JP2009055234A - カラー画像の補正方法および画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録紙原稿の地色に近い色を完全に無彩色化することにより読み取ったカラー画像の画質を向上させる。
【解決手段】カラー画像データを形成する画素の色空間に対して、最大の明るさの無彩色点の周囲に所定の広がりを有した無彩色領域を設定し、カラー画像データを形成する画素毎に、該画素の色を判別し、該画素の色が前記無彩色領域内であれば、該画素の色を、明るさを保ったまま無彩色化する一方、該画素の色が前記無彩色領域外であれば、前記無彩色領域により近接した色ほど無彩色化の度合いを強くし、かつ前記無彩色領域の界面にある色が無彩色となるように、該画素の色を部分的に無彩色化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原稿を読み取って生成したカラー画像データの地色部分を無彩色化する画像処理に関する。

近時、例えばスキャナ装置等によって読み取ったカラー画像データを印刷に適した画質にするための補正として、記録紙原稿の地色に対応した画素の色を変換する処理が知られている。

次の特許文献１、２はそのような補正に関する先行技術であり、特許文献１は、等方色空間において、明度Ｌ＊が高い領域では画素の明度を補正し、色度平面では、色度ａ＊、ｂ＊の値も色度平面の象限に応じて減少させるように補正することを教示している。また、特許文献２は、原稿がカラーか、また黄ばみがあるか等を判断し、黄ばみがあるときにはｂ＊成分を減少させるように補正することを教示している。
特開２００６−１７３７０５公報 特開２００５−０７２８２２公報

ところが、特許文献１、２のような補正方法では、記録紙原稿の地色に対応した画素の色の濃さを下げるように補正しているものの、完全には無彩色化していないので、地色の成分が残った状態になり、見る人によっては、見苦しく感じる等の問題が解決されていなかった。また、そのような状態のカラー画像データを白い記録紙にカラー印刷すれば、地色を再現するために、高価なカラートナーあるいはカラーインクが消費されるという問題もあった。近年、高級なインクジェットプリンタでは、画像の明部を綺麗に印刷するために、ＹＭＣＫの基本色以外に、薄色のカラーインクを用意している場合があるが、そのようなプリンタでは、地色を再現するために、薄色のカラーインクが大量に消費される虞もある。本発明は、このような問題の解決を目的としている。

本発明の方法は、カラー画像データを形成する画素の色空間に対して、最大の明るさの無彩色点の周囲に所定の広がりを有した無彩色領域を設定するステップと、前記カラー画像データを形成する画素毎に、該画素の色を判別する判別ステップと、前記判別の結果、該画素の色が前記無彩色領域内であれば、該画素の色を、明るさを保ったまま無彩色化するステップと、前記判別の結果、該画素の色が前記無彩色領域外であれば、前記無彩色領域により近接した色ほど無彩色化の度合いを強くし、かつ前記無彩色領域の界面にある色が無彩色となるように、該画素の色を部分的に無彩色化するステップとを含んでいる。ここで、「明るさ」は、色空間で規定された明度や輝度を意味し、具体的には、表色系がＬ＊ａ＊ｂ＊、Ｌｕｖであれば明度Ｌ、表色系がＹＣｂＣｒ、ＹＩＱであれば、輝度Ｙのことである。

前記方法は、前記無彩色領域外であり、かつ明るさが所定値を超えた画素のみを部分的に無彩色化する構成でもよい。

前記方法において、前記色空間は、上方ほど色の明るさが増大するように配置した色空間であって、前記無彩色領域は、前記最大の明るさの無彩色点を、所定の広がりを有した上面の中心とし、かつ、所定の明るさの無彩色点を最深点としたすり鉢の形状になっている。

本発明の方法を実行するための画像処理装置は、原稿を電子撮影してカラー画像データを生成する撮影部と、前記画像データの画素を逐次選択して、該画素の色を判別する色判別部と、前記色判別部による判別の結果、該画素の色が前記無彩色領域内であれば、該画素の色を、明るさを保ったまま無彩色化する一方、該画素の色が前記無彩色領域外であれば、前記無彩色領域により近接した色ほど無彩色化の度合いを強くし、かつ前記無彩色領域の界面にある色が無彩色となるように、該画素の色を部分的に無彩色化する補正部とを備えている。

前記装置は、前記無彩色領域の広がり具合を選択するための操作部を更に備えている。

本発明の方法によれば、原稿の地色がその内部に含まれるように、無彩色領域を設定することにより、地色が完全に無彩色化されるので、記録紙の黄ばみ等が除去された高画質なカラー画像データを得ることができる。また、その補正されたカラー画像を印刷した場合には、地色部分が無彩色として再現されるので、通常黒トナー、黒インクよりも高価なカラートナーあるいはカラーインクの消費を抑制できる。

そして、特に、無彩色領域外であり、かつ明るさが所定値を超えた画素のみを部分的に無彩色化する構成では、処理すべきデータ量が少ないので、高速に処理することができる。

本発明の方法を実行するための画像処理装置は、前記と同様の効果を期待できる。

また、無彩色領域の広がり具合を選択するための操作部を更に備えた構成では、無彩色領域の広がり具合を選択することにより、地色を確実に無彩色化し、かつ補正が過度にならないように調節できる。

本発明は、明るさと色味とを分離した表色系の色空間によって画素の色が特定されたカラー画像を補整の対象とする。そのような表色系には、例えばＬ＊ａ＊ｂ＊（均等色空間）、Ｙｕｖ、ＹＣｂＣｒ、ＹＩＱ等がある。以下、本発明の方法をＬ＊ａ＊ｂ＊表色系に適用した例について説明する。

図１は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の色空間を表した図面である。この色空間では、明度をＬ＊軸で表し、心理的な４原色の濃度のうち、赤（＋）〜緑（−）をａ＊軸、黄（＋）〜青（−）をｂ＊軸で表している。この場合、任意の色は、Ｌ＊軸、ａ＊軸、ｂ＊軸が相互に直交した空間中の球体内部の一点として特定できる。また、後述する無彩色領域２０が、最大明度の無彩色点の周囲に設定されている。

図２は、本発明の方法における基本手順をフローチャート（Ｓ１０１〜１０９）としてまとめたものである。この基本手順では、補正処理の準備として、まず、カラー画像データを形成する画素の色空間に対して、最大明度の無彩色点の周囲に所定の広がりを有した無彩色領域２０を設定する（Ｓ１０１）。無彩色領域２０は、色の明るさを保ったまま無彩色化する範囲を示すものであり、地色として想定される色がその範囲に含まれるように適宜選択することで、本発明の効果が達成される。

無彩色領域２０の形状は特に限定しないが、例えば図のように、最大明度の無彩色点を、所定の広がりを有した上面の中心とし、かつ、所定の明度の無彩色点を最深点としたすり鉢の形状としてもよい。例えば、下半分の球の形状としても、倒立した円錐の形状としてもよい。

その後、補正すべきカラー画像データを入力し、カラー画像データを形成する画素を逐次選択し、該画素の色を判別する（Ｓ１０２〜１０４）。その結果、該画素の色が無彩色領域内であれば、該画素の色を、明度を保ったまま完全に無彩色化する（Ｓ１０５）。一方、該画素の色が無彩色領域外であれば、更に、明度が所定値よりも大きいか否かを判別する（Ｓ１０８）。その結果、明度が所定値を超えていれば、該画素の色に対して、無彩色領域２０により近接した色ほど無彩色化の度合いが強くなり、無彩色領域２０の界面では、完全に無彩色となるように、明度を保ったまま部分的に無彩色化する（Ｓ１０９）。これに対して、明度が所定値以下であれば、該画素の色は変化させずに保つ。そして全ての画素の処理が完了すれば、補正後のカラー画像データを出力する（Ｓ１０６、１０７）。

無彩色領域外の色を部分的に無彩色化するのは、無彩色領域内の色を完全に無彩色化したために生じた色の不連続性、つまり、色の濃度スペクトルで無彩色に隣接した領域が欠落した状態を修復するためである。すなわち、無彩色領域外の色を、部分的に彩度を下げて無彩色に近づけることで、無彩色領域外の色から、無彩色領域内の色を発生させる。

ここで、前記補正処理を行うための変換式の一例を具体的に説明する。
無彩色領域外の色を部分的に無彩色化するための変換式、および無彩色領域外の色を部分的に無彩色化するための変換式は特に限定しないが、例えば、前者を第１の変換式、後者を第２の変換式として、次のような関数式を用いてもよい。
（無彩色領域の規定式）ｒ＝Ｌ＊−Ｌｔｈ
（第１の変換式） Ｃ０＝０
（第２の変換式） Ｃ０＝Ｃｍａｘ・（Ｃｉ−ｒ）／（Ｃｍａｘ−ｒ）
ここに、Ｃｉは補正前の画素の彩度、Ｃ０は補正後の画素の彩度、Ｃｍａｘは、補正すべき画素とＬ＊が等しいａ＊−ｂ＊平面での最大彩度で、図１に示した球の表面に相当する。また、ｒは、無彩色領域２０の界面をＬ＊軸からの距離として表したもので、この無彩色領域２０は倒立した円錐形状になっている。なお、Ｌｔｈは、明度の所定値であり、適宜選択することができる。

図３Ａ、図３Ｂは、それぞれ補正前の状態、補正後の状態に対応した色空間の図面で、Ｌ＊−ａ＊平面の１／４の無彩色領域外について、複数の色を点として示している。また、補正によってそれらの色がどのように変化するか、つまり色空間における移動を示すために、隣接した色との相対関係を網目によって明示している。

無彩色領域内の色に対して前記第１の変換式を作用させると、それらの色は明度が等しい無彩色に補正される。すなわち、Ｌ＊軸上の位置まで補正される。また、無彩色領域外の色に対して前記第２の変換式を作用させると、図３Ａで正方格子状に並んだ複数の色は、図３Ｂの示す位置まで部分的に無彩色化される。このとき、いずれの色も明度が保たれており、特に明度が等しい場合には、無彩色領域２０に近い色ほど、無彩色化の度合いが強い。補正は色の明度を保つので、色を示した各点は水平に移動する。

次いで、本発明の方法を実行するための装置の例を説明する。
図４は、スキャナ装置として構成した画像処理装置の機能ブロック図である。この画像処理装置１は、オペレータが操作する操作部１１と、原稿等の対象物を電子撮影してＲＧＢ画像データを生成する画像読取部１２と、ＲＧＢ表色系をＹＣｂＣｒ表色系に変換する色変換部１３と、ＹＣｂＣｒ表色系の画像データから画素を逐次選択して、該画素の色を判別する色判別部１４と、その判別の結果に応じて該画素の色を補正する補正部１５と、ＹＣｂＣｒ表色系の画像データを圧縮してＪＰＥＧ画像データに符号化する符号化部１６と、ＪＰＥＧ画像データを蓄積する記憶部１７と、蓄積したＪｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ（ＪＰＥＧ）画像データを外部に伝送する図示しない伝送部とを備えている。

操作部１１は、スキャン開始等の各種コマンドに対応した操作ボタンや、小型液晶パネル等で構成した表示窓を有する。特徴事項として、操作部１１では、本発明の方法を実行するか否かの選択を受け付ける。更に、本発明の方法の実行を選択した場合には、無彩色領域２０の広がり具合を選択できる構成が望ましい。これは、例えば、アップダウンキーの操作に応じて、無彩色領域２０が拡大、縮小するようにしてもよい。このようにすれば、地色を無彩色化し、かつ補正を過度に行わないように調節できる。あるいは、拡大、縮小だけでなく、変形も可能としてもよい。

補正部１５は、色判別部１４の判別の結果、該画素の色が無彩色領域内であれば、該画素の色を、明るさを保ったまま無彩色化する一方、該画素の色が前記無彩色領域外であれば、無彩色領域２０により近接した色ほど無彩色化の度合いが強くなり、無彩色領域２０の界面では無彩色となるように、該画素の色を部分的に無彩色化する。

このような構成としたことで、画像処理装置１は、本発明の方法を実行できる。その結果、原稿の地色が無彩色化された上質なＪＰＥＧ画像データが得られる。なお、本発明の方法を実行するための装置は、スキャナ装置に限定されず、ファクシミリ複合機、デジタルカメラ等としてもよい。

Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の色空間を表した図面である。 本発明の基本手順をまとめたフローチャートである。 補正前の状態に対応した色空間の図面で、複数の色を点として示している。 補正後の状態に対応した色空間の図面である。 本発明の方法を実行するための画像処理装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
１１ 操作部
１２ 撮影部
１３ 色判別部
１４ 補正部
２０ 無彩色領域

Claims (5)

1. カラー画像データを形成する画素の色空間に対して、最大の明るさの無彩色点の周囲に所定の広がりを有した無彩色領域を設定するステップと、
   前記カラー画像データを形成する画素毎に、該画素の色を判別する判別ステップと、
   前記判別の結果、該画素の色が前記無彩色領域内であれば、該画素の色を、明るさを保ったまま無彩色化するステップと、
   前記判別の結果、該画素の色が前記無彩色領域外であれば、前記無彩色領域により近接した色ほど無彩色化の度合いを強くし、かつ前記無彩色領域の界面にある色が無彩色となるように、該画素の色を部分的に無彩色化するステップとを含んだカラー画像の補正方法。
2. 請求項１において、
   前記無彩色領域外であり、かつ明るさが所定値を超えた画素のみを部分的に無彩色化することを特徴としたカラー画像の補正方法。
3. 請求項１または２において、
   前記色空間は、上方ほど色の明るさが増大するように配置した色空間であって、
   前記無彩色領域は、前記最大の明るさの無彩色点を、所定の広がりを有した上面の中心とし、かつ、所定の明るさの無彩色点を最深点としたすり鉢の形状になっていることを特徴としたカラー画像の補正方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の方法を実行するための装置であって、
   対象物を電子撮影してカラー画像データを生成する撮影部と、
   前記画像データの画素を逐次選択して、該画素の色を判別する色判別部と、
   前記色判別部による判別の結果、該画素の色が前記無彩色領域内であれば、該画素の色を、明るさを保ったまま無彩色化する一方、該画素の色が前記無彩色領域外であれば、前記無彩色領域により近接した色ほど無彩色化の度合いを強くし、かつ前記無彩色領域の界面にある色が無彩色となるように、該画素の色を部分的に無彩色化する補正部とを備えた画像処理装置。
5. 請求項４において、
   前記無彩色領域の広がり具合を選択するための操作部を更に備えた画像処理装置。

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