JP3325243B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP3325243B2
JP3325243B2 JP26521999A JP26521999A JP3325243B2 JP 3325243 B2 JP3325243 B2 JP 3325243B2 JP 26521999 A JP26521999 A JP 26521999A JP 26521999 A JP26521999 A JP 26521999A JP 3325243 B2 JP3325243 B2 JP 3325243B2
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英志郎 桑原
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ装置およびスキャナー装置等において、原稿を読み
取って得られるカラー入力画像の階調データを補正する
画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複写機等において原稿を読み取って得ら
れる画像には、再現が望まれない下地の色や裏写り等の
不要画像が含まれている場合がある。特に、カラーペー
パーに画像が形成された原稿や、紙厚の薄い原稿では、
読み取られた画像に下地の色や裏写りが含まれてしまう
場合が多い。
【０００３】このような下地等の不要画像は、一般に低
階調成分から構成されているため、従来のモノクロの複
写機等であれば、所定の階調を下地等の上限階調として
設定し、この階調より低い階調成分を除去することによ
って下地等の不要画像を除去することが可能であった。
【０００４】さらに、低階調成分を除去して残る中〜高
階調成分を、改めて有効階調範囲（例えば０〜２５５階
調）に広げて新たに低階調部分を形成することにより、
除去される階調近傍に階調の段差が形成されるのを防止
し、自然なグラデーションを有する画像を表現すること
が可能であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近増えてい
るカラー複写機等においては、上述したモノクロ画像の
場合と同様にして、読み取られたカラー画像から下地等
を除去する画像処理を行おうとすると、モノクロ画像の
場合とは異なる以下のような問題点があり、有効な解決
手段がなかった。
【０００６】すなわち、カラー画像は、ＲＧＢやＣＭＹ
などの複数の色成分を混ぜ合わせて構成されているた
め、全ての色成分を混合すれば下地色とは異なるが、特
定の色成分（例えば黄色成分）については下地色と同じ
低階調であるような、下地でない画像部分が存在する。
たとえば、黄ばんだ原稿の下地色（黄ばみ部分）の黄色
成分の階調と、人物の肌部分の黄色成分の階調とが同じ
階調である場合等である。このような場合に、下地色等
に相当する低階調成分をすべて除去すると、下地でない
画像部分の低階調成分まで除去されてしまい、その結
果、低階調成分を含んでいた画像部分の色が変化し、画
像が劣化してしまうという問題があった。
【０００７】さらに、下地色等の階調は、通常、各色成
分毎に異なるため、除去すべき上限階調は各色成分毎に
異なる。そして除去された階調近傍に階調の段差が形成
されるのを防止するべく、残った階調範囲を有効階調範
囲に広げる処理を各色成分毎に異なる階調変化率で行う
と、複数の色成分から構成されるカラー画像では、各色
成分のバランスが崩れて色が変化し、画像が劣化してし
まうという問題があった。
【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、読み取られたカラー画像に対し、画像の劣化を
抑えながら不要な画像部分を除去することができる画像
処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力画像の各
画素を構成する複数の色成分ごとの階調データに対して
データ処理を施す画像処理装置において、入力画像の各
画素ごとに、各画素を構成する複数の色成分の階調デー
タのすべてが、各色成分ごとに予め設定された所定の除
去階調条件を満たすか否かを判定する除去画素判定手段
と、複数の色成分の階調データのすべてが上記除去階調
条件を満たすと判定された画素に対して、当該画素を構
成する複数の色成分の階調データのそれぞれを、各色ご
とに設定された所定の背景階調に階調変換する除去画素
階調変換手段と、入力画像における不要画像部の階調条
件を求め、この階調条件を上記除去階調条件として設定
する除去階調条件設定手段とを具備し、上記除去階調条
件設定手段は、入力画像の階調データから入力画像にお
ける不要画像部の階調範囲を各色成分ごとに検出する不
要画像部階調検出手段を備え、検出された不要画像部の
階調範囲に基づいて上記除去階調条件を設定し、上記不
要画像部階調検出手段は、入力画像の階調データから、
各階調の画素数をその階調の頻度として作成された各色
成分ごとのヒストグラムにおいて、各階調の頻度を低階
調側から順に着目していったときに、予め設定された所
定の検出条件を満たす階調を各色成分ごとに検出し、こ
の階調に基づいて各色成分の不要画像部の階調範囲を求
め、上記不要画像部階調検出手段は、上記ヒストグラム
に対して予め平滑化処理を施す平滑化処理手段を備えた
ことを特徴とする。
【００１０】このような画像処理装置によると、複数の
色成分のすべてが所定の除去階調条件を満たしている画
素のみが、不要画像部に属する除去すべき画素であると
判定され、所定の背景階調に階調変換されることで除去
される。すなわち、一部の色成分のみが下地色等の除去
階調条件を満たしている画素は、除去すべき画素と判定
されず、このような画素の一部の色成分のみが除去され
て色が変化することがない。
【００１１】このような画像処理装置においては、入力
画像における不要画像部の階調条件を求め、この階調条
件を上記除去階調条件として設定する除去階調条件設定
手段を備えることにより、各入力画像に応じた除去階調
条件を設定して、より正確に不要画像部を除去すること
ができる。
【００１２】上記除去階調条件設定手段は、入力画像の
階調データから入力画像における不要画像部の階調範囲
を各色成分ごとに検出する不要画像部階調検出手段を備
え、検出された不要画像部の階調範囲に基づいて上記除
去階調条件を設定するので、画像処理される入力画像に
含まれる不要画像部の階調範囲が検出されるため、より
確実に不要画像部を除去することができる。なお、入力
画像の全画素の階調データに基づいて不要画像部の階調
範囲を検出することとすれば、その入力画像に含まれる
不要画像部の階調範囲をより正確に検出できることから
好ましい。
【００１３】このような下地色や裏写り等の不要画像部
分は、一般に低階調成分として画像中に大量に含まれて
おり、各階調の頻度をヒストグラムとしてみれば、山部
を形成するなど、特徴的な形状を示す場合が多い。
【００１４】このため、上記不要画像部階調検出手段
は、入力画像の階調データから、各階調の画素数をその
階調の頻度として作成された各色成分ごとのヒストグラ
ムにおいて、各階調の頻度を低階調側から順に着目して
いったときに、予め設定された所定の検出条件を満たす
階調を各色成分ごとに検出し、この階調に基づいて各色
成分の不要画像部の階調範囲を求めるように構成する。
【００１５】また、このような不要画像部階調検出手段
は、上記ヒストグラムに対して予め平滑化処理を施す平
滑化処理手段を備えるので、入力画像に含まれるノイズ
等によるヒストグラムの微小な凹凸が除去されるため、
正確に不要画像部の階調範囲を求めることができる。
【００１６】このような不要画像部としては、入力画像
の下地色部分、下地色部分および裏写り部分、あるい
は、裏写り部分を挙げることができる。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】上記検出条件としては、具体的には、下記
条件、のいずれかを満たすこととすることが望まし
い。
【００２１】ヒストグラムの傾きが負から正に移る階
調 ヒストグラムの傾きの変化率が負から正に移る階調 下地色や裏写り等の不要画像部は、通常、ヒストグラム
においてそれぞれ１つの山部を形成するため、ヒストグ
ラム中の谷部を示す上記条件によって、不要画像部の
階調範囲の上限階調または下限階調が検出できる。とこ
ろが、複数種類の下地色や裏写り等による不要画像部の
山部が近接して存在する場合などには、ヒストグラムに
このような谷部が明瞭に現れない場合がある。しかし、
近接する山部が重なって存在する部分の多くは、ヒスト
グラムの傾きの正負が反転するため、上記条件を検出
条件に加えれば、このような複数の山部の境界を検出す
ることができる。したがって、多様な入力画像に対し
て、適切な不要画像部の階調範囲の上限階調や下限階調
を検出することができる。
【００２２】さらに、上記検出条件としては、上記条件
、または下記条件の何れかを満たすこととするの
が望ましい。
【００２３】ヒストグラムの傾きが負であり、かつ当
該階調以下の頻度合計に対する当該階調の頻度の割合が
予め設定された所定値以下となった階調 この条件において、ヒストグラムの傾きが負とは、不
要画像部の階調分布のピークを過ぎた階調であることを
示し、当該階調以下の頻度合計に対する当該階調の頻度
の割合が予め設定された所定値以下であることは、不要
画像部の頻度分布に対して当該階調の頻度が所定レベル
以下に低下したことを示している。したがって、この条
件を加えることで、上記条件、によって検出でき
る明瞭な特徴を有しない入力画像に対しても、より確実
に不要画像部の階調範囲を求めることができる。
【００２４】また、このような不要画像部階調検出手段
は、予め設定された所定の頻度を越える最低階調を検出
開始階調とし、この検出開始階調から高階調側に向かっ
て各階調を順に着目していくことが望ましい。
【００２５】不要画像部は、一般に入力画像の低階調部
分に存在するが、必ずしも入力画像の最低階調（階調
０）を含まない。また、入力画像の不要画像部より低階
調部分の頻度はごく低いために、ノイズによって細かな
凹凸が存在することがある。このため、入力画像の最低
階調（階調０）から上記条件、、を満たす階調を
検出しようとすると、このような不要画像部とは無関係
のノイズを検出してしまうおそれがある。一方、不要画
像部は、通常、所定の頻度以上存在するものである。し
たがって、予め設定された所定の頻度を超える最低階調
から上記条件、、を満たす階調を探索すれば、低
階調域のノイズが検出されることを防止して、より確実
に不要画像部の階調範囲を検出することができる。
【００２６】さらに、上記不要画像部階調検出手段は、
上記ヒストグラムにおける各階調の頻度を上記検出開始
階調から高階調側に向かって順に着目していったとき
に、第１番目に検出される階調についての上記検出条件
は、上記条件、または下記条件のいずれか、ある
いは上記条件，，または下記条件の何れかを満
たすこととすることが望ましい。
【００２７】上記検出開始階調からの階調幅が、予め
設定された所定値以上となった階調不要画像部によって
は、ヒストグラムに明瞭な特徴を表すことのないものも
存在する。一方、不要画像部は、通常、所定の階調幅内
に収まる。したがって、上記条件、、を満たす階
調が検出されない場合であっても、上記検出開始階調を
不要画像部の下限階調として、この検出開始階調から所
定の階調幅だけ離れた階調を不要画像部の上限階調とし
て検出すれば、不要画像部の上限階調として不当に大き
な階調値が検出されてしまうことを未然に防止すること
ができる。
【００２８】以上のようにして、所定の階調を検出する
上記不要画像部階調検出手段は、上記ヒストグラムにお
ける各階調の頻度を低階調側から順に着目していったと
きに第１番目に検出される階調より低い階調範囲を、不
要画像部の階調範囲とするように構成することができ
る。
【００２９】上記ヒストグラムにおいて第１番目に検出
される階調は、一般に、下地色の上限階調値である。し
たがって、この第１番目に検出される階調より低い階調
範囲を不要画像部の階調範囲とすれば、入力画像から下
地色の部分を不要画像部として除去することができる。
【００３０】また、上記不要画像部階調検出手段は、上
記ヒストグラムにおける各階調の頻度を低階調側から順
に着目していったときに第２番目に検出される階調より
低い階調範囲を、不要画像部の階調範囲とするように構
成することができる。
【００３１】上記ヒストグラムにおいて第２番目に検出
される階調は、一般に、裏写りの上限階調値である。し
たがって、この第２番目に検出される階調より低い階調
範囲を不要画像部の階調範囲とすれば、入力画像から下
地色の部分とともに、裏写り部分を不要画像部として除
去することができる。
【００３２】また、上記不要画像部階調検出手段は、不
要画像部の階調範囲として、上記ヒストグラムにおける
各階調の頻度を低階調側から順に着目していったときに
第１番目に検出される階調より低い階調範囲、または、
第２番目に検出される階調より低い階調範囲のいずれか
を選択可能としてもよい。
【００３３】このようにすると、不要画像部として、下
地色の部分のみ、または下地色部分と裏写り部分の両方
を除去する画像処理を、目的等に応じて選択的に行うこ
とができる。
【００３４】あるいは、上記不要画像部階調検出手段
は、不要画像部の階調範囲として、上記ヒストグラムに
おける各階調の頻度を低階調側から順に着目していった
ときに第１番目に検出される階調より低い階調範囲、ま
たは、第２番目に検出される階調より低い階調範囲のい
ずれかを、操作者の入力に応じて選択可能としてもよ
い。
【００３５】このようにすると、画像処理目的等に応じ
て、下地色部分のみを除去する画像処理、または下地色
部分と裏写り部分の両方を除去する画像処理のいずれか
を、操作者が任意に選択できる。
【００３６】また、上記背景階調は、出力可能な最低階
調とすることが望ましい。
【００３７】このようにすると、不要画像部の画像デー
タを実質的になくすことができるため、画像データを小
さく圧縮することが容易になる。
【００３８】また、上記除去階調条件設定手段は、上記
不要画像部階調検出手段によって検出される不要画像部
の階調範囲の上限値に基づいて除去階調しきい値を設定
し、この除去階調しきい値より低階調であることを上記
除去階調条件とすることができる。
【００３９】このようにすると、不要画像部階調検出手
段が少なくとも不要画像部の階調範囲の上限値のみを検
出すればよいため、この不要画像部階調検出手段の構成
を簡素化できるとともに、除去階調条件が単純なものと
なるため、入力画像の各画素が除去すべき画素であるか
否かを判定する除去画素判定手段の構成も簡素化するこ
とができ、ひいては、画像処理速度を高めることができ
る。
【００４０】また、上記不要画像部階調検出手段は、上
記ヒストグラムにおける各階調の頻度を低階調側から順
に着目していったときに第１番目に検出される階調より
高く、かつ、第２番目に検出される階調より低い階調範
囲を、不要画像部の階調範囲としてもよい。
【００４１】このようにすると、第１番目に検出される
階調より低階調側の下地色部分を残して、第１番目に検
出される階調と第２番目に検出される階調との間の裏写
り部分のみを不要画像部として除去することができる。
【００４２】このように、裏写り部分のみを除去する場
合、上記背景階調としては、入力画像の下地色部分の階
調とすることが望ましい。
【００４３】このようにすれば、下地色部分を残しなが
ら、裏写り部分を下地色部分として除去した画像を得る
ことができる。
【００４４】このような入力画像の下地色部分の階調
は、上記ヒストグラムにおける各階調の頻度を低階調側
から順に着目していったときに第１番目に検出される階
調に基づいて、算出することができる。
【００４５】なお、下地色部分の階調は、第１番目に検
出される階調に基づいて算出するのであれば、第１番目
に検出される階調値そのものとせず、第１番目に検出さ
れる階調より所定階調幅だけ低い階調としてもよい。
【００４６】あるいはまた、第１番目に検出される階調
より低い階調であって、上記ヒストグラムの山の頂点と
なっている階調を下地色部分の階調としてもよい。
【００４７】また、不要画像部の階調範囲の上限値に基
づく除去階調しきい値より低階調であることを上記除去
階調条件とする場合には、上記入力画像の各画素のう
ち、少なくとも１つの色成分の階調データが上記除去階
調条件を満たさない画素について、当該画素を構成する
複数の色成分の階調データのすべてが、各色ごとに設定
された所定の調整階調条件を満たす調整画素であるか否
かを判定する調整画素判定手段と、各調整画素に対し、
その調整画素を構成する複数の色成分の階調データのそ
れぞれを、その調整画素の入力画像における階調より低
階調に階調変換する調整画素階調変換手段と、を備える
ことが望ましい。
【００４８】不要画像部の階調範囲の上限値に基づく除
去階調しきい値より低階調であることを上記除去階調条
件とする場合には、除去階調しきい値以下の階調の多く
が失われ、この除去階調しきい値近傍の階調領域におい
て階調の段差が形成されて、疑似輪郭や白抜けといった
画像劣化が生じやすい。ところが、不要画像部でないと
判定されたすべての画素について、その階調を一律に低
下させて除去階調しきい値以下の階調を補うと、画像全
体において、各画素の複数色成分のバランスが崩れ、色
変わりを生じやすい。そこで、上記のように、不要画像
部ではないと判定された画素のうち、所定の調整階調条
件を満たす調整画素を検出して、この調整画素のみを入
力画像における階調より低階調に階調変換すると、必要
最小限の調整画素の階調変換によって、画像全体の色変
わりを防止しながら、除去階調しきい値以下の階調を補
い、除去階調しきい値近傍の階調領域における階調の段
差を緩和して、画像劣化を低減することができる。
【００４９】このような調整画素であるか否かを判定す
るための上記調整階調条件は、所定の調整階調しきい値
より低階調であることとすることができる。
【００５０】このようにすると、入力画像の各画素が、
調整画素であるか否かの判定を容易に行うことができ、
ひいては、調整画素判定手段の構成を簡素化し、画像処
理速度を高めることができる。
【００５１】また、上記調整階調しきい値は、上記除去
階調しきい値に基づいて設定されることが望ましい。
【００５２】除去階調しきい値近傍の階調領域において
生じる階調の段差は、除去階調しきい値の大きさ（階調
値）に影響を受ける。そこで、この階調の段差を緩和す
る調整画素の条件である調整階調しきい値を除去階調し
きい値に基づいて設定すれば、階調の段差の大きさに応
じた緩和処理が可能となる。
【００５３】なお、調整階調しきい値の大きさは、除去
階調しきい値に基づいて設定されれば、任意の設定方法
を採用しうるが、具体的には、除去階調しきい値の２倍
の階調値とするなどの設定方法を挙げることができる。
【００５４】一方、調整画素に対する階調変換を行う上
記調整画素階調変換手段は、各色成分ごとに上記除去階
調しきい値および上記調整階調しきい値をパラメータと
して設定される関数により、各調整画素の各色成分の階
調データを、各調整画素の各色成分の入力画像における
階調に応じて算出される階調に階調変換することが望ま
しい。
【００５５】このようにすると、除去階調しきい値およ
び調整階調しきい値の具体的な大きさに応じた関数によ
り、調整画素の階調を入力画像における階調から変換す
ることができるため、入力画像の特性に応じた適切な緩
和処理が可能となる。この階調変換のための関数として
は、除去階調しきい値および調整階調しきい値をパラメ
ータとして設定されるものであればよいが、画像処理に
要する計算量や計算速度の観点から、簡素な関数、例え
ば１次関数や２次関数を用いることが望ましい。特に、
除去階調しきい値近傍の階調領域において、階調変化を
十分に滑らかにしながら、比較的計算の容易な２次関数
を用いることが好ましい。
【００５６】さらに、上記階調画素階調変換手段は、各
調整画素ごとに所定の共通階調低下率を設定し、その調
整画素を構成するすべての色成分の階調データを、入力
画像における各色成分の階調に対して上記共通階調低下
率と略同一の階調低下率で低下させた階調に階調変換を
行うことが望ましい。
【００５７】調整画素は上述のように除去階調しきい値
近傍の階調領域における階調の段差を緩和するために階
調変換されるが、その調整画素を構成する複数の色成分
の階調データが異なる階調低下率で階調変換されると、
色変わりを生じてしまう。そこで、上記のように、各調
整画素の各色成分を略同一の階調低下率で低下させる
と、このような色変わりの発生を防止し、画像不良を防
止することができる。なお、各色成分の階調低下率は、
略同一であれば、厳密に一致していなくともよい。ま
た、上記共通階調低下率は、各画素ごとに設定されるた
め、各画素ごとに異なる値であってもよい。
【００５８】また、入力画像の各画素を構成する複数の
色成分のうち、いずれかの色成分を着目色成分として設
定する着目色成分設定手段を備え、上記調整画素階調変
換手段は、上記着目色成分の入力画像における階調に応
じて、各調整画素ごとに上記共通階調低下率を設定する
ことが望ましい。
【００５９】このようにすると、着目色成分についての
適切な階調低下率を求め、これを共通階調低下率として
設定することにより、各調整画素の色変わりを防止する
ことができる。
【００６０】さらに、上記着目色成分設定手段は、各調
整画素を構成する複数の色成分のうち、上記調整階調し
きい値に対する相対距離が最も近い色成分を上記着目色
成分として設定することが望ましい。
【００６１】除去階調しきい値近傍の階調領域に発生す
る階調の段差の多くは、各画素を構成する色成分のう
ち、１つの色成分が除去階調しきい値近傍に、他の色成
分が除去階調しきい値より十分に小さい階調にあり、こ
の除去階調しきい値近傍の色成分が、除去階調しきい値
を下回れば背景階調に階調変換される一方、上回ればそ
のままの階調が維持されることで生じる。すなわち、こ
のような除去階調しきい値近傍の色成分が上記階調の段
差の原因となっている場合が多い。ところで、各調整画
素においてこのような色成分は、その色成分の除去階調
しきい値を越え、他の色成分と比較すると調整階調しき
い値に対する相対距離が最も近い階調となっている。そ
こで、上記のように、このような調整階調しきい値に対
する相対距離が最も近い色成分を上記着目色成分として
設定すれば、階調の段差の原因となっている場合の多い
色成分について、適切な階調低下率を設定することがで
きるため、上記階調の段差を効果的に緩和して、画像劣
化を防止することができる。
【００６２】なお、この発明において調整階調しきい値
に対する相対距離とは、その階調と調整階調しきい値と
の差と、調整階調しきい値の大きさとの比の値をいう。
【００６３】さらにまた、上記階調画素階調変換手段
は、各調整画素ごとの上記共通階調減少率を、上記着目
色成分の上記除去階調しきい値および上記調整階調しき
い値をパラメータとして設定される関数により、各調整
画素の上記着目色成分の入力画像における階調に応じて
算出することが望ましい。
【００６４】このようにすると、着目色成分について、
その色成分の除去階調しきい値および調整階調しきい値
に基づいて適切な階調減少率を算出し、すべての色成分
をこの階調減少率で階調変換することで、各調整画素色
変わりさせることなく、階調の段差を緩和して画像劣化
を防止することができる。
【００６５】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像処理装
置をカラー複写機に適用した実施形態について説明す
る。
【００６６】図１は、本実施形態にかかるカラー複写機
の概略構成図である。このカラー複写機１０は、コンタ
クトガラス上に載置されたカラー原稿Ｐの画像を読み取
る画像読取部２０と、画像読取部２０によって読み取ら
れた画像を入力画像として後述する所定の画像処理を行
う画像処理部３０と、画像処理部３０によって画像処理
され、形成された画像データを記録紙上に画像形成する
画像形成部４０とを備えている。
【００６７】画像読取部２０は、コンタクトガラス２１
上に載置されたカラー原稿Ｐに、露光ランプ２２の光を
照射し、その反射光を反射鏡２３ａ，２３ｂ，２３ｃお
よびレンズ２４、さらに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の色分解フィルタを通してＣＣＤ等の光電変換素
子２５で受光することにより、カラー原稿Ｐの画像情報
を赤（Ｒ）成分、緑（Ｇ）成分、青（Ｂ）成分に色分解
して、各成分の光強度に比例したカラー画像データＲ，
Ｇ，Ｂを読み取る。こうして読み取られたカラー画像デ
ータはデジタル値にＡ／Ｄ変換され、画像処理部３０へ
の入力画像データとされる。
【００６８】画像処理部３０は、図１には図示しない演
算部、記憶部等からなるコンピュータ回路から構成さ
れ、画像読取部２０によって読み取られた入力画像デー
タに対し、所定の画像処理を施して、画像形成部４０の
現像特性等に応じて補正した出力画像データを作成す
る。この画像処理部３０の具体的な構成および画像処理
手順については後に詳述する。
【００６９】画像形成部４０は、装置下部に配設された
給紙カセット４１１，４１２，４１３または手差しトレ
イ４１４から給送される記録紙に対して、画像転写部４
２において出力画像データに基づくトナー像を形成し、
このトナー像を定着部４３の加熱ローラ４３１および加
圧ローラ４３２で定着させてから、排出トレイ４４に排
出する。４５は、記録紙の両面に画像形成する場合に片
面に画像形成された記録紙の表裏面を反転させて再び画
像転写部４２に搬送する両面ユニットである。
【００７０】画像転写部４２は、回転可能に軸支された
光導電性を有する感光体ドラム４２１の周囲に、その回
転方向に沿って順に、高圧電圧が印加される帯電ワイヤ
（図示省略）からのコロナ放電によって感光体ドラム表
面に所定電位を与える帯電器４２２と、レーザー発振器
４２３ａからミラー４２３ｂを介して出力画像データに
対応するレーザー光を照射することにより感光体ドラム
４２１表面の電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成
する露光器４２３と、感光体ドラム４２１表面に形成さ
れた静電潜像をトナーにより現像する現像器４２４と，
感光体ドラム４２１上に形成されたトナー像を記録紙に
転写する転写器４２５と、感光体ドラム４２１表面の除
電、残留トナーの除去を行うクリーナー４２６等が配置
されている。
【００７１】この複写機１０では、カラー画像を形成す
るため、上記露光器４２３は、出力画像データの各色成
分ごとに静電潜像を形成するように構成され、現像器４
２４は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ
ー）およびＫ（ブラック）の各色のトナー像を現像する
４つの現像器４２４ｃ，４２４ｍ，４２４ｙ，４２４ｋ
を備え、さらに、転写器４２５は、感光体ドラム４２１
表面に現像された各色トナー像を、一旦転写ベルト４２
５ａ上に１次転写し、この転写ベルト４２５ａ上で、Ｃ
（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ
（ブラック）の各色のトナー像を重ねてから、転写ロー
ラ４２５ｂ上に搬送された記録紙上へ２次転写するよう
に構成されている。
【００７２】次に、図２を参照しながら、画像処理部３
０の全体構成について説明する。
【００７３】この実施形態における画像処理部３０は、
処理制御部３０１，操作パネル３０２、シェーディング
補正部３１、濃度変換処理部３２、不要画像部の除去処
理部３３、調整画像部の階調調整処理部３４、黒生成処
理部３５、出力色選択部３６、変倍処理部３７、空間フ
ィルタ部３８および出力階調補正部３９を備えている。
【００７４】処理制御部３０１は、画像処理部３０、画
像読取部２０および画像出力部４０を含む装置全体を制
御する。操作パネル３０２は、ユーザーからの操作信号
が入力されるものであり、スタートキーや複写枚数指定
キー等とともに、後述する不要画像部の除去処理等にお
けるモード切替の操作信号等が入力される。
【００７５】シェーディング補正部３１は、画像読取部
２０において読み取られたＲ，Ｇ，Ｂの入力画像データ
に対し、画像読取部２０における露光ランプ２２の露光
分布特性や光電変換素子２５の感度分布特性等を補正す
る。
【００７６】濃度変換処理部３２は、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の光強度に応じた信号である入力画像
データを、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ
ー）の濃度に応じた信号（濃度記録信号）に濃度変換処
理する。
【００７７】不要画像部の除去処理部３３および調整画
像部の階調調整処理部３４は、本発明の特徴にかかる画
像処理を行うものである。これらについては、図３等を
参照しながら後に詳述する。
【００７８】黒生成処理部３５は、ＣＭＹのカラー画像
データを用いて黒の画像データＫを生成する。
【００７９】色補正部３６は、画像形成部４０の各トナ
ー色の理論上の色とのずれや現像特性を補正するため、
カラー画像データＣ，Ｍ，Ｙ，ＫをＣ’，Ｍ’，Ｙ’，
Ｋ’に変換する。
【００８０】出力色選択部３７は、画像形成部４０が１
色ずつ現像処理を行うため、次に現像処理を行う色を選
択する。
【００８１】変倍処理部３８は、設定倍率等に応じて画
像の拡大／縮小処理を行う。
【００８２】空間フィルタ部３９は、文字領域であれば
エッジ強調処理を、写真領域および網点領域であれば平
滑処理を施し、画像形成部４０に出力画像データを出力
する。
【００８３】次に、図３〜図７を参照しながら、本発明
の特徴部分である不要画像部の除去処理部３３および調
整画像部の階調調整処理部３４について説明する。
【００８４】不要画像部の除去処理部３３は、入力画像
に含まれる下地色部分や裏写り部分等の不要画像部を除
去する画像処理を行う。この不要画像部除去処理部３３
は、図３に示すように、（Ａ−１）入力画像の不要画像
部の階調範囲を求め、不要画像部に属する画素を抽出す
るために用いる除去階調条件を設定する除去階調条件設
定手段３３１と、（Ａ−２）入力画像を構成する各画素
について、上記除去階調条件を満たす除去画素であるか
を否かを判定する除去画素判定手段３３２と、（Ａ−
３）除去画素を除去するため、除去画素に対して階調変
換を行う除去画素階調変換手段３３３との大きく３つに
分けることができる。
【００８５】調整画像部の階調調整処理部３４は、入力
画像から不要画像部が除去され、その階調領域が失われ
ることによって、不要画像部とそうでない画像部との境
界に階調の段差が生じ、疑似輪郭や白抜けといった画像
劣化が発生することを防止するための処理を行う。そこ
で、この調整画像部階調調整処理部３４では、不要画像
部の階調領域に近い階調をもつ画素を調整画素とし、こ
の調整画素に対して所定の階調変換を行うことによっ
て、上記階調の段差を緩和する。具体的には、この調整
画像部階調調整処理部３４は、図３に示すように、（Ｂ
−１）調整画像部に属する画素を抽出するために用いる
調整階調条件を設定する調整階調条件設定手段３４１
と、（Ｂ−２）不要画像部と判定されなかった各画素に
ついて、上記調整階調条件を満たす調整画素であるか否
かを判定する調整画素判定手段３４２と、（Ｂ−３）調
整画素の階調変換を行う調整画素階調変換手段３４３と
の大きく３つに分けることができる。
【００８６】以下、各部における処理を順に説明する。
【００８７】（Ａ−１）除去階調条件設定手段 除去階調条件設定手段３３１は、図３に示すように、さ
らに（Ａ−１−１）ヒストグラム作成手段３３１ａと、
（Ａ−１−２）平滑化処理手段３３１ｂと、（Ａ−１−
３）特定階調探索手段３３１ｃと、（Ａ−１−４）除去
階調条件決定手段３３１ｄとの４つに分けることができ
る。
【００８８】（Ａ−１−１）ヒストグラム作成手段 ヒストグラム作成手段３３１ａは、メモリ機能やプレス
キャン等によって予め取り込んだ入力画像の階調データ
から、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）
の各色ごとに、各階調の画素数をその階調の頻度として
３つのヒストグラムを作成する。この各色ごとのヒスト
グラムは、後述する各処理において、入力画像に応じて
適切な除去階調条件を設定するために用いられる。
【００８９】図８に、入力画像の一例を示すように、各
画素９０…は、それぞれＣ，Ｍ，Ｙの階調値を有してい
る。ヒストグラム作成手段３３１ａは、例えばＣ（シア
ン）成分について各画素の階調値を参照し、各階調の画
素数をカウントしてヒストグラムを作成し、つづけてＭ
（マゼンタ）成分、Ｙ（イエロー）成分についても同様
にしてヒストグラムを作成する。
【００９０】図４は、ある入力画像から、このヒストグ
ラム作成手段３３１ａによって作成される３つのヒスト
グラムの例を示している。
【００９１】なお、ここでは説明の便宜のため、具体的
にヒストグラムを図示しているが、このヒストグラム作
成手段３３１ａは、コンピュータ内に構成されているた
め、実際には、各色ごとに各階調の頻度が電子データと
して形成されればよい。
【００９２】一般に、入力画像に含まれる下地色部分や
裏写り部分等の不要画像部は、このようにして作成され
た各色ごとのヒストグラムのそれぞれにおいて、低階調
領域部分に大きなピークを有する山部を形成するなど、
特徴的な形状を現す。このため、各色のヒストグラムそ
れぞれの低階調部分において、不要画像部が形成する特
徴的な形状部分（例えば山部）の上限階調値や下限階調
値を検出すれば、各色成分ごとに、不要画像部の階調範
囲を求めることができる。しかし、このようなヒストグ
ラムでは、通常、不要画像部の階調範囲よりさらに低い
階調領域の頻度が低いため、ノイズが混入して微小な凹
凸を形成しやすく、この微小な凹凸によって、正確に不
要画像部の階調範囲を検出できないおそれがある。
【００９３】（Ａ−１−２）平滑化処理手段 平滑化処理手段３３１ｂは、このようなノイズを消去す
るべく、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のヒストグラムそれぞれに対し
て微小な凹凸を均す平滑化処理を行う。この平滑化処理
は、具体的には、各階調を連続する自然数ｉで表したと
き、階調ｉの頻度ｈ（ｉ）を頻度ｈ’（ｉ）に変換する
下記式（１）で示される平均値フィルタによる計算で行
うことができる。
【００９４】 ｈ’（ｉ）＝｛ｈ（ｉ−１）＋ｈ（ｉ）＋ｈ（ｉ＋１）｝／３ …（１） この式（１）による平滑化処理計算は、複数回（例えば
３回）繰り返し行って、検出すべきでない微細な凹凸を
必要十分に消去することが望ましい。
【００９５】図９は、この平滑化処理の説明図である。
同図（ａ）は、平滑化処理前のヒストグラムの一例を示
し、同図（ｂ）は、このヒストグラムに対する平滑化処
理後のヒストグラムを示している。同図（ａ）に表れて
いるように、入力画像から作成した平滑化処理前のヒス
トグラムには数多くの小さな凹凸が含まれているため、
このままでは不要画像部が形成する山部を正確に検出す
ることができないおそれがある。しかし、同図（ｂ）に
示すように平滑化処理を施せば、小さな凹凸は均され、
不要画像部が形成する山部等の大きな凹凸のみが残り、
不要画像部の階調範囲の検出をより正確に行うことがで
きるようになる。
【００９６】図５は、図４のヒストグラムに対して、上
式（１）の平滑化処理計算をそれぞれ３回行って得られ
た平滑化処理後のヒストグラムの例を示している。
【００９７】（Ａ−１−３）特定階調探索手段３３１ｃ 特定階調探索手段３３１ｃは、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のヒスト
グラムから、不要画像部の上限階調または下限階調を含
む特定階調を、各色Ｃ，Ｍ，Ｙごとに探索する特定階調
探索を行う。図１０〜図１２は、この特定階調探索の説
明図である。
【００９８】これらの図に示すように、特定階調探索
は、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のヒストグラムを最低階調（階調値
０）ＸＳから高階調側に向かって各階調の頻度を調べ、
まず、予め設定された所定の頻度Ｆ０を超える最も低い
階調を検出開始階調Ｘ０として検出する。不要画像部の
山部に属していると判定しうる小さな頻度値を前記所定
の頻度として予め設定すれば、検出される検出開始階調
Ｘ０は、不要画像部の下限階調を表すこととなる。この
ような検出開始階調Ｘ０から探索を行うことによって、
不要画像部の階調範囲Ｌ１，Ｌ２…より低階調域Ｌ０の
ノイズを検出してしまうことを防止し、不要画像部の階
調範囲Ｌ１，Ｌ２…をより確実に検出することができ
る。なお、図１１のように、不要画像部の階調範囲Ｌ１
が最低階調（階調値０）を含む場合には、最低階調（階
調値０）ＸＳが検出開始階調Ｘ０となる。
【００９９】こうして検出開始階調Ｘ０が決定すれば、
この検出開始階調Ｘ０から高階調側に向かって各階調を
順に着目して探索を進め、次の４つの条件の〜のう
ちいずれかを満たす階調を特定階調Ｘ１，Ｘ２…として
検出する。
【０１００】ヒストグラムの傾きが負から正に移る階
調 ヒストグラムの傾きの変化率が負から正に移る階調 ヒストグラムの傾きが負であり、かつ当該階調以下の
頻度合計に対する当該階調の頻度の割合が予め設定され
た所定値以下となった階調 上記検出開始階調からの階調幅が、予め設定された所
定値以上となった階調 （ただし、第１番目に検出される階調についてのみ） 上記条件は、ヒストグラム中の谷部を検出するもので
ある。下地色や裏写り等の不要画像部は、通常、ヒスト
グラムにおいてそれぞれ１つの山部を形成するため、こ
の条件によって、不要画像部の階調範囲の上限階調ま
たは下限階調が検出できる。図１０の階調Ｘ１は、この
条件を満たして検出された特定階調である。
【０１０１】上記条件は、ヒストグラムの凹凸が変化
する部分を検出するものである。複数種類の下地色や裏
写り等による不要画像部が存在し、これらがそれぞれ異
なる山部を形成し、さらに、これら複数の山部が近接し
て存在する場合などにおいては、ヒストグラムに上記条
件によって検出しうるような谷部が明瞭に現れない場
合がある。しかし、複数の山部の重なり部分では、ヒス
トグラムの凹凸が変化することが多いため、この条件
によって、複数の山部を分ける階調が検出できる。図１
１の階調Ｘ１，Ｘ２は、この条件を満たして検出され
た特定階調である。
【０１０２】上記条件は、ヒストグラム中の山部の高
階調側の終端を検出するものである。ヒストグラム上に
不要画像部が形成する山部は、低階調側から高階調側に
向かってピークを過ぎてから徐々に頻度が低下してしま
い、上記条件やで検出されうる特徴的な形状を現さ
ない場合がある。しかし、不要画像部の階調分布におい
ては、階調分布の低階調側および高階調側の終端部分の
頻度は、その不要画像部の頻度合計に対する割合が十分
に小さくなるため、ある階調以下の頻度合計に対し、そ
の階調の頻度の割合が所定値以下となっていれば、その
階調は、その不要画像部の階調分布の上限であると判断
できる。上記条件は、ヒストグラムの傾きが負である
ことを条件とすることで不要画像部の階調分布のピーク
を過ぎた階調であることを前提として、当該階調以下の
頻度合計に対する当該階調の頻度の割合が予め設定され
た所定値以下である階調を、山部の高階調側の終端を表
す特定階調として検出する。図１０の階調Ｘ２は、この
条件を満たして検出された特定階調である。
【０１０３】上記条件は、不要画像部がヒストグラム
上に上記条件、、によって検出される明瞭な特徴
を表すことのない場合に、不当に高い階調が特定階調と
して検出されてしまうことを未然に防止するための検出
条件である。この条件は、上記ヒストグラムにおける
各階調の頻度を上記検出開始階調Ｘ０から高階調側に向
かって順に着目していったときに第１番目に検出される
特定階調についてのみ適用する。この検出条件は、通
常、不要画像部の階調分布が所定の階調幅内に収まるこ
とを利用するもので、上記検出開始階調Ｘ０を不要画像
部の下限階調とし、この検出開始階調Ｘ０から所定の階
調幅Ｌ９だけ離れた階調を自動的に特定階調とする。図
１２の階調Ｘ１は、この条件を満たして検出された特
定階調である。
【０１０４】なお、この特定階調探索手段３３１ｃによ
る特定階調探索は、最低階調（階調値０）から、最高階
調（各色２５６階調の場合には階調値２５５）まで行っ
ても、予め設定した所定の階調値（例えば階調値１０
０）まで行っても、あるいは、特定階調Ｘ１，Ｘ２…を
所定個数（例えば２つ）検出するまで行ってもよい。た
だし、後述する除去処理モードに応じて、予め必要な個
数の特定階調Ｘ１，Ｘ２…を検出した時点で特定階調探
索を終了することが、探索時間短縮の観点から好まし
い。
【０１０５】（Ａ−１−４）除去階調条件決定手段 除去階調条件決定手段３３１ｄは、特定階調探索によっ
て得られた特定階調Ｘ１，Ｘ２…から、不要画像部の階
調範囲を求め、こうして求められた不要画像部の階調範
囲に基づいて除去階調条件を決定する。
【０１０６】不要画像部としては、上述したように、原
稿の下地色や原稿の裏面画像等の裏写り等があるが、入
力画像にどのような不要画像部が含まれているかは、原
稿によって異なる。このため、上記特定階調Ｘ１，Ｘ２
…から除去すべき不要画像部の階調範囲を求める際に
は、画像処理しようとする入力画像に含まれる不要画像
部の種類に応じることが望まれる。例えば裏写りが存在
しない入力画像に対して、裏写りを除去する画像処理を
行おうとすれば、必要な画像部分を除去してしまうおそ
れがあり、あるいはまた、あえて裏写りを残したい場合
もあるためである。
【０１０７】そこで、この画像処理装置では、どのよう
な種類の不要画像部を消去するのかをユーザーの入力に
応じて選択する。具体的には、除去処理モードとして、
下地色のみを除去する下地色除去モードと、下地色とと
もに裏写りも除去する下地色・裏写り除去モードとを設
定し、ユーザーがいずれかを選択する。あるいはまた、
下地色を残して裏写りのみを除去する裏写り除去モード
を設定してもよいが、この場合については後に他の実施
形態として説明する。
【０１０８】下地色部分と裏写り部分とが含まれる入力
画像では、そのヒストグラムにおいて、一般に、下地色
部分が低階調側から１つ目の山部を形成し、裏写り部分
が２つ目の山部を形成する。したがって、図１０および
図１１に示すように、上記特定階調Ｘ１，Ｘ２…のう
ち、第１番目に検出される特定階調Ｘ１は、１つ目の山
部、すなわち下地色部分の上限階調を示し、第２番目に
検出される特定階調Ｘ２は、２つ目の山部、すなわち裏
写り部分の上限階調を示している。
【０１０９】したがって、この画像処理装置では、下地
色除去モードが選択されている場合には、下地色部分の
上限階調である特定階調Ｘ１以下の階調範囲（Ｌ０とＬ
１の範囲）を不要画像部の階調範囲とする。また、下地
色・裏写り除去モードが選択されている場合には、裏写
り部分の上限階調である特定階調Ｘ２以下の階調範囲
（Ｌ０とＬ１とＬ２の範囲）を不要画像部の階調範囲と
する。
【０１１０】こうして求められた不要画像部の階調範囲
に基づいて、入力画像から除去すべき除去画素の条件と
する除去階調条件を決定するが、ここでは、各モードと
も不要画像部の階調範囲をそのまま除去階調条件を満た
す階調範囲として決定する。そこで、下地色除去モード
が選択されている場合には、特定階調Ｘ１を除去階調し
きい値αとして設定し、この除去階調しきい値以下の階
調範囲にあることを除去階調条件とする。一方、下地色
・裏写り除去モードが選択されている場合には、特定階
調Ｘ２を除去階調しきい値αとして設定し、この除去階
調しきい値α以下の階調範囲にあることを除去階調条件
とする。
【０１１１】なお、図１０、図１１においては、説明の
便宜のため、１つのヒストグラムで説明したが、具体的
には、入力画像のＣ，Ｍ，Ｙの３色成分ごとに、除去階
調しきい値αｃ，αｍ，αｙを決定し、各色成分ごとに
除去階調条件を設定する。
【０１１２】図５には、下地色・裏写り除去モードを洗
濯した場合の除去階調しきい値αｃ，αｍ，αｙを示し
ている。
【０１１３】（Ａ−２）除去画素判定手段 除去画素判定手段３３２は、入力画像の各画素を順に着
目していき、その画素を構成するＣ，Ｍ，Ｙ各色成分の
すべてが、上記除去階調条件を満たすか否かによって、
その画素が除去すべき不要画像部に属する除去画素であ
るか否かを判定する。なお、この判定に用いる入力画像
データは、上記平滑化処理手段３３１ｂにおいて平滑化
されたデータではなく、不要画像部除去処理部３３に入
力された状態の入力画像のデータである。
【０１１４】この除去画素判定手段は、具体的には、入
力画像の各画素を順に注目画素としていき、この注目画
素のＣ，Ｍ，Ｙ各色成分の階調をＩｃ，Ｉｍ，Ｉｙと表
したとき、下記式（２）〜（４）のすべてを満たす場合
に、当該注目画素を除去画素と判定する。
【０１１５】 Ｉｃ＜αｃ …（２） Ｉｍ＜αｍ …（３） Ｉｙ＜αｙ …（４） このような除去階調条件によって判定される除去画素
は、３つの色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの階調を各軸にとった図６
に示す空間において、直方体領域Ｗ１に属する。なお、
この図６では、各色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの階調を０〜２５５
の２５６階調としている。
【０１１６】このように、この画像処理装置では、複数
の色成分Ｃ，Ｍ，Ｙのすべてが除去階調条件を満たして
いる画素のみを、不要画像部に属する除去すべき除去画
素と判定するため、一部の色成分のみが不要画像部の階
調範囲内にある画素は除去画素と判定されない。したが
って、このような画素の一部の色成分のみが除去されて
色が変化してしまうことがない。
【０１１７】（Ａ−３）除去画素階調変換手段 除去画素階調変換手段３３３は、上述のようにして除去
画素と判定された各画素に対して、各色成分の階調デー
タを画像処理装置として出力可能な最小階調、具体的に
は階調０に階調変換する。すなわち、この階調変換処理
は、除去画素と判定された画素の階調をＩｃ，Ｉｍ，Ｉ
ｙとすれば、次式（５）〜（７）で表される。
【０１１８】 Ｉｃ＝０ …（５） Ｉｍ＝０ …（６） Ｉｙ＝０ …（７） このようにして、除去画素の各色成分の階調を出力可能
な最低階調、すなわち階調０とすれば、除去画素の画像
データを実質的になくすことができるため、画像データ
を小さく圧縮することが容易となる。
【０１１９】このような除去画素に対する階調変換は、
色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの階調を各軸にとった図６に示す空間
において、直方体領域Ｘに属する各画素を原点Ｏに移す
変換処理となっている。
【０１２０】この除去画素階調変換手段３３３による階
調変換処理は、上記除去画素判定手段３３２によって、
入力画像のすべての画素について除去画素であるか否か
の判定を行ってから、除去画素と判定された画素に対し
てまとめて行ってもよいが、入力画素の各画素が上記除
去画素判定手段３３２によって不要画像部に属する除去
画素と判定されれば、その都度、その除去画素に対して
階調変換処理を行うこととすれば、処理効率を高めるこ
とができるため、望ましい。
【０１２１】なお、ここでは、除去画素の階調を、階調
０に階調変換する場合を例としているが、除去画素の各
色成分ごとの階調は、画像形成部４０の特性に応じて、
画像形成部４０が再現可能な最低階調に変換してもよ
い。あるいはまた、この除去画素の階調を所定の背景階
調に変換してもよい。このようにすれば、たとえば、原
稿の下地色部分と判定された部分を、読み取った原稿の
下地色とは異なる背景色に変換して、画像形成すること
も可能である。
【０１２２】図６は、除去画素に対する階調変換処理後
の各色成分のヒストグラムである。この図からも除去階
調しきい値αｃ，αｍ，αｙ以下の低階調成分の多くが
失われていることが分かる。なお、除去階調しきい値α
ｃ，αｍ，αｙ以下の階調成分が残っているのは、１色
または２色の色成分のみが除去階調しきい値以下である
ために除去画素と判定されず、階調変換されなかった画
素が存在するためである。
【０１２３】次に、調整画像部の階調調整処理部３４に
ついて説明する。
【０１２４】上述したように、入力画像から３色とも低
階調の除去画素を除去すると、画像から低階調成分の多
くが失われ、階調分布に段差が形成されることがある。
特にグラデーション画像であれば、隣り合う画素間の階
調が不連続となり、疑似輪郭や白抜けといった顕著な画
像劣化が生じる。
【０１２５】たとえば、図１４に模式的に示すように、
同図（ａ）の入力画像左側の低濃度画素が除去画素とし
て除去されると、同図（ｂ）に示すような階調の段差が
形成される。調整画像部の階調調整処理部３４は、除去
画素に近い階調を有する画像部分を調整画像部として、
同図（ｃ）に示すように、この調整画像部に属する調整
画素の階調を低下させることにより、上記階調の段差の
緩和を図るものである。以下、具体的な各部の構成につ
いて順に説明する。
【０１２６】（Ｂ−１）調整階調条件設定手段 調整階調条件設定手段３４１は、この画像処理の対象と
する調整画素を抽出するための調整階調条件を設定す
る。具体的には、下記式（８）〜（１０）により、各色
成分Ｃ，Ｍ，Ｙごとの上記除去階調しきい値αｃ，α
ｍ，αｙに基づいて、その２倍の階調値として調整階調
しきい値βｃ、βｍ，βｙを算出し、これら調整階調し
きい値βｃ，βｍ，βｙより低階調であることを調整階
調条件として設定する。
【０１２７】 βｃ＝２・αｃ …（８） βｍ＝２・αｍ …（９） βｙ＝２・αｙ …（１０） 上記不要画像部の除去処理で生じる疑似輪郭や白抜けと
いった画像劣化は、上記除去階調しきい値αｃ，αｍ，
αｙ近傍の階調領域に生じる階調の段差が原因である。
すなわち、入力画像の各色成分Ｃ，Ｍ，Ｙは、除去階調
しきい値αｃ，αｍ，αｙより小さな階調部分の多くが
失われるのであるから、除去階調しきい値αｃ，αｍ，
αｙの大きさによって、入力画像からその多くが失われ
る階調範囲の大きさが決まり、さらにこうして失われる
階調範囲の大きさによって画像劣化の原因となる階調の
段差の大きさが決まる。
【０１２８】このため、上述のように、除去階調しきい
値αｃ，αｍ，αｙに基づいて調整階調しきい値βｃ、
βｍ，βｙを設定し、この調整階調しきい値βｃ、β
ｍ，βｙに応じて抽出される調整画素に対して後述する
階調変換処理を行えば、階調の段差の大きさに応じた緩
和処理が可能となる。
【０１２９】また、調整階調しきい値βｃ、βｍ，βｙ
を除去階調しきい値αｃ，αｍ，αｙに基づいて設定す
れば、除去階調しきい値αｃ，αｍ，αｙは既に具体的
な値が求められているため、調整階調しきい値βｃ、β
ｍ，βｙを容易かつ迅速に設定することができる。
【０１３０】さらに、調整階調条件を所定の調整階調し
きい値以下の階調範囲にあることとしているため、後述
する調整画素の抽出処置も単純な計算処理で容易かつ迅
速に行うことができる。
【０１３１】（Ｂ−２）調整画素判定手段 調整画素判定手段３４２は、上記不要画像部の除去処理
を終えた入力画像の各画素のうち、除去画素と判定され
て除去処理が行われた画素以外の各画素に対し、各画素
の各色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの階調のすべてが、上記調整階調
条件を満たすか否かによって、調整画素であるか否かの
判定を行う。
【０１３２】この調整画素判定手段３４２は、具体的に
は、入力画像の各画素を順に注目画素としていき、この
注目画素が上記除去画素ではなく、かつ、この注目画素
のＣ，Ｍ，Ｙ各色成分の階調をＩｃ，Ｉｍ，Ｉｙと表し
たとき、下記式（１１）〜（１３）のすべてを満たす場
合に、当該注目画素を調整画素と判定する。
【０１３３】 Ｉｃ＜βｃ …（１１） Ｉｍ＜βｍ …（１２） Ｉｙ＜βｙ …（１３） このような調整階調条件によって判定される調整画素
は、３つの色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの階調を各軸にとった図６
に示す空間において、直方体領域Ｗ２のうち、除去画素
が含まれる直方体領域Ｗ１を除いた領域に属する。
【０１３４】このように、この画像処理装置では、複数
の色成分Ｃ，Ｍ，Ｙのすべてが調整階調条件を満たして
いる画素のみを、調整画像部に属する調整画素と判定し
て、入力画像の一部の画素のみ、すなわち入力画像の一
部の画素のみを調整画素として、後述する階調変換処理
を施す。このため、入力画像の全体が一律に階調変化さ
れ、入力画像が全体として色変化してしまうことがな
い。さらに、適切な調整階調条件を設定することによっ
て、階調の段差を軽減するために必要最小限の画素のみ
を調整画素として選出することができることから、入力
画像を画像全体としての色変化を最小限に抑えながら、
階調の段差を軽減して、画像劣化を防止することができ
る。
【０１３５】（Ｂ−３）調整画素階調変換手段 調整画素階調変換手段３４３は、調整画素判定手段３４
２によって調整画素と判定された各画素に対して、所定
の階調変化処理を施すことによって、上記階調の段差を
軽減する。この調整画素階調変換手段３４３は、図３に
示すように、さらに（Ｂ−３−１）着目色成分設定手段
３４３ａと、（Ｂ−３−２）共通階調低下率設定手段３
４３ｂと、（Ｂ−３−２）階調変換実行手段３４３ｃと
の３つに分けることができる。
【０１３６】（Ｂ−３−１）着目色成分設定手段 着目色成分設定手段３４３ａは、各調整画素ごとに、各
色成分Ｃ，Ｍ，Ｙのなかから、特定の一色を着目色成分
Ｎとして設定する。この着目色成分Ｎとは、その調整画
素が、近傍の除去画素との間に上記階調の段差を形成し
ている場合、その最も大きな原因となる色成分である。
【０１３７】この着目色成分は、具体的には、各調整画
素において、調整階調しきい値に対する相対距離が最も
近い色成分として求められる。なお、この発明において
調整階調しきい値に対する相対距離とは、その調整画素
の階調と調整階調しきい値との差と、調整階調しきい値
の大きさとの比の値をいう。調整画素のＣ，Ｍ，Ｙ各色
成分の階調をＩｃ，Ｉｍ，Ｉｙ、調整階調しきい値をβ
ｃ，βｍ、βｙとしたとき、各色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの上記
相対距離Ｌｃ，Ｌｍ，Ｌｙは、下記式（１４）〜（１
６）で与えられる。
【０１３８】 Ｌｃ＝（βｃ−Ｉｃ）／βｃ …（１４） Ｌｍ＝（βｍ−Ｉｍ）／βｍ …（１５） Ｌｙ＝（βｙ−Ｉｙ）／βｙ …（１６） したがって、着目色成分Ｎは、上記式（１４）〜（１
６）によって求められる上記Ｌｃ，Ｌｍ，Ｌｙのうち、
もっとも大きな値を示す色成分を見いだすことで設定で
きる。
【０１３９】このように調整階調しきい値に最も近い色
成分を着目色成分Ｎとする理由は、以下のとおりであ
る。
【０１４０】すなわち、各色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの除去階調
しきい値αｃ，αｍ，αｙの近傍の階調領域に発生する
階調の段差の多くは、各画素を構成する色成分Ｃ，Ｍ，
Ｙのうち、１つの色成分が除去階調しきい値αｃ，α
ｍ，αｙ近傍に、他の色成分が除去階調しきい値αｃ，
αｍ，αｙより十分に小さい階調にあり、この除去階調
しきい値αｃ，αｍ，αｙ近傍の色成分が除去階調しき
い値αｃ，αｍ，αｙを下回れば背景階調（階調０）に
階調変換される一方、上回ればそのままの階調が維持さ
れてしまうために生じる場合が多い。つまり、このよう
な除去階調しきい値αｃ，αｍ，αｙ近傍の色成分が上
記階調の段差の原因となっている場合が多い。
【０１４１】具体的な例を挙げれば、３つの色成分Ｃ，
Ｍ，Ｙのうち、Ｃ成分の階調ＩｃとＭ成分の階調Ｉｍ
が、ともに除去階調しきい値αｃ，αｍより十分に小さ
い画素群を想定したとき、この画素群の各画素が除去画
素と判定されるか否かは、残るＹ成分の階調Ｉｙが除去
階調しきい値αｙを上回るか、下回るかで決まる。そし
て、Ｙ成分の階調Ｉｙが除去階調しきい値αｙをわずか
でも下回れば、その画素は除去画素と判定されて、すべ
ての色成分の階調Ｉｃ，Ｉｍ，Ｉｙが階調０に階調変換
されるが、このとき、Ｙ成分の階調Ｉｙの階調変化量
（低下量）が最も大きいため、その画素の周辺の除去画
素でない画素との間には、このＹ成分について最も大き
な階調の段差が形成される。
【０１４２】このような階調の段差の原因となっている
色成分の階調は、その色成分の除去階調しきい値αｃ，
αｍ，αｙを越え、通常、他の色成分と比較すると調整
階調しきい値βｃ，βｍ，βｙに対する相対距離Ｌｃ，
Ｌｍ，Ｌｙが最も大きくなっている。したがって、上述
のようにして求められる着目色成分Ｎが、通常、階調の
段差の原因となっている。
【０１４３】図１５は、３つの色成分のうち、２つが除
去階調しきい値より小さい画素について、残る色成分に
ついての階調変換曲線を示している。なお、この色成分
が着目色成分となる場合が多い。この図において、横軸
は階調変換前の階調を示し、縦軸は階調変換後の階調を
示している。
【０１４４】たとえば、ある画素の色成分Ｎの階調をＩ
ｎとすると、この階調変換曲線によれば、Ｉｎが除去階
調しきい値αｎより大きければ、この画素は除去画素で
はないため階調変換されず、階調変換後のその階調値は
Ｉｎである。ところが、Ｉｎが除去階調しきい値αｎよ
り小さければ、この画素は除去画素であるから階調０に
変換される。したがって、この図に示すように、除去階
調しきい値αｎ近傍において、このαｎの大きさに応じ
た階調の段差が形成されることが分かる。
【０１４５】（Ｂ−３−２）共通階調低下率設定手段 共通階調低下率設定手段３４３ｂは、上述のようにして
求められた着目色成分Ｎについて、階調の段差を効果的
に緩和しうる階調変換関数を求め、この階調変換関数に
基づく着目色成分Ｎの階調低下率ｒを共通階調低下率Ｒ
として設定する。
【０１４６】調整画素において、着目色成分（ＮはＣ，
Ｍ，Ｙのいずれか）の階調変換前の階調Ｉｎ（ｎはｃ，
ｍ，ｙのいずれか）は、除去階調しきい値αｎ以上、調
整階調しきい値βｎ未満の階調範囲内にある。着目色成
分Ｎは、一般に、その色成分の除去階調しきい値αｎ以
下の階調が失われることで、階調の段差の原因となって
いる色成分である。したがって、αｎ以上βｎ未満の階
調範囲にある調整画素の着目色成分Ｎの階調値Ｉｎを、
０以上βｎ未満の階調範囲に広げるように階調変換すれ
ば、除去階調しきい値αｎ以下の階調が補われて、階調
の段差は緩和されることとなる。
【０１４７】具体的に、図１５および図１６を参照して
説明すると、上述したように、不要画像部の除去処理が
施された状態では、除去階調しきい値αｎ以下の階調範
囲が失われ、この除去階調しきい値αｎ近傍に階調の段
差が形成されている（図１５）。ここで、着目色成分が
Ｎである調整画素を想定すると、この画素の着目色成分
Ｎの階調Ｉｎは、除去階調しきい値αｎと調整階調しき
い値βｎの間にある。そこで、このような調整画素の着
目色成分Ｎの階調範囲αｎ〜βｎを０〜βｎの階調範囲
に広げる階調変換を行うことにより、階調変換後の階調
分布を階調０から階調２５５まで連続させて階調の段差
を軽減する。図１６は、このような階調変換の一例を示
している。同図の階調変換は、調整画素の着目色成分Ｎ
の階調Ｉｎを、（αｎ，０）と（βｎ，βｎ）とを補間
する階調変換曲線（ここでは直線としている）にしたが
って階調変換するものである。
【０１４８】この図１６のような直線状の階調変換曲線
による階調変換は、着目色成分Ｎの変換前の階調をＩ
ｎ、変換後の階調をＩｎ’として、下記式（１７）の関
数として表される。
【０１４９】 Ｉｎ’＝（β／（β−α））・Ｉｎ−β …（１７） そして、この着目色成分Ｎの階調低下率ｒは下記式（１
８）で算出される。
【０１５０】 ｒ＝Ｉｎ’／Ｉｎ ＝β／（β−α）−β／Ｉｎ …（１８） 以上のようにして算出される階調低下率ｒによって、こ
の調整画素を階調変換すれば、着目色成分Ｎの階調の段
差が軽減されるが、ここでは、さらに、この着目色成分
Ｎの階調低下率ｒを、下記式（２０）に示すように、共
通階調低下率Ｒとして設定する。
【０１５１】Ｒ＝ｒ …（１９） この共通階調低下率Ｒとは、その調整画素の３色すべて
の色成分に対して行う階調変換において用いる階調低下
率である。
【０１５２】（Ｂ−３−３）階調変換実行手段 階調変換実行手段３４３ｃは、上記共通階調低下率設定
手段３４３ｂによって設定された共通階調低下率Ｒによ
って、調整画素の各色成分Ｃ，Ｍ，Ｙの階調Ｉｃ，Ｉ
ｍ，Ｉｙに対し、実際に階調変換処理を行う。
【０１５３】具体的には、階調変換前の調整画素の各色
成分Ｃ，Ｍ，Ｙの階調をそれぞれＩｃ，Ｉｍ，Ｉｙと
し、階調変換後の階調をＩｃ’，Ｉｍ’，Ｉｙ’とすれ
ば、この階調変換処理は下記式（２０）〜（２２）で表
される。
【０１５４】 Ｉｃ’＝Ｒ・Ｉｃ …（２０） Ｉｍ’＝Ｒ・Ｉｍ …（２１） Ｉｙ’＝Ｒ・Ｉｙ …（２２） なお、画像データをデジタル値で扱う場合、各色成分の
階調は整数値であるから、上記式（２０）〜（２２）に
よって求められる階調変換後の階調Ｉｃ’，Ｉｍ’，Ｉ
ｙ’は、適宜、四捨五入処理等によって整数化すればよ
い。
【０１５５】このように、各調整画素は、３つの色成分
Ｃ，Ｍ，Ｙのすべての階調が、略同一の階調低下率（共
通階調低下率Ｒ）で階調変換されるため、明るさは変化
するものの、色味の変化を抑えることができる。
【０１５６】すなわち、このような調整画素の階調変換
処理によれば、入力画像の一部の画素のみを階調変換す
るだけであり、さらに階調変換する画素についても３色
とも略同率の階調変換を行うため色変化を最小限に抑え
ながら、上記階調の段差を緩和して画像劣化を防止する
ことができる。
【０１５７】図７は、不要画像部が除去された図６の状
態から調整画像部の階調変換処理を行った後のヒストグ
ラムを示している。この図に示すように、調整画像部の
階調変換処理を行うことによって、不要画像部の除去処
理によって失われた低階調領域が補われていることが分
かる。
【０１５８】以上のように、この画像処理装置によれ
ば、複数の色成分Ｃ，Ｍ，Ｙのすべてが除去階調条件を
満たしている画素のみが、不要画像部に属する除去画素
と判定されて除去処理されるため、一部の色成分のみが
除去階調条件を満たしているだけの画素は、その一部の
色成分の階調が失われることによって色が変化してしま
うことがない。したがって、入力画像の画像劣化を抑え
ながら不要画像部の除去を行うことができる。
【０１５９】また、この除去階調条件は、入力画像の階
調データを参酌して、各色成分ごとに設定されるため、
入力画像の特性に応じた適切な条件を設定することがで
き、入力画像に含まれる不要画像部を正確に抽出して、
これを除去することができる。
【０１６０】また、入力画像に含まれる下地色部分や裏
写り部分等のうち、どのような部分を不要画像部として
除去するのかを、ユーザーが選択して、選択された不要
画像部の階調範囲に基づいて除去階調条件が設定される
ため、求められる画像処理の種類や程度に応じることが
できる。
【０１６１】また、不要画像部を除去すると、階調の段
差が生じる場合があるが、複数の色成分Ｃ，Ｍ，Ｙのす
べてが調整階調条件を満たしている画素を調整画素とし
て階調変換を施すように構成したため、入力画像の全画
素の色を変化させることなく、上記階調の段差を緩和し
て、画像劣化を防止することができる。
【０１６２】また、調整画像部を抽出する調整階調条件
は、除去階調条件に応じて各色成分ごとに設定するた
め、除去階調条件に応じて決まる階調の段差の大きさに
合わせて、この階調の段差を緩和するために必要な調整
画像部の階調範囲を設定し、色変わりが生じる調整画像
部の大きさを最小限に抑えることができる。
【０１６３】また、調整画像部に属する各調整画素に対
する階調変換は、各調整画素ごとに、階調の段差の最も
大きな原因となっている色成分を着目色成分として抽出
し、この着目色成分について、階調の段差を適切に緩和
しうるように行うため、上記階調の段差を適切に緩和す
ることができる。
【０１６４】また、調整画像部に属する各調整画素に対
する階調変換は、各調整画素ごとに、着目色成分につい
ての適切な階調低下率に応じて、すべての色成分につい
て略同一の共通階調低下率に基づいて階調変換を行うた
め、各調整画素についても各色のバランスを変化させ
ず、色変わりを最小限に抑えることができる。
【０１６５】以上、本発明を実施形態に即して説明した
が、本発明にかかる画像処理装置は、上記実施形態に限
定されるものではなく、以下のように構成してもよい。
【０１６６】（１）上記実施形態においては、カラー複
写機を例として本発明を説明したが、たとえばカラーの
ファックスにも適用することができる。この場合、送信
する場合は、ファックス装置のスキャナー部で読み取ら
れた画像データを入力画像データとして画像処理を行
い、受信する場合は、受信した画像データを入力画像デ
ータとして画像処理を行うことができる。また、外部機
器としてのスキャナーによって読み取られた入力画像デ
ータに対して画像処理を行ってもよい。また、外部機器
としてのプリンタ等に出力画像データを出力して画像形
成を行ってもよい。
【０１６７】（２）上記実施形態においては、Ｃ，Ｍ，
Ｙの３色で構成される入力画像に対する画像処理を行う
場合を例としたが、入力画像はＲ，Ｇ，Ｂの３色で構成
されるものであってもよい。
【０１６８】（３）上記実施形態においては、除去階調
条件をヒストグラム、すなわち入力画像の階調分布に基
づいて設定したが、不要画像部の階調範囲を特定するこ
とができるのであれば、任意の設定手段を採用すること
ができる。特に、色の決まったカラーベーパーを用いる
場合など、不要画像部の階調範囲が予め分かっているの
であれば、その階調範囲に基づいて除去階調条件を決定
すればよい。
【０１６９】（４）上記実施形態においては、除去階調
条件を入力画像の全画素の階調データから求めたが、入
力画像の一部の画素の階調データから求めてもよい。こ
の場合、入力画像からピックアップしたいくつかの画素
から求めたり、あるいは入力画像の隅部など、必要な画
像が存在する確率の低い部分の画素から求めるなどの方
法を採用しうる。
【０１７０】（５）上記実施形態においては、除去階調
条件を設定する際、入力画像から作成した各色成分のヒ
ストグラムに対して平滑化処理を行ってから、特定階調
の探索を行ったが、この平滑化処理は必ずしも行わなく
てもよい。
【０１７１】（６）上記実施形態においては、階調分布
のヒストグラムにおいて、上記条件〜のいずれかを
満たす階調を特定階調として、この特定階調に基づいて
除去階調条件を設定したが、上記条件、のみの組み
合わせ、上記条件、、のみの組み合わせ、上記条
件、、のみの組み合わせ、あるいはまた、上記条
件〜のいずれかと他の条件との組み合わせなど、不
要画像部の階調範囲を検出しうる条件であれば、種々の
条件を採用することができる。
【０１７２】（７）上記実施形態においては、ヒストグ
ラムから特定階調を検出し、この特定階調に基づいて不
要画像部の階調範囲を決定し、こうして設定された不要
画像部の階調範囲を抽出する階調条件を除去階調条件と
して設定したが、確実に不要画像部を除去することが求
められる場合には、除去階調条件として不要画像部の階
調範囲よりやや広い範囲を抽出する条件を設定してもよ
い。あるいは、多少の不要画像部が残っても、必要な画
像部分を確実に残すことが求められる場合には、除去階
調条件として不要画像部の階調範囲よりやや狭い範囲を
抽出する条件を設定してもよい。
【０１７３】（８）上記実施形態においては、除去階調
条件を設定する際、ユーザーの選択によって下地色除去
モードと下地色・裏写り除去モードを切り替えるように
構成したが、入力画像に応じて画像処理装置自身が下地
色部分や裏写り部分等の不要画像部のうち、どのような
不要画像部が存在する画像であるか否かを自動的に判定
し、この判定結果に基づいてモードを選択するように構
成してもよい。たとえば、この判定は、Ｃ，Ｍ，Ｙの上
記第１、第２の特定階調Ｘ１，Ｘ２の値の大きさや、両
特定階調Ｘ１，Ｘ２の値の比率等から行うことが可能で
ある。
【０１７４】（９）上記実施形態においては、除去画素
は階調０に階調変換して実質的に階調データをなくす構
成としたが、除去画素を任意の背景色の階調に変換して
もよい。このようにすれば、任意の下地色を有する出力
画像を得ることができる。
【０１７５】（１０）上記実施形態においては、不要画
像部のうち下地色部分のみを除去する下地色除去モード
と、下地色部分とともに裏写り部分を除去する下地色・
裏写り除去モードの２つのモードを選択する構成を挙げ
たが、下地色部分は除去せずに裏写り部分だけを除去す
る裏写り除去モードを設定して、これを採用することも
できる。
【０１７６】このような裏写り除去モードを採用する場
合を、図１７に示すある色成分のヒストグラムを参酌し
ながら説明すると、低階調側から第１の山部の階調範囲
Ｌ１は下地色部分の階調分布を表し、第２の山部の階調
範囲Ｌ２は裏写り部分の階調範囲を表している。このた
め、各色成分ごとに、この第２の山部の階調範囲Ｌ２を
抽出する条件を除去階調条件として設定すれば、入力画
像から裏写り部分のみを除去画素として除去できる。こ
の除去階調条件は、各色成分ごとに、階調Ｘ１以上、か
つ階調Ｘ２以下となる。
【０１７７】このとき、除去画素（裏写り部分）は、下
地色の階調に変換することが望ましい。下地色の階調
は、任意の設定手段によって設定することが可能である
が、たとえば、下地色部分が形成する第１の山部の階調
範囲Ｌ１から決定することができる。とくに、この山部
の頂点（ピーク）の階調値ＸＰを下地色の代表階調とし
て、不要画像部（裏写り部分）の階調を各色成分ごと
に、この階調ＸＰに階調変換することが望ましい。
【０１７８】（１１）上記実施形態においては、不要画
像部として、下地色部分と裏写り部分とが、それぞれ１
種類ずつ存在する場合を想定し、これを除去する処理を
行ったが、複数色の下地色部分や複数色の裏写り部分が
混在するなど、３種類以上の不要画像部が存在する入力
画像などであれば、これらの不要画像部をすべて除去す
ることも可能である。この場合、階調分布のヒストグラ
ムにおいて、３つ以上の特定階調を検出しておき、不要
画像部の種類数に応じて、最も高階調側の特定階調を除
去階調しきい値として除去階調条件を設定すればよい。
【０１７９】（１２）上記実施形態においては、不要画
像部の除去処理とともに、調整画像部の階調調整処理を
行ったが、調整画像部の階調調整処理は必ずしも行わな
くともよい。特に、階調の段差が生じなかった場合、段
差が十分に小さい場合、不要画像部以外の画像部分の階
調を全く変化させたくない場合などには、調整画像部に
階調調整処理は不要である。
【０１８０】（１３）上記実施形態においては、調整階
調しきい値βｃ，βｍ，βｙを、除去階調しきい値α
ｃ，αｍ，αｙに基づいて設定したが、調整階調しきい
値βｃ，βｍ，βｙは、除去階調しきい値αｃ，αｍ，
αｙにかかわらず、所定の値を設定するようにしてもよ
い。たとえば、予め調整階調しきい値を具体的に決定し
ておくことも可能である。
【０１８１】（１４）上記実施形態においては、調整階
調しきい値βｃ，βｍ，βｙを、除去階調しきい値α
ｃ，αｍ，αｙの２倍の階調値として設定したが、階調
の段差をどの程度まで緩和する必要があるのか、また、
この緩和処理によって色変わりを生じる調整画素数をど
の程度まで許容しうるのかを考慮して、適切な倍率を設
定すればよい。あるいは、除去階調しきい値αｃ，α
ｍ，αｙより所定の階調幅だけ大きな階調値を調整階調
しきい値βｃ，βｍ，βｙとして設定してもよい。
【０１８２】（１５）上記実施形態においては、調整画
素に対して、図１６に示すように、階調範囲αｎ〜βｎ
を階調範囲０〜βｎに広げるように変換する直線状の階
調変換曲線による階調変換処理を行ったが、２次関数な
ど、任意の曲線状の階調変換曲線を採用してもよい。こ
のとき、調整階調しきい値以上の階調範囲は階調変換さ
れないため、階調変換されない調整階調しきい値以上の
階調領域と、階調変化される調整階調しきい値以下の階
調領域とを滑らかに接続するため、調整階調しきい値近
傍の階調変化量を小さくすることが望ましい。
【０１８３】具体的には、このような階調変換曲線とし
て、変換前の階調をＩｎ、変換後の階調をＩｎ’とした
とき、下記式（２３）に示す２次関数を挙げることがで
きる。
【０１８４】 Ｉｎ’＝−Ｉｎ2／αｎ＋５・Ｉｎ−４・αｎ …（２３） この階調変換曲線を図１８に示す。このような階調変換
曲線によれば、階調範囲αｎ〜βｎを階調範囲０〜βｎ
に広げるように変換しながら、点（βｎ，βｎ）におけ
る傾きが１であり、除去階調しきい値βｎ近傍の階調曲
線が連続的に滑らかに接続される。
【０１８５】このような階調変換曲線によれば、関数が
２次関数であるから、簡単な計算処理で階調変換を行う
ことができる。
【０１８６】（１６）上記実施形態では、調整画素に対
して、図１６に示すように、階調範囲αｎ〜βｎを階調
範囲０〜βｎに広げるように変換する直線状の階調変換
曲線による階調変換処理を行ったが、変換後の階調範囲
の下限階調は、画像形成部４０が出力可能な最低階調
（再現限界階調）ＩＬとしてもよい。すなわち、直線上
の階調曲線を採用する場合であれば、図１９に示すよう
に、変換前の階調範囲αｎ〜βｎを階調範囲ＩＬ〜βｎ
に階調変換することができる。
【０１８７】（１７）上記実施形態においては、調整画
像部の階調変換を行う際、各調整画素ごとに着目色成分
を決定し、この着目色成分の適切な階調低下率に基づい
て、すべての色成分の階調変換を行ったが、このような
着目色成分によらずに共通階調低下率を設定し、こうし
て設定される共通階調低下率に基づいて階調変換処理を
行ってもよい。
【０１８８】（１８）上記実施形態においては、図３に
示したように、不要画像部の除去処理を終えてから調整
画像部の階調調整処理を行う構成としたが、各処理の処
理順序は、各処理を行うことが可能な処理順序であれ
ば、上記実施形態に限定されない。たとえば、除去階調
条件および調整階調条件を設定したのち、入力画像の各
画素を順に着目していき、除去階調条件を満たすのであ
れば除去画素に対する階調変換処理を行い、調整階調条
件を満たすのであれば調整画素に対する階調変換処理を
行うこととしてもよい。
【０１８９】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる画像処理
装置によると、複数の色成分のすべてが所定の除去階調
条件を満たしている画素のみが、不要画像部に属する除
去すべき画素であると判定され、一部の色成分のみが除
去階調条件を満たしている画素が、除去すべき画素と判
定されることがない。したがって、必要な画像部分の一
部の色成分のみが除去されて色が変化して画像劣化を招
くことなく、下地色や裏写り等の不要画像部に属する除
去すべき画素のみを確実に抽出して除去することができ
る。
【０１９０】また、複数の色成分のすべてが所定の調整
階調条件を満たしている不要画像部に近い階調値を有す
る画素を調整画素とし、この調整画素の階調を低下させ
る階調変換を行えば、入力画像の一部の画素のみの階調
変換処理によって、不要画像部を除去することで生じう
る階調の段差を緩和し、画像の劣化を防止することがで
きる。
【０１９１】さらに、調整画素の各色成分を略同一の階
調低下率で階調変換すれば、各色のバランスが保たれる
ため、調整画素の色変わりを抑えながら、階調の段差を
緩和して画像劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像処理装置を適用したカラー
複写機の全体構成を示す概略図である。
【図２】同カラー複写機の画像処理部の全体構成図であ
る。
【図３】同画像処理部が備える不要画像部の除去処理部
および調整画像部の階調調整処理部の詳細構成図であ
る。
【図４】入力画像の階調分布を示すヒストグラムの一例
である。
【図５】平滑化処理後のヒストグラムの一例である。
【図６】不要画像部の除去処理後のヒストグラムの一例
である。
【図７】調整画像部の階調調整処理後のヒストグラムの
一例である。
【図８】複数の画素によって構成されるカラーの入力画
像の説明図である。
【図９】平滑化処理の説明図であり、（ａ）は平滑化処
理前のヒストグラムの一例を示し、（ｂ）は平滑化処理
後のヒストグラムの一例を示している。
【図１０】特定階調の探索処理の説明図である。
【図１１】特定階調の探索処理の説明図である。
【図１２】特定階調の探索処理の説明図である。
【図１３】Ｃ，Ｍ，Ｙの色空間において、除去階調条件
を満たす領域および調整階調条件を満たす領域を模式的
に示した説明図である。
【図１４】階調の段差の形成、および階調の段差の緩和
処理の概略を模式的に示した説明図である。
【図１５】不要画像部の除去処理のための階調変換曲線
を示したグラフである。
【図１６】調整画像部の階調調整処理のための階調変換
曲線を示したグラフである。
【図１７】裏写り除去モードを設定した場合の説明図で
ある。
【図１８】調整画像部の階調調整処理に用いる２次曲線
による階調変換曲線の一例を示したグラフである。
【図１９】調整画像部の階調調整処理において、階調変
換範囲を、画像形成部が出力可能な最低階調とした場合
の階調変換曲線の一例を示したグラフである。
【符号の説明】
３３ 不要画像部の除去処理部 ３３１ 除去階調条件設定手段 ３３１ａ ヒストグラム作成手段 ３３１ｂ 平滑化処理手段 ３３１ｃ 特定階調探索手段 ３３１ｄ 除去階調条件決定手段 ３３２ 除去画素判定手段 ３３３ 除去画素階調変換手段 ３４ 調整画像部の階調調整処理部 ３４１ 調整階調条件設定手段 ３４２ 調整画素判定手段 ３４３ 調整画素階調変換手段 ３４３ａ 着目色成分設定手段 ３４３ｂ 共通階調低下率設定手段 ３４３ｃ 階調変換実行手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｔ 5/00 １００ Ｂ４１Ｊ 3/00 Ａ Ｈ０４Ｎ 1/38 Ｂ 1/407 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１Ｂ 1/46 1/46 Ｚ (56)参考文献 特開 平３−44268（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−93835（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−51443（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−164368（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−303188（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−14185（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−196975（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−237482（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−187266（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−336466（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力画像の各画素を構成する複数の色成
    分ごとの階調データに対してデータ処理を施す画像処理
    装置において、 入力画像の各画素ごとに、各画素を構成する複数の色成
    分の階調データのすべてが、各色成分ごとに予め設定さ
    れた所定の除去階調条件を満たすか否かを判定する除去
    画素判定手段と、 複数の色成分の階調データのすべてが上記除去階調条件
    を満たすと判定された画素に対して、当該画素を構成す
    る複数の色成分の階調データのそれぞれを、各色ごとに
    設定された所定の背景階調に階調変換する除去画素階調
    変換手段と、入力画像における不要画像部の階調条件を求め、この階
    調条件を上記除去階調条件として設定する除去階調条件
    設定手段とを具備し、 上記除去階調条件設定手段は、入力画像の階調データか
    ら入力画像における不要画像部の階調範囲を各色成分ご
    とに検出する不要画像部階調検出手段を備え、検出され
    た不要画像部の階調範囲に基づいて上記除去階調条件を
    設定し、 上記不要画像部階調検出手段は、入力画像の階調データ
    から、各階調の画素数をその階調の頻度として作成され
    た各色成分ごとのヒストグラムにおいて、各階調の頻度
    を低階調側から順に着目していったときに、予め設定さ
    れた所定の検出条件を満たす階調を各色成分ごとに検出
    し、この階調に基づいて各色成分の不要画像部の階調範
    囲を求め、 上記不要画像部階調検出手段は、上記ヒストグラムに対
    して予め平滑化処理を施す平滑化処理手段を備えた こと
    を特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 上記不要画像部は、入力画像の下地色部
    分であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装
    置。
  3. 【請求項３】 上記不要画像部は、入力画像の下地色部
    分および裏写り部分であることを特徴とする請求項１記
    載の画像処理装置。
  4. 【請求項４】 上記不要画像部は、入力画像の裏写り部
    分であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装
    置。
  5. 【請求項５】 上記検出条件は、下記条件またはの
    いずれかを満たすことを特徴とする請求項１記載の画像
    処理装置。 ヒストグラムの傾きが負から正に移る階調 ヒストグラムの傾きの変化率が負から正に移る階調
  6. 【請求項６】 上記検出条件は、下記条件、または
    のいずれかを満たすことを特徴とする請求項１記載の
    画像処理装置。 ヒストグラムの傾きが負から正に移る階調 ヒストグラムの傾きの変化率が負から正に移る階調 ヒストグラムの傾きが負であり、かつ当該階調以下の
    頻度合計に対する当該階調の頻度の割合が予め設定され
    た所定値以下となった階調
  7. 【請求項７】 上記不要画像部階調検出手段は、予め設
    定された所定の頻度を超える最低階調を検出開始階調と
    し、この検出開始階調から高階調側に向かって各階調を
    順に着目していくことを特徴とする請求項５または６記
    載の画像処理装置。
  8. 【請求項８】 上記不要画像部階調検出手段は、予め設
    定された所定の頻度を超える最低階調を検出開始階調と
    し、この検出開始階調から高階調側に向かって各階調を
    順に着目していったときに第１番目に検出される階調に
    ついての上記検出条件は、下記条件、またはのい
    ずれか、あるいは下記条件、、またはのいずれ
    かを満たすこととしたことを特徴とする請求項１記載の
    画像処理装置。 ヒストグラムの傾きが負から正に移る階調 ヒストグラムの傾きの変化率が負から正に移る階調 ヒストグラムの傾きが負であり、かつ当該階調以下の
    頻度合計に対する当該階調の頻度の割合が予め設定され
    た所定値以下となった階調 上記検出開始階調からの階調幅が、予め設定された所
    定値以上となった階調
  9. 【請求項９】 上記不要画像部階調検出手段は、上記ヒ
    ストグラムにおける各階調の頻度を低階調側から順に着
    目していったときに第１番目に検出される階調より低い
    階調範囲を、不要画像部の階調範囲とすることを特徴と
    する請求項１及び５〜８のいずれかに記載の画像処理装
    置。
  10. 【請求項１０】 上記不要画像部階調検出手段は、上記
    ヒストグラムにおける各階調の頻度を低階調側から順に
    着目していったときに第２番目に検出される階調より低
    い階調範囲を、不要画像部の階調範囲とすることを特徴
    とする請求項１及び５〜８のいずれかに記載の画像処理
    装置。
  11. 【請求項１１】 上記不要画像部階調検出手段は、不要
    画像部の階調範囲として、上記ヒストグラムにおける各
    階調の頻度を低階調側から順に着目していったときに第
    １番目に検出される階調より低い階調範囲、または、第
    ２番目に検出される階調より低い階調範囲のいずれかを
    選択可能であることを特徴とする請求項１及び５〜８の
    いずれかに記載の画像処理装置。
  12. 【請求項１２】 上記不要画像部階調検出手段は、不要
    画像部の階調範囲として、上記ヒストグラムにおける各
    階調の頻度を低階調側から順に着目していったときに第
    １番目に検出される階調より低い階調範囲、または、第
    ２番目に検出される階調より低い階調範囲のいずれか
    を、操作者の入力に応じて選択可能であることを特徴と
    する請求項１及び５〜８のいずれかに記載の画像処理装
    置。
  13. 【請求項１３】 上記背景階調は、出力可能な最低階調
    としたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記
    載の画像処理装置。
  14. 【請求項１４】 上記除去階調条件設定手段は、上記不
    要画像部階調検出手段によって検出される不要画像部の
    階調範囲の上限値に基づいて除去階調しきい値を設定
    し、この除去階調しきい値より低階調であることを上記
    除去階調条件とすることを特徴とする請求項１及び５〜
    １３のいずれかに記載の画像処理装置。
  15. 【請求項１５】 上記不要画像部階調検出手段は、上記
    ヒストグラムにおける各階調の頻度を低階調側から順に
    着目していったときに第１番目に検出される階調より高
    く、かつ、第２番目に検出される階調より低い階調範囲
    を、不要画像部の階調範囲とすることを特徴とする請求
    項１及び５〜８のいずれかに記載の画像処理装置。
  16. 【請求項１６】 上記背景階調は、入力画像の下地色部
    分の階調とすることを特徴とする請求項１５記載の画像
    処理装置。
  17. 【請求項１７】 上記ヒストグラムにおける各階調の頻
    度を低階調側から順に着目していったときに第１番目に
    検出される階調に基づいて、上記入力画像の下地色部分
    の階調を算出することを特徴とする請求項１６記載の画
    像処理装置。
  18. 【請求項１８】 上記入力画像の各画素のうち、少なく
    とも１つの色成分の階調データが上記除去階調条件を満
    たさない画素について、当該画素を構成する複数の色成
    分の階調データのすべてが、各色ごとに設定された所定
    の調整階調条件を満たす調整画素であるか否かを判定す
    る調整画素判定手段と、 各調整画素に対し、その調整画素を構成する複数の色成
    分の階調データのそれぞれを、その調整画素の入力画像
    における階調より低階調に階調変換する調整画素階調変
    換手段と、を備えたことを特徴とする請求項１４記載の
    画像処理装置。
  19. 【請求項１９】 上記調整階調条件は、所定の調整階調
    しきい値より低階調であることとしたことを特徴とする
    請求項１８記載の画像処理装置。
  20. 【請求項２０】 上記調整階調しきい値は、上記除去階
    調しきい値に基づいて設定されることを特徴とする請求
    項１９記載の画像処理装置。
  21. 【請求項２１】 上記調整画素階調変換手段は、各色成
    分ごとに上記除去階調しきい値および上記調整階調しき
    い値をパラメータとして設定される関数により、各調整
    画素の各色成分の階調データを、各調整画素の各色成分
    の入力画像における階調に応じて算出される階調に階調
    変換することを特徴とする請求項１９または２０記載の
    画像処理装置。
  22. 【請求項２２】 上記階調画素階調変換手段は、各調整
    画素ごとに所定の共通階調低下率を設定し、その調整画
    素を構成するすべての色成分の階調データを、入力画像
    における各色成分の階調に対して上記共通階調低下率と
    略同一の階調低下率で低下させた階調に階調変換を行う
    ことを特徴とする請求項１９または２０記載の画像処理
    装置。
  23. 【請求項２３】 入力画像の各画素を構成する複数の色
    成分のうち、いずれかの色成分を着目色成分として設定
    する着目色成分設定手段を備え、 上記調整画素階調変換手段は、上記着目色成分の入力画
    像における階調に応じて、各調整画素ごとに上記共通階
    調低下率を設定することを特徴とする請求項２２記載の
    画像処理装置。
  24. 【請求項２４】 上記着目色成分設定手段は、各調整画
    素を構成する複数の色成分のうち、上記調整階調しきい
    値に対する相対距離が最も近い色成分を上記着目色成分
    として設定することを特徴とする請求項２３記載の画像
    処理装置。
  25. 【請求項２５】 上記階調画素階調変換手段は、各調整
    画素ごとの上記共通階調減少率を、上記着目色成分の上
    記除去階調しきい値および上記調整階調しきい値をパラ
    メータとして設定される関数により、各調整画素の上記
    着目色成分の入力画像における階調に応じて算出するこ
    とを特徴とする請求項２３または２４記載の画像処理装
    置。
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