JP3996564B2 - 下地検出方法、画像処理方法、プログラム、記録媒体、画像処理装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、下地検出すべき画像の画像情報に基づいてヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムを用いて下地領域を検出する下地検出方法、画像処理方法、プログラム、プログラムが格納された記録媒体、画像処理装置、および画像形成装置に関する。

従来から、画像の下地領域を検出するためにヒストグラムを作成する手段が知られている。

例えば、入力された画像データに基づいて、濃度とその度数とをあらわすヒストグラムを作成し、ヒストグラムから濃度最大値と濃度最小値とを求め、度数最大値の濃度と濃度最大値とから仮下地濃度を検知し、仮下地濃度と濃度最小値とから下地濃度を検知する方法が提案されている（特許文献１参照。）。

また、入力された画像データに基づいて、濃度とその度数とをあらわすヒストグラムを作成し、度数の最大値と度数が最大値である濃度とを検出し、それらの値から除去すべき下地の濃度範囲を決定し、その濃度範囲の最大値および最小値と画像データとを比較して濃度範囲内か否かを判定し、その判定結果に基づいて画像データまたは下地除去したデータを出力する手段が提案されている（特許文献２参照。）。

さらに、入力されたカラー画像情報に基づきカラー画像が文字画像か写真画像かを判断し、文字画像が含まれていると判断した場合には下地除去を行い、写真画像であると判断した場合には下地除去を行わないという手段が提案されている（特許文献３参照。）。
特開平１−１９６９７１号公報 特開平３−４４２６８号公報 特許第２９８４２８０号公報

しかし、単にヒストグラムを作成し、度数が最大値となる濃度を下地濃度と判定するのでは、実際には下地ではない場所まで下地と判定されてしまう場合がある。例えば、グラデーションのような画像では、画像中のある場所までが画像領域と判定され、それ以降の実際には画像領域である場所が下地と判定されてしまう場合がある。

また、上述の特許文献１の手段では、検知した下地濃度に基づく閾値で画像データ全体に対して一意に処理を施してしまうので、実際には下地ではない場所まで下地として除去されてしまう可能性がある。

同様に、特許文献２の手段では、判定された下地濃度に基づく閾値で画像データ全体に対して一意に処理を施してしまうので、例えば判定された下地濃度と同じ濃度の画素が写真画像の一部に存在する場合には、写真画像の一部が下地として除去されてしまう可能性がある。

同様に、特許文献３の手段では、写真画像と判断された場合には下地除去しないとされているものの、文字画像内に下地と同じ濃度の画素が存在する場合には、下地として除去されてしまう課題は解決されていない。

本発明が解決しようとする課題は、下地領域のみを適正的確に検出できる下地検出方法、画像処理方法、プログラム、プログラムが格納された記録媒体、画像処理装置、および画像形成装置を提供することである。

この発明の下地検出方法、画像処理方法、プログラム、プログラムが格納された記録媒体、画像処理装置、および画像形成装置は、上述の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１）複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成する第１ステップと、前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める第２ステップと、前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する第３ステップと、前記第３ステップにおいて下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて下地領域を検出する第４ステップと、を備えることを特徴とする。

この構成においては、複数の部分画像ヒストグラムが作成され、それぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値に基づいて、画像全体に一様な下地領域が存在するか否かが判定される。また、検出すべき下地領域が存在するか否かがまず判定された後で下地領域が検出されるので、誤った下地検出が低減され、下地領域のみが的確に検出される。

（２）前記第１ステップの前に、前記画像情報を元の量子化ビット数よりも少ないビット数に再量子化するステップをさらに含むことを特徴とする。

この構成においては、再量子化された画像情報に基づいて全体画像ヒストグラムおよび部分画像ヒストグラムが作成されるので、ヒストグラムの作成が簡素化され、制御に要する負担が軽減される。また、ヒストグラムのために用いられるメモリ容量が少なくて済む。さらに、作成されたヒストグラムに基づいて行われる下地検出の判定も簡素化される。

（３）前記第１ステップでは、前記複数の部分画像ヒストグラムは、前記下地検出すべき画像のうち、上部複数行、中部複数行、および下部複数行の３箇所の領域、または、左側複数列、中側複数列、および右側複数列の３箇所の領域、または、上部複数行、中部複数行、下部複数行、左側複数列、中側複数列、および右側複数列の６箇所の領域、のいずれかについて作成されることを特徴とする。

この構成においては、上部複数行、中部複数行、および下部複数行の３箇所の領域、または、左側複数列、中側複数列、および右側複数列の３箇所の領域について、ヒストグラムを作成することによって、小さいデータ容量で画像全体に均一に下地が存在するか否かが判定される。また、上部複数行、中部複数行、下部複数行、左側複数列、中側複数列、および右側複数列の６箇所の領域についてヒストグラムを作成することによって、画像全体に均一に下地が存在するか否かがいっそう高精度に判定される。

（４）前記第１ステップでは、前記複数の部分画像ヒストグラムは、前記下地検出すべき画像のうち、上部複数行と、左側複数列または右側複数列の少なくともいずれか一方とについて作成されることを特徴とする。

この構成においては、部分画像ヒストグラムが、上部複数行と、左側複数列または右側複数列の少なくともいずれか一方とについて作成される。したがって、もし入力された画像情報の画像サイズと、実際の画像の画像サイズとが異なっていた場合でも、通常原稿画像は左上または右上に揃えてセットされるので、確実に原稿画像についての部分画像ヒストグラムが作成される。また、部分画像ヒストグラムのメモリ容量をさらに抑えつつ、下地が均一に存在するか否かが判定される。

（５）前記画像情報は、輝度情報と色度情報とを含み、前記第１ステップでは、輝度情報および色度情報のそれぞれについて全体画像ヒストグラムを作成し、前記第４ステップでは、まず輝度情報についての全体画像ヒストグラムに基づいて仮下地領域を検出し、次に前記仮下地領域の中から色度情報についての全体画像ヒストグラムに基づいて下地領域を検出することを特徴とする。

この構成においては、まず輝度情報に基づいて仮下地領域が検出され、仮下地領域をさらに色度情報によって絞り込むことで下地領域が検出される。したがって、少ない演算量で正確かつ確実に下地流域が検出される。

（６）前記第４ステップでは、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に加え、度数が最大値となる階級値の両隣の階級値と、度数が最大値となる階級値の又隣の階級値であってその度数が３番目に大きい場合にその階級値と、に基づいて下地領域を検出することを特徴とする。

この構成においては、全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に加え、度数が最大値となる階級値の両隣の階級値にも基づいて下地領域が検出される。さらに、度数が最大値となる階級値の又隣の階級値の度数が３番目に大きい場合にはその階級値にも基づいて下地領域が検出される。したがって、いっそう確実に漏れなく下地領域が検出される。

（７）検出された下地領域に対して孤立領域除去処理を施して得られた領域を下地領域とするステップをさらに含むことを特徴とする。

下地領域として検出されるべき画素がノイズによって下地領域として検出されない場合や、逆に、写真画像等の中に下地領域と同じ画像情報の画素が一部存在するとその画素が下地として検出されてしまう場合がある。この構成においては、このような孤立した一部の領域の画素は、その回りの画素の画像情報に基づいて除去される。また、一旦検出された下地領域に対して、さらに孤立領域除去処理が施される。したがって、下地領域として検出されるべき画素は下地領域として適正に検出され、下地領域でない画素は下地領域から的確に除去される。

（８）検出された下地領域ごとの画素数を算出し、前記画素数が予め設定される所定値未満である場合にはその領域を下地領域から除去する処理を施すステップをさらに含むことを特徴とする。

この構成においては、閉領域の画素数が所定値未満の領域は下地領域から除去されるので、予め所望の閾値を設定することによって、下地領域とは認められない小さい領域が下地領域から除去され、下地領域のみが適正に検出される。また、孤立領域除去処理が施された後にさらにこの処理が施されることで、いっそう適正に下地領域のみが検出される。

また、この発明の画像処理方法は、上述の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（９）（１）から（８）のいずれかに記載の下地検出方法によって検出された下地領域のみに対して下地除去処理を施すことを特徴とする。

この構成においては、（１）から（８）のいずれかに記載の下地検出方法によって適正的確に検出された下地領域のみに対して下地除去処理が施されるので、文字画像や写真画像等の中に下地領域と同じ画像情報の画素が存在する場合でも、文字画像や写真画像等の中の画素は除去されることなく、下地領域の画素のみが的確に除去される。

また、この発明のプログラムは、上述の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１０）複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成する第１ステップと、前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める第２ステップと、前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する第３ステップと、前記第３ステップにおいて下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて下地領域を検出する第４ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

この構成においては、再量子化された画像情報に基づいて処理することによってメモリ容量が少なくて済み下地検出の判定を簡素化でき、また、誤った下地検出を低減でき、下地領域のみを適正的確に検出できる下地検出方法、および下地領域の画素のみを的確に除去できる下地除去方法が、コンピュータによって実行されるので、上述のような下地検出方法および下地除去方法の汎用性が向上される。

また、この発明の記録媒体は、上述の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１１）複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成する第１ステップと、前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める第２ステップと、前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する第３ステップと、前記第３ステップにおいて下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて下地領域を検出する第４ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムをコンピュータに読み取り可能に格納したことを特徴とする。

この構成においては、再量子化された画像情報に基づいて処理することによってメモリ容量が少なくて済み下地検出の判定を簡素化でき、また、誤った下地検出を低減でき、下地領域のみを適正的確に検出できる下地検出方法、および下地領域の画素のみを的確に除去できる下地除去方法、を実行するプログラムが、コンピュータに容易に供給される。

また、この発明の画像処理装置は、上述の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１２）複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数とをあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記下地検出すべき画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数とをあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成するヒストグラム作成手段と、前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める解析手段と、前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段において下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて仮下地領域を検出する検出手段と、前記検出された仮下地領域に対して、さらに孤立領域除去処理を施して得られた領域を下地領域とする孤立領域除去手段と、前記孤立領域除去手段によって得られた下地領域のみに対して下地除去処理を施す下地除去手段と、を備えることを特徴とする。

この構成においては、複数の部分画像ヒストグラムが作成され、それぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値に基づいて、画像全体に一様な下地領域が存在するか否かが判定される。また、検出すべき下地領域が存在するか否かがまず判定された後で下地領域が検出されるので、誤った下地検出が低減され、下地領域のみが的確に検出される。さらに、仮下地領域に対してさらに孤立領域除去処理が施されるので、下地領域として検出されるべき画素は下地領域として適正に検出され、下地領域でない画素は下地領域から的確に除去される。また、適正的確に検出された下地領域のみに対して下地除去処理が施されるので、下地領域のみが的確に除去される。

（１３）前記ヒストグラム作成手段で用いられる前記画像情報を元の量子化ビット数よりも少ないビット数に再量子化する再量子化手段をさらに備え、再量子化された画像情報に基づいて前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムを作成することを特徴とする。

この構成においては、再量子化された画像情報に基づいて全体画像ヒストグラムおよび部分画像ヒストグラムが作成されるので、ヒストグラムの作成が簡素化され、制御に要する負担が軽減される。また、ヒストグラムのために用いられるメモリ容量が少なくて済む。さらに、作成されたヒストグラムに基づいて行われる下地検出の判定も簡素化される。

また、この発明の画像形成装置は、上述の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１４）前記下地検出すべき画像の画像情報を入力する入力手段と、（１２）または
（１３）に記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって画像処理された画像を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。

この構成においては、複数の部分画像ヒストグラムが作成され、それぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値に基づいて、画像全体に一様な下地領域が存在するか否かが判定される。また、検出すべき下地領域が存在するか否かがまず判定された後で下地領域が検出されるので、誤った下地検出が低減され、下地領域のみが的確に検出される。さらに、仮下地領域に対してさらに孤立領域除去処理が施されるので、下地領域として検出されるべき画素は下地領域として適正に検出され、下地領域でない画素は下地領域から的確に除去される。また、適正的確に検出された下地領域のみに対して下地除去処理が施されるので、下地領域のみが的確に除去される。さらに、再量子化された画像情報に基づいて処理することによって、メモリ容量が少なくて済み、下地検出の判定が簡素化される。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）画像全体に一様な下地領域が存在するか否かを判定できる。また、誤った下地検出を低減でき、下地領域のみを的確に検出できる。

（２）ヒストグラムの作成を簡素化でき、制御に要する負担を軽減することができる。また、ヒストグラムのために用いられるメモリ容量が少なくて済む。さらに、作成されたヒストグラムに基づいて行われる下地検出の判定も簡素化することができる。

（３）３箇所の領域についてヒストグラムを作成することによって、小さいデータ容量で画像全体に均一に下地が存在するか否かを判定できる。また、６箇所の領域についてヒストグラムを作成することによって、画像全体に均一に下地領域が存在するか否かをいっそう高精度に判定することができる。

（４）もし入力された画像情報の画像サイズと、実際の画像の画像サイズとが異なっていた場合でも、確実に原稿画像についての部分画像ヒストグラムを作成することができる。また、部分画像ヒストグラムのメモリ容量をさらに抑えつつ、下地が均一に存在するか否かを判定することができる。

（５）少ない演算量で正確かつ確実に下地流域を検出することができる。

（６）いっそう確実に漏れなく下地領域を検出することができる。

（７）下地領域として検出されるべき画素を下地領域として適正に検出することができ、下地領域でない画素を下地領域から的確に除去することができる。

（８）下地領域とは認められない小さい領域を下地領域から除去し、下地領域のみを適正に検出することができる。また、孤立領域除去処理が施された後にさらにこの処理が施されることで、いっそう適正に下地領域のみを検出することができる。

（９）文字画像や写真画像等の中に下地領域と同じ画像情報の画素が存在する場合でも、文字画像や写真画像等の中の画素は除去することなく、下地領域の画素のみを的確に除去することができる。

（１０）メモリ容量が少なくて済み下地検出の判定を簡素化でき、また、誤った下地検出を低減でき、下地領域のみを適正的確に検出できる下地検出方法、および下地領域の画素のみを的確に除去できる下地除去方法の、汎用性を向上することができる。

（１１）メモリ容量が少なくて済み下地検出の判定を簡素化でき、また、誤った下地検出を低減でき、下地領域のみを適正的確に検出できる下地検出方法、および下地領域の画素のみを的確に除去できる下地除去方法、を実行するプログラムを、コンピュータに容易に供給することができる。

（１２）画像全体に一様な下地領域が存在するか否かを判定することができる。また、誤った下地検出を低減でき、下地領域のみを的確に検出することができる。また、下地領域として検出されるべき画素を下地領域として適正に検出でき、下地領域でない画素を下地領域から的確に除去することができる。さらに、下地領域のみを的確に除去することができる。

（１３）ヒストグラムの作成を簡素化でき、制御に要する負担を軽減することができる。また、ヒストグラムのために用いられるメモリ容量が少なくて済む。さらに、作成されたヒストグラムに基づいて行われる下地検出の判定も簡素化することができる。

（１４）画像全体に一様な下地領域が存在するか否かを判定することができる。また、誤った下地検出を低減でき、下地領域のみを的確に検出することができる。さらに、下地領域として検出されるべき画素を下地領域として適正に検出でき、下地領域でない画素を下地領域から的確に除去することができる。また、下地領域のみを的確に除去することができる。さらに、メモリ容量が少なくて済み、下地検出の判定を簡素化することができる。

以下に、この発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。図１は、この発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略の構成を示すブロック図である。カラー画像形成装置１０は、カラー画像入力装置１１、カラー画像処理装置２０、およびカラー画像出力装置１２を含む。カラー画像入力装置１１によって入力されたＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のアナログ信号の画像データは、カラー画像処理装置２０内において後述する処理が施され、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：黒）のデジタルカラー信号として、カラー画像出力装置１２へ出力される。

カラー画像入力装置１１は、この実施形態ではＣＣＤ（Charge Coupled Device ）を備えたスキャナであり、原稿画像からの反射光像を、ＲＧＢのアナログ信号として読み取り、カラー画像処理装置２０に出力する。カラー画像処理装置２０については後述する。カラー画像出力装置１２は、原稿画像の画像データを記録用紙上に出力する電子写真方式またはインクジェット方式のプリンタである。また、カラー画像出力装置１２は、ディスプレイ等の表示装置であってもよい。

カラー画像処理装置２０は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部２１を含む。Ａ／Ｄ変換部２１では、カラー画像入力装置１１から入力されたＲＧＢのアナログ信号が例えば８ビットのデジタル信号に量子化される。Ａ／Ｄ変換部２１から出力されたＲＧＢのデジタル信号はシェーディング補正部２２に入力される。シェーディング補正部２２では、入力されたＲＧＢのデジタル信号に対して、カラー画像入力装置１１の照明系、結像系、撮像系で生じた各種の歪みを取り除く処理が施される。シェーディング補正部２２から出力されたＲＧＢ信号は入力階調補正部２３に入力される。

入力階調補正部２３では、シェーディング補正部２２において各種の歪みが取り除かれたＲＧＢ信号（ＲＧＢの反射率信号）に対して、カラーバランスを整えるとともに、濃度信号などカラー画像処理装置２０に採用されている扱い易い信号に変換する処理が施される。入力階調補正部２３から出力されたＲＧＢ信号は色空間変換部２４に出力される。

色空間変換部２４では、ＲＧＢ信号がＬＣ１Ｃ２（Ｌ：輝度、Ｃ１・Ｃ２：色度）の色空間に変換され、変換後のＬＣ１Ｃ２信号は、下地検出処理部２６に出力される。下地検出処理部２６では、入力されたＬＣ１Ｃ２信号が例えば８ビットから５ビットに再量子化される。そして、再量子化されたＬＣ１Ｃ２信号はメモリ２５に出力されてメモリ２５に一時的に格納される。また、再量子化されたＬＣ１Ｃ２信号に基づいて画像の下地領域が検出され、検出結果がメモリ２５に出力されメモリ２５に一時的に格納される。詳細については後述する。

下地検出処理部２６での検出結果がメモリ２５に格納されると、下地除去処理部２７では、色空間変換部２４から直接メモリ２５に格納された画像データ（ＬＣ１Ｃ２信号）と、下地検出処理部２６の検出結果とがメモリ２５から読み出され、画像データ（ＬＣ１Ｃ２信号）に対して下地検出結果に基づいて下地除去処理が施される。詳細については後述する。下地除去処理部２７から出力されたＬＣ１Ｃ２信号は領域分離処理部２８に入力される。

領域分離処理部２８では、ＬＣ１Ｃ２信号に基づき、入力された画像中の各画素が文字領域、網点領域、写真領域の何れかに分離される。領域分離処理部２８では、分離結果に基づいて、各画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号が、空間フィルタ処理部２９、黒生成下色除去部３２、および階調再現処理部３４へと出力されるとともに、下地除去処理部２７から入力されたＬＣ１Ｃ２信号がそのまま空間フィルタ処理部２９へ出力される。

空間フィルタ処理部２９では、領域分離処理部２８から入力されたＬＣ１Ｃ２信号の画像データに対して、領域識別信号に基づきデジタルフィルタによる空間フィルタ処理が施される。これによって、空間周波数特性が補正され、カラー画像出力装置１２における出力画像のぼやけや粒状性劣化が防止される。例えば、領域分離処理部２８において文字領域に分離された領域は、特に黒文字または色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部２９において、空間フィルタ処理の一つである鮮鋭強調処理が施され高周波成分が強調される。また、領域分離処理部２８において網点領域に分離された領域は、空間フィルタ処理部２９において、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が施される。空間フィルタ処理部２９で処理が施された画像データは変倍処理部３０へ出力される。

変倍処理部３０では、空間フィルタ処理が施された画像データに対し、所定倍率になるように拡大演算処理または縮小演算処理が施される。処理後のＬＣ１Ｃ２信号は色補正部３１へ出力される。

色補正部３１では、入力されたＬＣ１Ｃ２信号の画像データがＣＭＹの色空間に変換されるとともに、カラー画像出力装置１２に合わせて色補正が施される。補正後のＣＭＹ信号の画像データは黒生成下色除去部３２へ出力される。

黒生成下色除去部３２では、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成処理、および元のＣＭＹ信号から黒生成処理で取得されたＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理が施され、ＣＭＹの３色信号はＣＭＹＫの４色信号に変換される。黒生成処理の一例を以下に示す。例えばスケルトンブラックによる黒生成を行う処理（一般的処理）では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）とし、入力されるデータをＣ、Ｍ、Ｙとし、出力されるデータをＣ’、Ｍ’、Ｙ’、Ｋ’とし、ＵＣＲ（Under Color Removal ）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は以下の数式１で表わされる。

黒生成下色除去部３２から出力されたＣＭＹＫ信号は、出力階調補正部３３を介して階調再現処理部３４に入力される。

階調再現処理部３４では、空間フィルタ処理部２９と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域分離処理部２８から入力される領域識別信号に基づき所定の処理が施される。例えば、領域分離処理部２８において文字領域に分離された領域は、特に黒文字または色文字の再現性を高めるために、階調再現処理部３４において、高域周波数成分の再現に適した高解像度のディスプレイに適するように二値化処理または多値化処理が選択されて施される。また、領域分離処理部２８において網点領域に分離された領域は、出力階調補正部３３において、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置１２の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理が施された後、階調再現処理部３４において、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理（中間調生成）が施される。さらに、領域分離処理部において写真領域に分離された領域は、階調再現性を重視したディスプレイに適するように二値化処理または多値化処理が施される。

上述したカラー画像処理装置２０における各処理が施された画像データは、図示しない記憶手段に一旦記憶され、所定のタイミングで読み出されてカラー画像出力装置１２に入力される。また、以上の処理は図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit ）によって制御される。

なお、カラー画像処理装置２０において、下地除去処理部２７は下地検出処理部２６の直後に配置されているが、これに限定されるものではなく、領域分離処理部２８や空間フィルタ処理部２９の後などでもよく、下地検出処理部２６以降、色補正部３１以前であればどこに配置されても構わない。

次に、この発明の特徴部分である下地検出処理部２６および下地除去処理部２７の構成について説明する。図２は下地検出処理部２６および下地除去処理部２７の構成を示すブロック図である。下地検出処理部２６は、再量子化手段２６ａ、ヒストグラム作成手段２６ｂ、ヒストグラム解析手段２６ｃ、下地判定手段２６ｄ、下地領域検出手段２６ｅ、および孤立領域除去手段２６ｆを含む。色空間変換部２４から出力された輝度情報Ｌと色度情報Ｃ１、Ｃ２とからなる画像データは、再量子化手段２６ａに入力されるとともに、メモリ２５に格納される。再量子化手段２６ａでは、輝度情報と色度情報とからなる画像データが、例えば８ビットから５ビットに再量子化される。再量子化された画像データは、メモリ２５に格納されるとともに、ヒストグラム作成手段２６ｂに出力される。

ヒストグラム作成手段２６ｂでは、再量子化された画像データに基づいて、画像全体についての全体画像ヒストグラムが輝度情報Ｌおよび色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて作成されるとともに、複数の部分画像についてそれぞれ部分画像ヒストグラムが輝度情報Ｌおよび色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて作成される。図３に、ヒストグラムの一例を示す。輝度情報Ｌについてのヒストグラムでは、横軸が輝度情報Ｌの階級値を示し、縦軸がそれぞれの階級値の度数を示す。また、色度情報Ｃ１についての画像ヒストグラムでは、横軸が色度情報Ｃ１の階級値を示し、縦軸がそれぞれの階級値の度数を示す。同様に、色度情報Ｃ２についての画像ヒストグラムでは、横軸が色度情報Ｃ２の階級値を示し、縦軸がそれぞれの階級値の度数を示す。ヒストグラム解析手段２６ｃでは、それぞれのヒストグラムにおいて度数が最大値となる階級値が算出される。

下地判定手段２６ｄでは、複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値同士の差分値が算出され、この差分値に基づいて、検出すべき下地領域があるか否かが判定される。下地判定手段２６ｄにおいて検出すべき下地領域があると判定された場合、下地領域検出手段２６ｅでは、メモリ２５に格納されている再量子化手段で再量子化された画像データが読み出され、再量子化手段で再量子化された画像データのそれぞれの画素の階級値と、全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値とに基づいて、画像の下地領域が検出される。孤立領域除去手段２６ｆでは、検出された下地領域の画素に対して、孤立領域除去処理が施され、その処理後のデータが最終的な下地領域マップデータとしてメモリ２５に出力され、メモリ２５に格納される。

下地除去処理部２７は、１ＤＬＵＴ（１次元ルックアップテーブル）作成手段２７ａおよび下地除去手段２７ｂを含む。１ＤＬＵＴ作成手段２７ａでは、全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて、下地除去処理用の１ＤＬＵＴが作成され、メモリ２５に格納される。下地除去手段２７ｂでは、輝度情報Ｌと色度情報Ｃ１、Ｃ２とからなる画像データと、孤立領域除去手段２６ｆからメモリ２５に入力された下地領域マップデータとに基づいて、下地領域の輝度情報が１ＤＬＵＴを用いて補正処理される。これによって画像の下地領域が除去される。下地除去された画像データは領域分離処理部２８に出力される。

次に、下地検出処理部における処理手順について説明する。図４は、下地検出処理部での処理手順の一部を示すフローチャートである。

まず、色空間変換部２４で輝度情報Ｌと２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２とに分離された画像データが、下地検出処理部２６に１画素分ずつ入力される（Ｓ１）。ここで、入力された各画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２は８ビットデータであり、０から２５５の値をとるものとする。また、色度情報Ｃ１、Ｃ２は本来それぞれ、−１２８〜＋１２７の値をとるが、ここでは符号無しで扱えるようにＣ１、Ｃ２にそれぞれ１２８を加算して０から２５５の値を用いる。

次に、入力された１画素の画像データの輝度情報Ｌと２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２とが順次５ビットに再量子化される（Ｓ２）。再量子化された画像データはメモリ２５に格納されるとともに、輝度情報Ｌおよび２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれの階級値ごとの度数がカウントアップされる（Ｓ３）。そして、下地検出すべき画像の全ての画素についてＳ１からＳ３までの処理が終了したか否かが判定される（Ｓ４）。全ての画素について終了していない場合にはＳ１の処理に戻り、下地検出すべき画像の全ての全画素について上述の処理が繰り返される。

また、ここでは画像全体について輝度情報Ｌおよび色度情報Ｃ１、Ｃ２の全体画像ヒストグラムが作成される他に、画像の上部１６行、中部１６行、下部１６行、左側１６列、中側１６列、右側１６列についてそれぞれ輝度情報Ｌおよび色度情報Ｃ１、Ｃ２の部分画像ヒストグラムが作成される。したがって、この実施形態では合計２１個のヒストグラムが作成される。

Ｓ４の処理において、全ての画素についてＳ１からＳ３までの処理が終了したと判定されると、作成された各ヒストグラムの度数が最大値となる画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２の階級値がそれぞれ算出される（Ｓ５）。そして、複数の部分画像ヒストグラムの、度数が最大値となる輝度情報Ｌの階級値同士が比較され、度数が最大値となる色度情報Ｃ１の階級値同士が比較され、度数が最大値となる色度情報Ｃ２の階級値同士が比較される（Ｓ６）。これらの比較結果として、それぞれ差分値が取得される。

ここで、もし検出すべき下地領域が存在する場合には、下地領域は原稿画像の全体に略均一に存在し、したがってそれぞれの部分画像にも略同じ画素数の下地領域が存在し、文字画像領域や網点画像領域、写真画像領域よりも画素数が多いと考えられる。したがって、上述のように各部分画像ヒストグラムを作成して度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、差分値が所定の閾値以下であれば、各部分画像に略同じ階級値の画素が最も多く存在することになり、それらの画素が下地領域の画素であり、下地領域が存在すると判定できる。

そこで、それぞれの差分値全てが予め設定される所定の閾値以下であるか否かが判定され（Ｓ７）、全ての差分値が閾値以下であれば下地領域が存在すると判定される。差分値のうち１つでも閾値を超えるものがあれば下地領域は存在しないと判定され、下地検出処理は終了する。

下地領域が存在すると判定された場合には、メモリ２５に格納されている５ビットに再量子化された画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が１画素分ずつ読み出される（Ｓ８）。そして、読み出された画素の輝度情報Ｌと、輝度情報Ｌについての全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値、度数が最大値となる階級値の両隣の階級値、および度数が最大値となる階級値の又隣の階級値であってその度数が３番目に大きい場合にその階級値とがそれぞれ比較される（Ｓ９）。比較結果としての差分値がそれぞれの所定の閾値以下であれば、読み出された画素は下地領域の画素であると仮判定される。差分値が閾値を超える場合には下地領域の画素ではないと判定されて下地領域マップデータとして“０”がメモリ２５に出力される。

下地領域の画素であると仮判定された場合には、読み出された画素の２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２と、色度情報Ｃ１、Ｃ２についての全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値とがそれぞれ比較される（Ｓ１０）。比較結果としての差分値がそれぞれ所定の閾値以下であれば、読み出された画素は下地領域の画素であると判定されて下地領域マップデータとして“１”がメモリ２５に出力される。差分値が閾値を超える場合には下地領域の画素ではないと判定されて下地領域マップデータとして“０”がメモリ２５に出力される。

そして、Ｓ８からＳ１０までの処理が全ての画素に対して終了したか否かが判定される（Ｓ１１）。全ての画素に対して終了したと判定された場合は、Ｓ１２の処理に進む。まだ全ての画素に対して終了していないと判定された場合にはＳ８の処理に戻って次の画素の画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が読み出され、１行分の処理が終了すると、さらに次の行の画素に移って処理を続け、最終的に全画素に対してＳ８からＳ１０までの処理が行われる。

全ての画素に対してＳ８からＳ１０までの処理が終了した場合は、検出された下地領域マップデータに対して孤立領域除去処理が施される（Ｓ１２）。この処理では例えば、予め設定されるマスク領域内のデータをメディアンフィルタなどによって中心値で置き換える方法や、注目画素に対して所定のマスク領域が設定され、マスク領域内の“１”と“０”の数が比較され多数決によって多い方の値が注目画素の値に設定される方法などが用いられる。どの方法を採用するかは、最終的な下地領域検出結果をどのように扱うかによって任意に選択するとよい。すなわち例えば、１画素毎の孤立点のみを消しておけばよい場合にはメディアンフィルタを用い、ある程度の大きさの孤立領域をも除去するならば、マスク領域内の多数決による方法を用いるとよい。孤立領域除去処理が施された下地領域マップデータはメモリ２５に格納される。

次に、孤立領域除去処理で除去しきれなかった誤検出の下地領域を除去し下地領域検出精度を上げるために、以下の処理が施される。下地領域であると判定された各閉領域内の画素数がカウントされ、画素数が予め設定される所定の閾値以下であれば、その領域は誤検出された下地領域であると判定され、その領域内の“１”の値が全て“０”に変更される（Ｓ１３）。すなわち画素数が所定値以下の小さい領域は下地領域から除去される。以上で下地検出処理は終了し、次に下地除去処理に移る。

図５を参照しながら、下地除去処理について説明する。図５は、下地除去処理部２７での処理手順の一部を示すフローチャートである。まず、輝度情報Ｌについての全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて、１ＤＬＵＴが作成される（Ｓ２１）。次に、下地検出処理で出力された下地領域マップデータがメモリ２５から入力される
（Ｓ２２）。そして、色空間変換部２４で輝度情報Ｌと２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２とに分離されメモリ２５に格納されていた画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が、下地除去処理部２７に１画素分ずつ入力される（Ｓ２３）。

入力された１画素分の画像データは下地領域マップデータに基づいて下地領域であるか否かが判定される（Ｓ２４）。下地領域であると判定された場合は、輝度情報Ｌに関してはその画素の輝度情報Ｌとして１ＤＬＵＴで補正された値が出力され、色度情報Ｃ１、Ｃ２に関しては無彩色の値に置き換えて出力され、これによって下地が除去される（Ｓ２５）。Ｓ２４において下地領域でないと判定された場合は、Ｓ２５での処理が施されることなくそのままの画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が出力され、Ｓ２６の処理に進む。

そして、全ての画素について上述の処理が終了したか否かが判定され（Ｓ２６）、全ての画素について終了していない場合はＳ２３の処理に戻り、全ての全画素に対して上述の処理が繰り返される。全ての画素について終了したと判定された場合は、下地除去処理が終了し、結果的に得られた画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が領域分離処理部２８に出力される。

次に、図６に示すような原稿画像について下地検出処理および下地除去処理する場合を例にあげて具体的に説明する。図６は、原稿画像の一例を示す説明図である。図７は、図６に示す原稿画像の一部の画像領域における各画素の画像データを示す図であり、図７
（ａ）は入力された８ビットの画像データを示し、図７（ｂ）は５ビットに再量子化された画像データを示し、図７（ｃ）は検出された下地領域マップデータを示す。

１画素分ずつ入力された８ビットの画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２（図７（ａ）参照）は、図７（ｂ）に示すような５ビットデータに順次再量子化される。例えば図７（ａ）の左上の画素の輝度情報Ｌ＝１９２が再量子化される場合は次のように処理される。“１９２”を８ビット２値であらわすと、“１１００００００”となる。これを３ビット右シフトすると、“１１１１１０００”となる。そして、この値の下位５ビットの値を得るために
“０００１１１１１”との論理積を求めると、“０００１１０００”となり、これを１０進数で表すと、図６（ｂ）に示すように５ビットに再量子化された値“２４”が得られる。

再量子化された画像データはメモリ２５に格納されるとともに、輝度情報Ｌおよび２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれの階級値ごとの度数がカウントアップされる。そして、画像の全ての画素について階級値ごとの度数がカウントアップされることによって、図８および図９に示すようなヒストグラムが作成される。ここでは５ビットに再量子化されているので、各画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２の階級値は０〜３１の３２段階であらわされる。

図８は、図６に示す原稿画像の画像領域全体についての全体画像ヒストグラムであり、図８（ａ）は輝度情報Ｌについての全体画像ヒストグラムであり、図８（ｂ）は色度情報Ｃ１についての全体画像ヒストグラムであり、図８（ｃ）は色度情報Ｃ２についての全体画像ヒストグラムである。図９は、図６に示す原稿画像の部分画像についての部分画像ヒストグラムであり、図９（ａ）は上部１６行の輝度情報Ｌについての部分画像ヒストグラムであり、図９（ｂ）は中部１６行の輝度情報Ｌについての部分画像ヒストグラムであり、図９（ｃ）は下部１６行の輝度情報Ｌについての部分画像ヒストグラムである。図９には説明の便宜上、上部１６行、中部１６行、下部１６行の輝度情報Ｌについての部分画像ヒストグラムのみ示すが、実際には画像の上部１６行、中部１６行、下部１６行、左側１６列、中側１６列、右側１６列についてそれぞれ輝度情報Ｌおよび色度情報Ｃ１、Ｃ２の部分画像ヒストグラムが作成される。したがって、この実施形態では合計２１個のヒストグラムが作成される。メモリに制限がある等の場合は、上部１６行、中部１６行、下部１６行の３箇所のみ、または、左側１６列、中側１６列、右側１６列の３箇所のみ、または、上部１６行と左側１６行の２箇所のみ若しくは上部１６行と右側１６列の２箇所のみなど、可能な数の複数の部分画像ヒストグラムを作成することでも、下地領域があるか否かを判定することが可能である。

部分画像ヒストグラムの度数は例えば次のようにして算出される。画像データの上部部分画像、中部部分画像、下部部分画像については、予め開始行と終了行とが図示しないＣＰＵによってレジスタに設定されており、まず開始行直前の全体画像ヒストグラムの度数がメモリ２５に格納され、その後、終了行直後の全体画像ヒストグラムの度数からメモリ２５に格納されている開始行直前の全体画像ヒストグラムの度数を減じた値がその部分画像ヒストグラムの度数としてメモリ２５に格納されることで得られる。また、画像データの左側部分画像、中側部分画像、右側部分画像の場合には、同様に予め開始画素位置と終了画素位置とがＣＰＵによってレジスタに設定されており、行ごとに、開始画素位置から終了画素位置までカウントされた後、その行の度数がメモリ２５に格納される。そして、次の行の開始画素位置になると、メモリ２５に格納された前の行の度数が読み出され、同様に開始画素位置からカウントする値が加算されていく。このようにしてカウントすべき全ての行について繰り返されることで、部分画像ヒストグラムの度数が得られる。

図７（ｂ）に示す９画素のみに注目すれば、輝度情報Ｌについては階級値“２４”が９つ、色度情報Ｃ１については階級値“７”が６つ、“１８”が３つ、色度情報Ｃ２については階級値“１６”が６つ、“１７”が３つということになる。

そして、作成された各ヒストグラムの度数が最大値となる画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２の階級値がそれぞれ算出される。この場合、例えば次のようにして算出される。まず階級値“０”の度数と階級値“１”の度数とが比較され、度数の大きい方の階級値が選択される。次に、選択された階級値の度数と階級値“２”の度数とが比較され、度数の大きい方の階級値が選択される。このようにして順次比較が繰り返され、最終的に選択された階級値が、度数が最大値となる階級値としてそれぞれレジスタに格納される。また、全体画像ヒストグラムの輝度情報Ｌについては、度数が３番目に大きい階級値もレジスタに格納される。この場合は例えば、最初に階級値“０”から“２”までの度数が保持され、階級値
“３”の度数と比較され、度数が最も小さい階級値が切り捨てられ、残り３つの階級値が保持される。そしてさらに階級値“４”の度数と比較され、同様の処理が繰り返され、最終的に残った３つの階級値のうち度数が最小となる階級値が、度数が３番目に大きい階級値としてレジスタに格納される。

図８の場合では、輝度情報Ｌの階級値“２４”、色度情報Ｃ１の階級値“１８”、および色度情報Ｃ２の階級値“１７”が、それぞれ度数が最大値となる階級値としてレジスタに格納され、輝度情報Ｌの階級値“２６”が、度数が３番目に大きい輝度情報Ｌの階級値としてレジスタに格納される。また、図９の場合では、上部部分画像の輝度情報Ｌの階級値“２４”、中部部分画像の輝度情報Ｌの階級値“２３”、下部部分画像の輝度情報Ｌの階級値“２４”が、それぞれ度数が最大値となる階級値としてレジスタに格納される。

次に、レジスタに格納された複数の部分画像ヒストグラムの、度数が最大値となる輝度情報Ｌの階級値同士が比較され、度数が最大値となる色度情報Ｃ１の階級値同士が比較され、度数が最大値となる色度情報Ｃ２の階級値同士が比較される。具体的には例えば、まず、上部部分画像、中部部分画像、および下部部分画像のそれぞれの、度数が最大値となる輝度情報Ｌの階級値同士、度数が最大値となる色度情報Ｃ１の階級値同士、度数が最大値となる色度情報Ｃ２の階級値同士が比較される。次いで、左側部分画像、中側部分画像、および右側部分画像のそれぞれの、度数が最大値となる輝度情報Ｌの階級値同士、度数が最大値となる色度情報Ｃ１の階級値同士、度数が最大値となる色度情報Ｃ２の階級値同士が比較される。最後に、上部部分画像および左側部分画像のそれぞれの、度数が最大値となる輝度情報Ｌの階級値同士、度数が最大値となる色度情報Ｃ１の階級値同士、度数が最大値となる色度情報Ｃ２の階級値同士が比較される。これらの比較結果として、それぞれ差分値が取得される。

そして、それぞれの差分値全てが予め設定される所定の閾値以下であれば、下地領域が存在すると判定される。差分値のうち１つでも閾値を超えるものがあれば、下地領域は存在しないと判定され、下地検出処理は終了する。具体的には例えば、上部部分画像、中部部分画像、および下部部分画像の輝度情報Ｌ、色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、度数が最大値となる階級値同士の差分値が閾値１以下であり、かつ、左側部分画像、中側部分画像、および右側部分画像の輝度情報Ｌ、色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、度数が最大値となる階級値同士の差分値が閾値１以下であり、かつ、上部部分画像および左側部分画像の輝度情報Ｌ、色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、度数が最大値となる階級値同士の差分値が閾値１以下であれば、下地領域が存在すると判定される。もし、差分値のうちのいずれか１つでも閾値１を超える場合には、下地領域が存在しないと判定され、下地領域に関する信号は出力されずに下地検出処理が終了する。なお、ここでは閾値を１と設定したが、これに限定されるものではなく、再量子化されるビット数や判定精度の調整に応じて適宜変更可能である。

下地領域が存在すると判定された場合は、メモリ２５に格納されている５ビットに再量子化された画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が１画素分ずつ読み出される。そして、読み出された画素の輝度情報Ｌと、輝度情報Ｌについての全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値、度数が最大値となる階級値の両隣の階級値、および度数が最大値となる階級値の又隣の階級値であってその度数が３番目に大きい場合にその階級値とが、それぞれ比較される。比較結果としての差分値がそれぞれの所定の閾値以下であれば、読み出された画素は下地領域の画素であると仮判定される。差分値が閾値を超える場合には下地領域の画素ではないと判定されて下地領域マップデータとして“０”がメモリ２５に出力される。

ここで、上述のように下地領域は原稿画像の全体に略均一に存在し、文字画像領域や網点画像領域、写真画像領域よりも画素数が多いと考えられることから、読み出された画素の階級値を、全体画像ヒストグラムにおいて度数が最大値となる階級値と比較することで、読み出された画素が下地領域であるか否かが、輝度情報のみからでも判定できるのである。

また、度数が最大値となる階級値に加え、度数が最大値となる階級値の両隣の階級値、および度数が最大値となる階級値の又隣の階級値であってその度数が３番目に大きい場合にその階級値とも比較する理由は以下の通りである。度数が最大値となる階級値は、画像全体にわたって存在する下地領域である可能性が高いからである。また、その両隣の階級値は、カラー画像入力装置１１のＣＣＤにおける誤差や濃度ムラなどの影響を受けた下地領域である可能性が高いからである。さらに、度数が最大値となる階級値の又隣の階級値であってその度数が３番目に大きい場合のその階級値、すなわち図８（ａ）における階級値“２６”のような場合は、その階級値も下地領域である可能性が高いからである。

下地領域の画素であると仮判定された場合は、読み出された画素の２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２と、色度情報Ｃ１、Ｃ２についての全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値とがそれぞれ比較される。比較結果としての差分値がそれぞれ所定の閾値以下であれば、読み出された画素は下地領域の画素であると判定されて下地領域マップデータとして“１”がメモリ２５に出力される。差分値が閾値を超える場合には下地領域の画素ではないと判定されて下地領域マップデータとして“０”がメモリ２５に出力される。

そして、上述のような輝度情報Ｌによる下地判定、および色度情報Ｃ１、Ｃ２による下地判定が、全ての画素に対して終了すると、後述する孤立領域除去処理に進む。

輝度情報Ｌによる下地判定、および色度情報Ｃ１、Ｃ２による下地判定について、図８に示す場合を例にあげて具体的に説明する。ここでは、度数が最大値となる輝度情報Ｌの階級値Ｌｍａｘ＝２４、度数が３番目に大きい輝度情報Ｌの階級値Ｌ３ｒｄ＝２６、度数が最大値となる色度情報Ｃ１の階級値Ｃ１ｍａｘ＝１８、度数が最大値となる色度情報Ｃ２の階級値Ｃ２ｍａｘ＝１７がレジスタに設定されている。これらの値に基づいて以下の条件式を用いて各画素が下地領域の画素であるか否かが判定される。

数式２は輝度情報Ｌの条件式である。数式２の１行目の条件式では、対象とする画素の輝度情報Ｌの階級値が、度数が最大値となる階級値またはその両隣の階級値であるか否かが判定される。数式２の２行目の条件式では、対象とする画素の輝度情報Ｌの階級値が、度数が３番目に大きく、かつ、度数が最大値となる階級値の又隣の階級値であるか否かが判定される。数式２の１行目の条件式および２行目の条件式の少なくともいずれか一方が満たされれば、輝度情報Ｌによる下地判定において、下地領域の画素であると仮判定される。図８（ａ）の全体画像ヒストグラムにおいては、黒く塗りつぶされた部分が数式２の条件を満たす階級値である。

数式３および数式４の条件式では、数式２の１行目の条件式と同様に、色度情報Ｃ１、Ｃ２の度数が最大値となる階級値またはその両隣の階級値であるか否かがそれぞれ判定される。そして、数式２の条件を満たした画素が、さらに数式３および数式４の条件を満たした場合に、その画素は下地領域の画素であるとして検出される。なおここでは、輝度情報Ｌによる判定では広めの条件で下地領域を検出し、色度情報Ｃ１、Ｃ２による判定でさらに領域を限定して下地領域を検出するようにしている。

図７（ｂ）に示す画素で検証すると、輝度情報Ｌによる数式２の条件では９画素全てが検出されるが、色度情報Ｃ１、Ｃ２による数式３および数式４の条件では、３画素のみが下地領域の画素として検出され、残りの画素は下地領域から除去される。その結果、図７（ｃ）に示すような下地領域マップデータが検出される。ここで、“１”が下地領域の画素を示し、“０”が下地領域でない画素を示す。

次に、検出精度を高めるために、検出された下地領域マップデータに対してさらに孤立領域除去処理が施される。孤立領域除去処理を施す具体的方法としては例えば、予め設定されるマスク領域内のデータをメディアンフィルタによって中心値で置き換える方法や、注目画素に対して所定のマスク領域が設定され、マスク領域内の“１”と“０”の数が比較され多数決によって多い方の値が注目画素の値に設定される方法などがある。ここでは後者の、マスク領域内の多数決による方法について具体例をあげて説明する。図１０（ａ）は一部の画像領域における下地領域マップデータの一例を示す図であり、図１０（ｂ）は孤立領域除去処理が施された後の下地領域マップデータを示す図である。

図１０（ａ）の下地領域マップデータにおいて例えば、上から２行目、左から２列目の画素に注目する場合、その回りの３×３画素がマスク領域として設定される。このマスク領域内では、“１”が７つ、“０”が２つあるので、多数決により注目画素の値は“１”に設定される（図１０（ｂ）参照）。そして、注目画素を順次横方向にずらしていき、その行の端まで横にずらしたら、次の行に移り処理を続ける。この際、最も右端や左端に位置する画素のように、マスク領域として３×３画素分設定できない場合がある。このような場合は設定可能なマスク領域（例えば２×３画素）で同様に処理を行う。また、“１”と“０”とが同数の場合は、例えば注目画素の値はそのまま変更しないようにする。このようにして、図１０（ａ）の全ての画素に対して孤立除去処理が行われると図１０（ｂ）に示す図のようになる。孤立領域除去処理された下地領域マップデータはメモリ２５に格納される。

また、さらに検出精度を高めるために、下地領域であると判定された領域内の画素数をカウントし、その画素数が予め設定される所定の閾値以下であれば、下地領域から除去する処理が施される。具体的には例えば以下のように処理される。図１１は、画素数が所定値以下の領域が下地領域から除去される様子を示す説明図である。例えば、図１１（ａ）に示すように孤立領域除去処理された下地領域マップデータの左上の画素から順番に、
“１”か“０”かの値を判定し、“１”が現れたらその画素から右、左、下の値を見て、いずれかに“１”がある画素の数をカウントしていく。さらに、“１”が存在した方向の画素に対して同様に、右、左、下の値を見ていくことで、閉じた領域内にある“１”の数を順次カウントしていく。この数が予め設定される所定の閾値以下であれば、その領域は誤って下地領域であると判定された領域であるとして、その領域内の“１”の値が全て
“０”に変更される。例えば図１１において、閾値を１００画素という値に設定しておくと、１００画素以下の領域は、下地領域として不適正であるとして、その領域内の全ての画素の値が“０”に置き換えられる（図１１（ｂ）参照）。閾値をどの程度の値に設定するかは、実験的に様々なサンプルを参照して決定するとよい。

なお、この処理は、孤立領域除去処理で除去しきれなかった下地領域の除去に加え、最終的に残った全ての“１”の数をカウントし、所定の閾値と比較することで、画像全体に本当に下地領域が存在するのか否かの判定に用いることもできる。下地領域が存在するのか否かの判定では例えば、画像全体の２５％以下の画素にしか“１”が存在しなかった場合には、最終的に下地領域は存在しないと判定される。

次に、下地除去処理について説明する。図１２は、１ＤＬＵＴのグラフである。まず、レジスタに格納される輝度情報Ｌについての全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて、１ＤＬＵＴが作成される。具体的には、まず、図１２に示すように入出力がリニアになる直線（４５度の角度の直線）を想定する。次に、全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値を３ビット左シフトすることで８ビットに戻し、その値から“ａ”の値を減じた値を直線の変化開始点とし、この“ａ”の値を減じた値からさらに“ｂ”の値を加算した値を直線の変化終了点とする。そして、変化終了点の出力値を２５５に設定して、変化開始点から変化終了点まで直線で結び、変化終了点以降の出力値が２５５になるようなテーブルデータを作成する。“ａ”および“ｂ”の値は、度数が最大値となる階級値や、カラー画像入力装置１１およびカラー画像出力装置１２の性能や、除去したい下地領域などに基づいて設定される。例えば、度数が最大値となる階級値を８ビットに戻した値が所定の閾値以上であれば、ａ＝１０、ｂ＝３０が設定され、閾値未満であれば、ａ＝２０、ｂ＝４０が設定される。この１ＤＬＵＴはメモリ２５に格納される。

例示的に具体的な数値を当てはめてさらに詳述する。まず輝度情報Ｌについての全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値Ｌｍａｘを８ビット値に戻した値Ｌｍａｘ’を得る。３ビット右シフトするかまたは８を乗ずることで、数式５のように８ビット値に戻すことができる。

そしてここでは例えば、Ｌｍａｘ’が２００以上の値である場合には、ａ＝１０、ｂ＝１０が設定され、Ｌｍａｘ’が１９９以下の値である場合には、ａ＝１５、ｂ＝４０が設定される。ここではＬｍａｘ’＝１９２で１９９以下であるので、ａ＝１５、ｂ＝４０が設定される。この“ａ”および“ｂ”を用いて１ＤＬＵＴを作成する場合、以下の数式６〜数式８が用いられる。

以上の数式６〜数式８を用いて作成された１ＤＬＵＴのテーブルデータを図１３に示す。そして、この１ＤＬＵＴのデータは、入力値ｘと出力値ＬＵＴ（ｘ）とが対応するように、メモリ２５のメモリアドレス（ＬＵＴ開始アドレス＋ｘ）に、それぞれ出力値ＬＵＴ（ｘ）の値が格納される。

次に、下地検出処理で出力された下地領域マップデータがメモリ２５から入力される。そして、色空間変換部２４で輝度情報Ｌと２つの色度情報Ｃ１、Ｃ２とに分離されメモリ２５に格納されていた画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が、下地除去処理部２７に１画素分ずつ入力される。

入力された１画素分の画像データは下地領域マップデータに基づいて下地領域であるか否かが判定される。下地領域であると判定された場合は、以下のように処理される。輝度情報Ｌに関しては、その画素の輝度情報Ｌとして１ＤＬＵＴで補正処理された値が出力される。すなわち、図１３に示すテーブルデータに基づいて、入力値ｘに対応する出力値ＬＵＴ（ｘ）が出力される。色度情報Ｃ１、Ｃ２に関しては、無彩色になるように符号無しでは“１２８”（符号ありでは“０”）の値に置き換えて出力される。これによって下地領域が除去される。

下地領域マップデータに基づいて下地領域でないと判定された場合は、輝度情報Ｌおよび色度情報Ｃ１、Ｃ２ともに、入力画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２がそのまま出力される。そして、全ての画素について上述の処理が繰り返され、下地除去処理が終了する。そして、結果的に得られた画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２が領域分離処理部２８に出力される。

図１４に、輝度情報Ｌおよび色度情報Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、下地除去処理された結果を示す。図１４（ａ）は下地領域マップデータであり、図１４（ｂ）は輝度情報Ｌについて下地除去処理された結果を示す図であり、図１４（ｃ）は色度情報Ｃ１について下地除去処理された結果を示す図であり、図１４（ｄ）は色度情報Ｃ２について下地除去処理された結果を示す図である。下地領域マップデータおよび１ＤＬＵＴに基づいて補正処理され下地除去された状態を確認できる。

画像処理装置２０によれば、複数の部分画像ヒストグラムが作成され、それぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値に基づいて、画像全体に一様な下地領域が存在するか否かを判定することができる。また、検出すべき下地領域が存在するか否かをまず判定した後で下地領域を検出するので、誤った下地検出を低減することができ、下地領域のみを的確に検出することができる。さらに、下地領域であると判定された領域に対してさらに孤立領域除去処理が施されるので、下地領域として検出されるべき画素を下地領域として適正に検出することができ、下地領域でない画素を下地領域から的確に除去することができる。

また、閉領域の画素数が所定の閾値以下の領域は下地領域から除去されるので、下地領域とは認められないような小さい領域を下地領域から除去することができ、下地領域のみを適正に検出することができる。さらに、孤立領域除去処理が施された後にさらにこの処理が施されることで、いっそう適正に下地領域のみを検出することができる。また、適正的確に検出された下地領域のみに対して下地除去処理が施されるので、下地領域のみを的確に除去することができる。さらに、再量子化された画像情報Ｌ、Ｃ１、Ｃ２に基づいて処理することによって、メモリ容量が少なくて済み、下地検出の判定を簡素化することができる。

なお、上述の実施形態の下地検出処理および下地除去処理を、コンピュータにおいて実行可能なプログラムとして構成し、そのプログラムを図示しない記録媒体に格納し、ＣＰＵによって制御する構成とすることもできる。記録媒体としては、コンピュータ本体に固定的に備えられるＲＯＭやＲＡＭ、内蔵ハードディスクなどであってもよく、または、コンピュータ本体と分離可能に構成される記録媒体であってもよい。コンピュータ本体と分離可能に構成される記録媒体としては例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスクや外付けハードディスク等の磁気ディスクや、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ等の光ディスクなどのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）や光カード等のカード系などであってもよい。あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であっても良い。これによって、下地検出処理および下地除去処理を行うプログラムを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。

また、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であってもよいし、あるいはプログラムを読み出し、読み出されたプログラムはコンピュータの図示しないプログラム記憶エリアにインストールされて、そのプログラムが実行される構成であってもよい。

さらに、この実施の形態においては、図示しないインターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステムに構成することも可能であり、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予めコンピュータ本体内に格納しておくか、あるいは別の記録媒体からインストールされるものであっても良い。

上述のプログラムは、この実施形態の下地検出処理や下地除去処理のみを実行するものではなく、図１に示す画像処理装置２０における他の処理も含めて統括的に実行するように構成されたものであってもよい。

また、カラー画像入力装置１１としては例えば、フラットベッドスキャナ、フィルムスキャナ、デジタルカメラなどが用いられる。カラー画像出力装置１２としては例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイなどの画像表示装置、または処理結果を紙などに出力する電子写真方式若しくはインクジェット方式のプリンタなどが用いられる。さらに、画像形成装置１０には、ネットワークを介してサーバーなどに接続するための通信手段としてのモデムなどを備えることもできる。

さらに、上述の実施形態では再量子化後のビット数を５ビットとしたが、これに限定されず、検出精度やメモリ量などに応じて任意にビット数を設定すればよい。この場合、設定したビット数に応じて下地領域として検出する画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２の階級値の範囲を調整するとよい。また、上述の実施形態では再量子化された画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２を用いて下地検出処理および下地除去処理を行う場合について説明したが、再量子化せずに入力された画像データＬ、Ｃ１、Ｃ２をそのまま用いて下地検出処理および下地除去処理してもよい。

この発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略の構成を示すブロック図である。 下地検出処理部および下地除去処理部の機能構成を示すブロック図である。 ヒストグラムの一例を示す図である。 下地検出処理部での処理手順の一部を示すフローチャートである。 下地除去処理部２７での処理手順の一部を示すフローチャートである。 原稿画像の一例を示す説明図である。 図６に示す原稿画像の一部の画像領域における各画素の画像データを示す図であり、図６（ａ）は入力された８ビットの画像データを示し、図６（ｂ）は５ビットに再量子化された画像データを示し、図６（ｃ）は検出された下地領域マップデータを示す。 図６に示す原稿画像の画像領域全体についての全体画像ヒストグラムであり、図８（ａ）は輝度情報Ｌについての全体画像ヒストグラムであり、図８（ｂ）は色度情報Ｃ１についての全体画像ヒストグラムであり、図８（ｃ）は色度情報Ｃ２についての全体画像ヒストグラムである。 図６に示す原稿画像の部分画像についての部分画像ヒストグラムであり、図９（ａ）は上部１６行の輝度情報Ｌについての部分画像ヒストグラムであり、図９（ｂ）は中部１６行の輝度情報Ｌについての部分画像ヒストグラムであり、図９（ｃ）は下部１６行の輝度情報Ｌについての部分画像ヒストグラムである。 図１０（ａ）は一部の画像領域における下地領域マップデータの一例を示す図であり、図１０（ｂ）は孤立領域除去処理が施された後の下地領域マップデータを示す図である。 画素数が所定値以下の領域が下地領域から除去される様子を示す説明図である。 １ＤＬＵＴのグラフである。 １ＤＬＵＴのテーブルデータである。 図１４（ａ）は下地領域マップデータであり、図１４（ｂ）は輝度情報Ｌについて下地除去処理された結果を示す図であり、図１４（ｃ）は色度情報Ｃ１について下地除去処理された結果を示す図であり、図１４（ｄ）は色度情報Ｃ２について下地除去処理された結果を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ カラー画像入力装置
１２ カラー画像出力装置
２０ 画像処理装置
２６ 下地検出処理部
２６ａ 再量子化手段
２６ｂ ヒストグラム作成手段
２６ｃ ヒストグラム解析手段
２６ｄ 下地判定手段
２６ｅ 下地領域検出手段
２６ｆ 孤立領域除去手段
２７ 下地除去処理部
２７ｂ 下地除去手段

Claims (14)

1. 複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成する第１ステップと、
   前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める第２ステップと、
   前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する第３ステップと、
   前記第３ステップにおいて下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて下地領域を検出する第４ステップと、を備えることを特徴とする下地検出方法。
2. 前記第１ステップの前に、前記画像情報を元の量子化ビット数よりも少ないビット数に再量子化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の下地検出方法。
3. 前記第１ステップでは、前記複数の部分画像ヒストグラムは、前記下地検出すべき画像のうち、上部複数行、中部複数行、および下部複数行の３箇所の領域、または、左側複数列、中側複数列、および右側複数列の３箇所の領域、または、上部複数行、中部複数行、下部複数行、左側複数列、中側複数列、および右側複数列の６箇所の領域、のいずれかについて作成されることを特徴とする請求項１または２に記載の下地検出方法。
4. 前記第１ステップでは、前記複数の部分画像ヒストグラムは、前記下地検出すべき画像のうち、上部複数行と、左側複数列または右側複数列の少なくともいずれか一方とについて作成されることを特徴とする請求項１または２に記載の下地検出方法。
5. 前記画像情報は、輝度情報と色度情報とを含み、前記第１ステップでは、輝度情報および色度情報のそれぞれについて全体画像ヒストグラムを作成し、前記第４ステップでは、まず輝度情報についての全体画像ヒストグラムに基づいて仮下地領域を検出し、次に前記仮下地領域の中から色度情報についての全体画像ヒストグラムに基づいて下地領域を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の下地検出方法。
6. 前記第４ステップでは、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に加え、度数が最大値となる階級値の両隣の階級値と、度数が最大値となる階級値の又隣の階級値であってその度数が３番目に大きい場合にその階級値と、に基づいて下地領域を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の下地検出方法。
7. 検出された下地領域に対して孤立領域除去処理を施して得られた領域を下地領域とするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の下地検出方法。
8. 検出された下地領域ごとの画素数を算出し、前記画素数が予め設定される所定値未満である場合にはその領域を下地領域から除去する処理を施すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の下地検出方法。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の下地検出方法によって検出された下地領域のみに対して下地除去処理を施すことを特徴とする画像処理方法。
10. 複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成する第１ステップと、
    前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める第２ステップと、
    前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する第３ステップと、
    前記第３ステップにおいて下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて下地領域を検出する第４ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
11. 複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数との関係をあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成する第１ステップと、
    前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める第２ステップと、
    前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する第３ステップと、
    前記第３ステップにおいて下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて下地領域を検出する第４ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムをコンピュータに読み取り可能に格納したことを特徴とする記録媒体。
12. 複数行複数列の画素から構成される下地検出すべき画像の画像情報に基づいて、前記画像の全領域について前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数とをあらわす全体画像ヒストグラムを作成するとともに、前記下地検出すべき画像のうちの複数の部分画像について、それぞれの部分画像に対応する前記画像情報の階級値とそれぞれの階級値の度数とをあらわす部分画像ヒストグラムをそれぞれ作成するヒストグラム作成手段と、
    前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムのそれぞれの、度数が最大値となる階級値を求める解析手段と、
    前記複数の部分画像ヒストグラムのそれぞれの度数が最大値となる階級値同士の差分値を算出し、前記差分値に基づいて検出すべき下地領域があるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段において下地領域があると判定された場合に、前記全体画像ヒストグラムの度数が最大値となる階級値に基づいて仮下地領域を検出する検出手段と、
    前記検出された仮下地領域に対して、さらに孤立領域除去処理を施して得られた領域を下地領域とする孤立領域除去手段と、
    前記孤立領域除去手段によって得られた下地領域のみに対して下地除去処理を施す下地除去手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
13. 前記ヒストグラム作成手段で用いられる前記画像情報を元の量子化ビット数よりも少ないビット数に再量子化する再量子化手段をさらに備え、再量子化された画像情報に基づいて前記全体画像ヒストグラムおよび前記部分画像ヒストグラムを作成することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 前記下地検出すべき画像の画像情報を入力する入力手段と、
    請求項１２または１３に記載の画像処理装置と、
    前記画像処理装置によって画像処理された画像を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images