数据，以及(2-5)表示背景的颜色数据的组合按该次序进行处理。这里，根据基于与眼睛的接近度的次序来组合数据。
另外，由通过图像生成模块115经由组合获取的颜色数据所构成的图像数据周围的一部分可以具有与背景色不同的颜色，或者可以具有无彩色。另外，假设背景包含一个图案，该部分的颜色可以被设定成与背景色相同的颜色，并且可以将相同的图案添加至该部分。这样的配置允许用户检查放置在背景上的材料的状态(如背景图案透过材料的状态)。
另外，使用材料数据的颜色处理可以配置如下(处理(A)或处理(B))。
(A)图像生成模块115仅根据表示材料的数据生成表面矢量数据。“表面矢量数据”的示例包括表示光泽度等的数据。
然后，图像生成模块115集成通过将表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的表面反射数据，与表示根据背景色生成的材料的颜色的数据。在这里执行的集成的示例包括添加表面反射数据和表示材料的颜色的数据。即，这种情况表示没有内容数据和作为光反射模型之一的双向反射分布函数(BRDF)模型仅被用于材料数据的情况。具体来说，根据α通道值确定与表面反射率相对应的反射率，并且利用包括预定照明信息的BRDF模型(例如，Phong反射模型或Cook-Torrance模型)的表面反射分量来生成表面反射分量(XYZ2)。应注意到，在XYZ颜色空间中生成表面反射分量。将由获取模块105获取的图像中所包括的值用作α通道值。
图像生成模块115还可以针对表面形状被应用至的图像数据，将表面反射数据和表示材料的颜色的数据集成，针对该表面形状，利用表面矢量数据估计在所述材料上的内容。即，这种情况表示仅具有内容数据和材料数据并且使用一侧上的BRDF/双向散射面反射率分布函数(BSSRDF)的情况。另外，图像生成模块115可以通过利用实际背景色和背面的材料数据来生成背景色。即，这种情况表示仅具有内容数据和材料数据并且使用两侧上的BRDF/BSSRDF的情况。
(B)图像生成模块115仅根据表示材料的数据生成表面矢量数据。
然后，图像生成模块115集成通过将表示光源的数据和表面矢量数据组合在一起而获得的表面反射数据，与基于通过将表示根据背景色生成的材料的颜色的数据与表示光源的数据组合所获得的内部反射模型的内部散射数据。即，这种情况表示没有内容数据和作为光反射模型之一的BSSRDF仅被用于材料数据的情况。
另外，图像生成模块115可以针对表面形状被应用至的图像数据，将表面反射数据、表示材料的颜色的数据以及内部散射数据集成，针对该表面形状，利用表面矢量数据估计在材料上的内容。即，这种情况表示仅具有内容数据和材料数据并且使用一侧上的BRDF/BSSRDF的情况。而且，图像生成模块115可以通过利用实际背景色和背面的材料数据来生成背景色。即，这种情况表示仅具有内容数据和材料数据并且使用两侧上的BRDF/BSSRDF的情况。
参照图11，对根据第一和第二示例性实施方式的图像处理装置的硬件配置的示例进行描述。图11所示的配置由例如个人计算机(PC)来实现，并且是包括数据扫描单元1117(如扫描仪)和数据输出单元1118(如打印机)的示例性硬件配置。
CPU 1101是执行根据描述上述示例性实施方式中描述的各种模块(即，诸如获取模块105、材料图像生成模块110、图像生成模块115，以及输出模块120的各种模块)的执行顺序的计算机程序的处理的控制器。
只读存储器(ROM)1102例如存储由CPU 1101使用的程序和计算参数。RAM 1103例如存储由CPU 1101执行的程序和在执行期间相应地改变的参数。CPU 1101、ROM 1102，以及RAM 1103经由诸如CPU总线的主机总线1104彼此连接。
主机总线1104经由桥接器1105连接至诸如***组件互连/接口(PIC)总线的外部总线1106。
键盘1108和指示装置1109(如鼠标器)是由操作员操作的装置。诸如液晶显示器或阴极射线管(CRT)显示器的显示器1110将各种信息显示为文本或图像。可以使用包括指示装置1109和显示器1110两者的功能的触摸屏。在这种情况下，可以通过用软件在屏幕(触摸屏)上呈现键盘(所谓的软件键盘或屏幕键盘)来实现键盘的功能，而不是物理地连接键盘1108。
HDD 1111包括硬盘(或闪速存储器等)并且驱动硬盘以记录或再现由CPU 1101执行的程序和信息。硬盘实现拍摄图像存储模块130和背景图像存储模块135的功能。硬盘还存储其它各种数据、各种计算机程序等。
驱动器1112读取存储在安装至其的可移动记录介质1113(如磁盘、光盘、磁光盘，或半导体存储器)上的数据或程序；并且将数据或程序提供给经由接口1107、外部总线1106、桥接器1105，以及主机总线1104连接至其的RAM 1103。可移除记录介质1113也可以用作数据存储区。
连接端口1114是外部连接装置1115要连接的端口，并且具有基于通用串行总线(USB)或电气和电子工程师协会(IEEE)1394的端口。连接端口1114经由接口1107、外部总线1106、桥接器1105，以及主机总线1104连接至CPU 1101。通信单元1116连接至通信网络，并且执行与外部装置进行数据通信的处理。数据扫描单元1117(例如，扫描仪)执行文档扫描处理。数据输出单元1118(例如，打印机)执行文档数据输出处理。
图11所示的图像处理装置的硬件配置仅仅是配置例，并且在示例性实施方式中使用的硬件配置不限于图11所示的配置。硬件配置可以是能够执行示例性实施方式中描述的模块的任何配置。例如，一些模块可以由专用硬件(例如，专用集成电路(ASIC))来实现，或者可以驻留在外部***上，并且可以经由通信网络连接至图像处理装置。而且，图11所示的多个***可以经由通信网络彼此连接并且彼此协作地进行操作。该配置可以并入移动信息通信装置(如移动电话、智能电话、移动终端，或可佩戴计算机)、智能家用电器、机器人、复印机、传真机、扫描仪、打印机，或多功能***设备(具有扫描仪、打印机、复印机，以及传真机的功能当中的两个或更多个功能的图像处理装置)以及PC。
在上述示例性实施方式的描述中的比较处理中使用的表达“大于或等于”、“小于或等于”、“大于”，以及“小于”可以分别被替换为“大于”、“小于”、“大于或等于”，以及“小于或等于”，只要其组合不发生矛盾即可。
所描述的程序可以在存储在记录介质上之后提供，或者可以经由通信介质来提供。在这种情况下，例如，所描述的程序可以被认为是与“存储程序的计算机可读记录介质”有关的发明。
“存储程序的计算机可读记录介质”是存储被用于安装和执行所述程序、用于分发所述程序等的程序的计算机可读记录介质。
记录介质的示例包括：数字万用盘(DVD)(如基于DVD论坛决定的标准的“DVD-R、DVD-RW，以及DVD-RAM”，和基于DVD+RW决定的标准的“DVD+R和DVD+RW”)；光盘(CD)(如CD-ROM、CD可录(CD-R)，以及CD可重写(CD-RW))；蓝光盘(注册商标)；磁光盘(MO)；软盘(FD)；磁带；硬盘；ROM；电可擦除可编程ROM(EEEPROM(注册商标))；闪速存储器；RAM；以及安全数字(SD)存储卡。
整个程序或该程序的一部分可以记录在记录介质上以供存储或分发。而且，整个程序或该程序的一部分可以通过利用传送介质(例如，用于局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、因特网，内联网，或外联网的有线网络、无线通信网络，或其组合)的通信来传送，或者可以承载在载波上。
此外，程序可以是另一程序的一部分或全部，或者可以与其它单独程序一起记录在记录介质上。另外，程序可以被划分，并且程序的一部分可以被记录在多个记录介质上。程序可以以任何可恢复的形式记录，如压缩或加密形式。
出于例示和描述的目的，提供了本发明的示例性实施方式的前述描述。不是旨在排它或将本发明限制成所公开的精确形式。显见的是，本领域专业技术人员将明白许多修改例和变型例。选择并描述这些实施方式，以便最佳地说明本发明的原理及其实践应用，由此，使得本领域技术人员能够针对各种实施方式并且具有如适于预期特定用途的各种修改例来理解本发明。本发明的范围旨在通过随附权利要求书及其等同物来限定。

Claims (19)

1.一种图像处理装置，该图像处理装置包括：
获取单元，该获取单元获取具有不同背景的单一材料的多个图像；和
第一生成单元，该第一生成单元通过利用所述多个图像来生成所述单一材料的没有背景色的图像。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，所述图像处理装置还包括：
第二生成单元，该第二生成单元生成其中将通过所述第一生成单元生成的所述单一材料的所述图像与给定背景图像组合的图像。
3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，所述第二生成单元将具有背景色但不包含背景的图像或者具有接近黑色的背景色的图像用作所述给定背景图像。
4.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，所述第二生成单元将具有接近白色的背景色的图像用作所述给定背景图像，并且生成要显示在显示装置上的图像。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的图像处理装置，其中，所述第二生成单元生成包含由光源在至少一个方向产生的阴影的图像。
6.一种图像处理装置，该图像处理装置包括：
颜色变换系数生成单元，该颜色变换系数生成单元生成表示背景的颜色与在将材料叠加在所述背景上的情况下获得的颜色之间的关系的颜色变换系数；和
颜色变换单元，该颜色变换单元将所述颜色变换系数应用至图像的颜色数据，并且生成处于所述背景上的所述材料的颜色数据。
7.根据权利要求6所述的图像处理装置，其中，所述颜色变换单元将所述颜色变换系数应用至所述图像的统计数据，并且生成处于所述背景上的所述材料的所述颜色数据的统计数据。
8.一种图像处理装置，该图像处理装置包括：
颜色操纵单元，该颜色操纵单元将表示内容的数据、表示材料的数据，以及表示背景的数据组合在一起，并且操纵在具有所述背景的所述材料上包含所述内容的图像的颜色。
9.根据权利要求8所述的图像处理装置，其中，所述颜色操纵单元将表示内容的数据、表示材料的数据，以及表示背景的颜色数据的组合按该次序进行处理，或者将表示正面上的内容的数据、表示所述正面的材料的数据、表示背面的材料的数据、表示所述背面上的内容的数据，以及表示背景的颜色数据的组合按该次序进行处理。
10.根据权利要求8或9所述的图像处理装置，其中，由通过所述颜色操纵单元经由所述组合获得的颜色数据所构成的图像数据周围的一部分具有与所述背景的颜色不同的颜色或者具有无彩色。
11.一种图像处理装置，该图像处理装置包括：
矢量生成单元，该矢量生成单元根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据；和
颜色数据集成单元，该颜色数据集成单元将通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的表面反射数据与表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据集成在一起。
12.根据权利要求11所述的图像处理装置，其中，针对表面形状被应用至的图像数据，所述颜色数据集成单元将所述表面反射数据和表示所述材料的颜色的所述数据集成，针对该表面形状，利用所述表面矢量数据估计在所述材料上的内容。
13.一种图像处理装置，该图像处理装置包括：
矢量生成单元，该矢量生成单元根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据；和
颜色数据集成单元，该颜色数据集成单元将表面反射数据与内部散射数据集成在一起，所述表面反射数据是通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的，所述内部散射数据是基于通过将表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据与表示所述光源的所述数据组合所获得的内部反射模型的。
14.根据权利要求13所述的图像处理装置，其中，针对表面形状被应用至的图像数据，所述颜色数据集成单元将所述表面反射数据、表示所述材料的颜色的所述数据以及所述内部散射数据集成，针对该表面形状，利用所述表面矢量数据估计在所述材料上的内容。
15.一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：
获取具有不同背景的单一材料的多个图像；以及
通过利用所述多个图像来生成所述单一材料的没有背景色的图像。
16.一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：
生成表示背景的颜色与在将材料叠加在所述背景上的情况下获得的颜色之间的关系的颜色变换系数；以及
将所述颜色变换系数应用至图像的颜色数据，并且生成处于所述背景上的所述材料的颜色数据。
17.一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：
将表示内容的数据、表示材料的数据，以及表示背景的数据组合在一起，并且操纵在具有所述背景的所述材料上包含所述内容的图像的颜色。
18.一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：
根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据；以及
将通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的表面反射数据与表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据集成在一起。
19.一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：
根据单独表示材料的数据生成表面矢量数据；以及
将表面反射数据与内部散射数据集成在一起，所述表面反射数据是通过将所述表面矢量数据和表示光源的数据组合在一起而获得的，所述内部散射数据是基于通过将表示根据背景色生成的所述材料的颜色的数据与表示所述光源的所述数据组合所获得的内部反射模型的。
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