画像処理装置
【課題】 原稿の地色や地模様等の背景を除去することのできる画像処理装置を提供する。
【解決手段】 輝度分布測定部３０１は、輝度を一定範囲ごとに所定数の段階に分けた輝度レベルを設け、画像データ前処理部２０から入力されるカラー画像データの各画素を輝度に応じた輝度レベルに分け、各輝度レベルごとの画素数を計測する。ピーク検出部３０３は、輝度レベルの最も低いピークを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。基準値決定部３０５は、原稿に記載された文字情報又は画像等に対応すると判別された輝度に基づいて、輝度レベルの最も高い白色に変換される輝度の基準値を決定する。背景除去部３１は、基準値算出部３０が算出した基準値より高い輝度の画素を印刷対象とならない白の画素に変換し、画像データ２０により補正された画像から、背景除去が行われたモノクロ画像を生成する。
【解決手段】 輝度分布測定部３０１は、輝度を一定範囲ごとに所定数の段階に分けた輝度レベルを設け、画像データ前処理部２０から入力されるカラー画像データの各画素を輝度に応じた輝度レベルに分け、各輝度レベルごとの画素数を計測する。ピーク検出部３０３は、輝度レベルの最も低いピークを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。基準値決定部３０５は、原稿に記載された文字情報又は画像等に対応すると判別された輝度に基づいて、輝度レベルの最も高い白色に変換される輝度の基準値を決定する。背景除去部３１は、基準値算出部３０が算出した基準値より高い輝度の画素を印刷対象とならない白の画素に変換し、画像データ２０により補正された画像から、背景除去が行われたモノクロ画像を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置に係り、更に詳しくは、画像の背景除去を行う画像処理装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
地色や地模様等の背景を有する原稿の読取を行う場合、背景がわずかな輝度や色相の違い等により表現されていると、原稿の読取又は印刷時に背景の輝度や色相が変化し、背景を正しく再現できずに背景と文字情報や画像等とが判別しにくくなることがある。例えば、新聞紙や車検証をモノクローム（以下「モノクロ」という）コピーする場合、色相の違いが反映されずに新聞紙の地色や車検証の地模様が文字情報等と判別しにくい態様で表示されるという問題がある。
【０００３】
この様な原稿の読取画像は、背景を除去した方が、文字情報等が見やすくなることが多い。従って、原稿に記載された文字情報等を残しつつ、原稿の地色や地模様等の背景を判別して除去することが望ましい。
【０００４】
背景を原稿の文字情報等と区別する方法として、この様な背景と文字情報等との輝度の差を利用する方法がある。一般に、原稿の地色や地模様等の背景は、原稿に記載される文字情報等よりも輝度が高いため、適切な輝度の基準値を決定すれば、輝度の違いにより文字情報等と区別できる。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の画像処理装置では、輝度の高い方から数えて、原稿全体の８０〜９０％の画素を地色とみなして印刷対象とならない白色に変換している。また、特許文献２に記載の画像処理装置では、輝度ごとに画素数をカウントしたヒストグラムを作成し、このヒストグラムにおいて、原稿の地色に対応するピークを特定し、この地色のピークの輝度が除去の対象になるように基準値を決定し、この基準値よりも輝度の高い画素を除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６４−００６５８８
【特許文献２】特開２００９−０４９６５０
【特許文献３】特開平０７−３０３１８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
原稿によっては、記載された文字情報等と地色や地模様等の背景との輝度の差が小さいことがある。この様な原稿では、特許文献１に記載のように、輝度の高い方から数えて原稿全体の所定割合の画素を地色とみなして除去する場合、文字情報等が一部切れたり、地模様等が一部残ったりすることがあるという問題があった。
【０００８】
また、背景を構成する画素の輝度分布にある程度の広がりがあれば、特許文献２に記載のように地色のピークの輝度が除去の対象になるように基準値を決定しても、地模様等が一部除去されずに残ってしまうことがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、原稿の地色や地模様等の背景を除去することのできる画像処理装置を提供することを目的とする。特に、原稿の文字情報や画像等を明確に表示しつつ、原稿の地色や地模様等の背景を除去できる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明による画像処理装置は、入力画像について輝度レベルごとの画素数を求める輝度分布測定手段と、隣接する各輝度レベルに比べて画素数が多く、上記入力画像全体に占める画素数の割合が一定値以上の輝度レベルをピークとして検出するピーク検出手段と、輝度が最も低い上記ピークの輝度レベルに基づいて、基準値を決定する基準値決定手段と、上記基準値以上の各画素の輝度を上げる背景除去手段とを備えるように構成される。
【００１１】
この様な構成によれば、輝度の最も低いピークに基づいて、背景除去の基準値が定められるので、原稿に用いられている文字情報や画像等の輝度の低い画素を残しつつ、輝度の高い原稿の地色や地模様等の背景を構成する画素を除去することができる。また、入力画像全体に占める画素数の割合が一定値以上の輝度レベルをピークとして検出するので、ノイズ等がピークとして検出され、誤った基準値が決定されることを防止することができる。
【００１２】
第２の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記基準値決定手段は、輝度の最も低い上記ピークの輝度レベルに対応する輝度範囲を超える輝度を基準値として決定するように構成される。
【００１３】
この様な構成によれば、輝度の最も低いピークの輝度範囲を超える輝度を基準値とするので、当該ピークを構成する画素を除去することなく、背景除去を行うことができる。
【００１４】
第３の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記基準値決定手段は、１つの上記ピークのみが検出された場合、輝度の低い順に画素数を数え、上記入力画像の全体に占める画素数の割合が一定値以上となる輝度に基づいて、上記基準値を決定するように構成される。
【００１５】
この様な構成によれば、１つの上記ピークのみが検出された場合、入力画像の全体に占める画素数の割合が一定値以上となる輝度に基づいて、背景除去の基準値を決定するので、地色以外に顕著な輝度のピークがない場合でも画像の輝度分布に応じて基準値を定めることができる。また、地色が文字情報等のピークであると誤って判別され、地色を残すように基準値が決定されることがない。
【００１６】
第４の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記背景除去手段は、上記基準値以上の各画素を最も高い輝度レベルの画素に変換するように構成される。
【００１７】
このような構成によれば、背景を構成する画素を最も輝度レベルの高い画素に変換するので、背景除去後の画像が特に見やすくなる。
【００１８】
第５の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記入力画像は、カラー画像として入力され、上記背景除去手段は、上記入力画像を構成する各画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像に変換するように構成される。
【００１９】
このような構成によれば、カラー画像をモノクロ画像に変換しつつ、背景を除去することができるので、例えば、モノクロ画像に変換する場合には、除去される方が望ましい背景等を除去することができ、利便性がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による画像処理装置は、原稿の地色や地模様等の背景を除去することができる。特に、原稿の文字情報や画像等が薄く、原稿の地色や地模様等の背景との輝度の差が小さい場合であっても、原稿の文字情報や画像等を明確に表示し、背景を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１による画像処理装置の一例である複合機１００を示した外観図である。
【図２】図１の複合機１００の内部構成の一例を示したブロック図である。
【図３】図２の画像データ前処理部２０の一構成例を示したブロック図である。
【図４】図２の基準値算出部３０の一構成例を示したブロック図である。
【図５】画像データの各画素を輝度に応じて、０からＦまで１６段階の輝度レベルに分けた例を示すヒストグラムである。
【図６】画像データの各画素を輝度に応じて、０からＦまで１６段階の輝度レベルに分けた例を示すヒストグラムである。
【図７】図１の複合機１００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２による画像処理装置の構成例を示したブロック図であり、複合機２００内の機能構成の一例が示されている。
【図９】図８のガンマ補正特性変更部４０の一構成例を示したブロック図である。
【図１０】ガンマ補正曲線ｆ１又はｆ２が選択された場合の画素の輝度の補正、及び、ガンマ補正曲線の選択方法を説明する説明図である。
【図１１】図８の複合機２００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による画像処理装置の一例である複合機１００を示した外観図である。複合機１００は、本体１及びスキャナ部２から構成される。
【００２３】
複合機１００は、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能を有するＭＦＰ（Multifunction Peripheral）であり、これらの機能を選択的に実行させることができる。プリンタ機能は、画像データを用紙に印刷する機能である。スキャナ機能は、原稿を読み取って画像データを生成する機能である。ファクシミリ機能は、画像データを送受信する機能であり、例えば、原稿から読み取られた画像データが公衆電話送信網を介して他の通信装置へ送信される。
【００２４】
本体１は、プリンタ機能を有しており、用紙に印刷を行うことができる。また、本体１には、通信回線を介して画像データを伝送するための送受信部等が備えられており、ユーザは、この送受信部によりファクシミリ通信を行うことができる。
【００２５】
スキャナ部２は、スキャナ機能を有し、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）３、原稿トレイ４を備えている。ユーザは、原稿トレイ４に原稿を載置し、ＡＤＦ３によりＡＤＦ方式の原稿読取を行うことができる。また、ユーザは、図示しないコンタクトガラスに原稿を載置し、フラットベッド方式の原稿読取を行うこともできる。
【００２６】
図２は、図１の複合機１００の内部構成の一例を示したブロック図である。複合機１００は、イメージセンサ１０、画像データ前処理部２０、基準値算出部３０及び背景除去部３１により構成される。イメージセンサ１０は、ＡＤＦ方式又はフラットベッド方式により、原稿を光学的に読み取り、電気信号に変換するラインセンサである。イメージセンサ１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）などの受光素子を直線状に配置させた受光素子アレイを備え、受光量（輝度）を示すアナログ信号、例えば、電圧信号をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色ごとに生成する動作を行っている。
【００２７】
画像データ前処理部２０は、イメージセンサ１０により読み取られたアナログ信号をカラーのデジタル画像に変換し、イメージセンサ１０の光学特性による誤差等を補正するデータ修正手段であり、例えば、シェーディング補正、ガンマ補正及びラインずれ補正を行う。基準値算出部３０は、画像データ前処理部２０により補正されたデジタル画像の背景除去を行うための基準値を算出する。ここで、背景除去とは、原稿の地色や地模様等の背景を構成する画素の輝度を上げ、印刷対象とならない白の画素に変換することである。
【００２８】
背景除去部３１は、画像データ前処理部２０により補正された画像から、背景除去を行うと共に、各画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像を生成する。この時、基準値算出部３０が算出した基準値以上に輝度の高い画素の輝度を上げ、印刷対象とならない白の画素に変換する。
【００２９】
図３は、図２の画像データ前処理部２０の一構成例を示したブロック図である。画像データ前処理部２０は、ＡＦＥ２０１、Ａ／Ｄコンバータ２０２、シェーディング補正部２０３、ガンマ補正部２０４、ラインずれ補正部２０５及び色空間変換部２０６により構成される。ＡＦＥ（Analog Front End：アナログフロントエンド）２０１は、イメージセンサ１０から入力されたアナログ信号の電圧レベルを調整するアンプである。
【００３０】
Ａ／Ｄコンバータ２０２は、ＡＦＥ２０１から入力されたアナログ信号を所定のサンプリングレートでサンプリングし、デジタルデータを生成する変換素子である。例えば、８ビット（２５６階調）のビットデータからなる輝度データが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色ごとに生成される。
【００３１】
シェーディング補正部２０３は、イメージセンサ１０による画素ごとの受光量の基準を揃えるために、輝度データの補正処理を行うデジタル処理回路である。例えば、ＣＣＤイメージセンサの場合、同じ光量を受信した場合であっても、画像の端部の受信レベルは低いのに対し、画像の中央部の受信レベルは高くなる。シェーディング補正部２０３は、この様なイメージセンサ１０の特性による受信レベルの偏りを補正し、同じ光量を受信した場合には、受信レベルが一定になるように受信レベルを補正している。ガンマ補正部２０４は、シェーディング補正後の輝度データをガンマ補正用の変換テーブルに基づいて変換し、出力用の輝度データとして出力するデジタル処理回路である。
【００３２】
ラインずれ補正部２０５は、ガンマ補正部２０４から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの輝度データについて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各受光素子の位置のずれに由来する各輝度データの原稿との対応位置のずれを補正するデジタル処理回路である。Ｒ，Ｇ，Ｂの各受光素子は、イメージセンサ１０のわずかにずれた位置にそれぞれ配置されるため、原稿の同じ位置の読取はＲ，Ｇ，Ｂでそれぞれわずかに時間差を設けて行われる。ラインずれ補正部２０５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各受光素子で原稿の同じ位置を読み取ったデータ同士が合成されるように上記の時間差を補正する。
【００３３】
色空間変換部２０６は、ガンマ補正部２０４から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの輝度データについて、色空間を変換してカラー画像データを出力するデジタル処理回路である。具体的には、ＲＧＢ色空間を輝度及び色相からなる色空間、例えば、ＹＣｂＣｒ表色系に変換する処理が行われる。ＹＣｂＣｒ表色系は、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式の画像データなどに用いられる表色系であり、Ｙが輝度データを示し、ＣｂＣｒが色度データをそれぞれ示している。この色度データＣｂＣｒでは、Ｃｂが青の差分（色相成分）、Ｃｒが赤の差分（色相成分）をそれぞれ示している。この色空間変換部２０６により、ピクセルごとの輝度データ及び色度データからなるカラー画像データが生成される。
【００３４】
上記のシェーディング補正、ガンマ補正、ラインずれ補正等は、イメージセンサ１０の特性を補正するものであり、基準値算出部３０が、イメージセンサ１０の特性に影響されずに、背景除去のための正確な基準値を算出することを考慮し、基準値の算出前に上記の補正を行っている。色空間変換部２０６によるＹＣｂＣｒ表色系への色空間の変換は、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度データを合成した輝度データを得るために行っている。
【００３５】
図４は、図２の基準値算出部３０の一構成例を示したブロック図である。基準値算出部３０は、輝度分布測定部３０１、地色判別部３０２、ピーク検出部３０３、累積画素数カウント部３０４及び基準値決定部３０５から構成される。
【００３６】
輝度分布測定部３０１は、輝度を所定数の段階に分けた輝度レベルを設け、画像データ前処理部２０から入力されるカラー画像データを構成する各画素を輝度に応じた輝度レベルに分け、各輝度レベルごとの画素数を求める。
【００３７】
図５及び図６は、画像データの各画素を輝度に応じて、０からＦまで１６段階の輝度レベルに分けた例を示すヒストグラムである。縦軸に各輝度レベルの画素数、横軸に輝度を示す。輝度が高いほど白に近くなり、輝度が低いほど黒に近くなる。図５は、ピークを２つ有するヒストグラムの例であり、図６は、１つのピークのみを有するヒストグラムの例である。
【００３８】
地色判別部３０２は、輝度分布測定部３０１が測定した輝度分布に基づいて、地色の輝度レベルを判別する。地色判別部３０２は、輝度の最も高いピークを地色であると判別する。ピークとは、隣接する各輝度レベルよりも画素数が多く、当該輝度レベルの画素数が原稿全体において一定の割合以上であることを指す。地色に対応する輝度レベルは、画素数が最も多く、ピークの中で輝度が最も高い。このため、地色判別部３０２は、輝度が最も高いピークを地色であると判別する。
【００３９】
図５のヒストグラムの例で言えば、輝度レベル「Ｄ」は、輝度の一段階低い輝度レベル「Ｃ」、及び、輝度の一段階高い輝度レベル「Ｅ」よりも画素数が多く、画素数が一定割合以上を占めるのでピークと判別される。更に、輝度レベル「Ｄ」は、輝度が高い側からみた最初のピークであり、地色判別部３０２により地色であると判別される。原稿の地色は通常、原稿の大半を占めるため、最も画素数の多い輝度レベルとなる。このため、地色判別部３０２は、最も画素数の多い輝度レベルを地色であると判別する構成であってもよい。また、輝度レベル「Ｆ」及び「０」では、隣接する輝度レベルがそれぞれ「Ｅ」、「１」のみなので、それぞれ輝度レベル「Ｅ」、「１」よりも画素数が多ければ、隣接する各輝度レベルよりも画素数が多いと判別される。
【００４０】
ピーク検出部３０３は、輝度分布測定部３０１が測定した輝度分布に基づいて、原稿における各ピークを検出する。また、ピーク検出部３０３は、輝度レベルの最も低いピークを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。このピークは、地色の場合と同様に、両隣の輝度レベルよりも画素数が多く、当該画素数が原稿全体において一定の割合以上であることを指す。ただし、文字情報等のピークは地色に比べて原稿に占める割合が小さいので、原稿に占める割合は、地色のピークほど大きくなくてよい。例えば、原稿全体の１％を超える画素数があればよい。また、地色判別部３０２により地色であると判別されたものは、ピーク検出部による文字情報等のピークの判別において、判別対象から除外される。ピーク検出部３０３は、条件を満たすピークがない場合は、文字情報等に該当するピークがないと判別する。
【００４１】
図５のヒストグラムの例で言えば、輝度レベル「２」は、輝度の一段階低い輝度レベル「１」、及び、輝度の一段階高い輝度レベル「３」よりも画素数が多く、画素数が一定割合以上を占める。このため、輝度レベル「２」は、輝度レベルが低い側から見た最初のピークとなり、ピーク検出部３０３により、文字情報等に対応するピークとして判別される。
【００４２】
累積画素数カウント部３０４は、ピーク検出部３０３が、文字情報等に該当するピークがないと判別した場合に、輝度分布測定部３０１が測定した輝度分布に基づいて、輝度の低い順に画素数を数え、最初に画素数の合計が原稿全体の所定割合を超えたときの輝度レベルを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。従って、地色以外にピークがない場合は、輝度の低いものから累積された画素数により、文字情報等に対応する輝度レベルが判別される。
【００４３】
図６のヒストグラムの例で言えば、輝度が低い側から画素数を累積していき、輝度レベル「８」及び「９」の画素数を合計すると、基準である原稿全体の２％を超えるため、累積画素数カウント部３０４は、合計が基準を超える時点での輝度レベルである輝度レベル「９」が原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。
【００４４】
基準値決定部３０５は、ピーク検出部３０３又は累積画素数カウント部３０４により原稿に記載された文字情報又は画像等に対応すると判別された輝度レベルに基づいて、輝度レベルが最も高い画素に変換される輝度の基準値を決定する。基準値決定部３０５は、文字情報等に対応すると判別される輝度レベルの輝度範囲を超える輝度を基準値として決定する。具体的には、文字情報又は画像等に対応すると判別された輝度レベルの上限値に対し、所定の輝度を加算した値を基準値とする。例えば、図５のヒストグラムでは、輝度レベル「２」が文字情報等に対応する輝度であると判別され、基準値決定部３０５は、この輝度に所定の輝度を加算した輝度レベル「４」の輝度の上限値を背景除去のための基準値として決定する。また、図６のヒストグラムでは、輝度レベル「９」が文字情報等に対応する輝度であると判別され、基準値決定部３０５は、この輝度に所定の輝度を加算した輝度レベル「Ｂ」の輝度の上限値を背景除去のための基準値として決定する。基準値決定部３０５は、決定した基準値を背景除去部３１へ出力する。
【００４５】
この様に、基準値決定部３０５は、輝度レベルが最も低いピークにより背景除去の基準値を決定する。通常、輝度レベルが最も低いピークには、原稿に記載された文字情報又は画像等が該当するので、原稿に記載された文字情報等の輝度により背景除去の基準値が決定されることになる。このため、例えば、単一色又は輝度の近い複数色で印刷された原稿のように、記載された文字情報や画像等のピークが明確な原稿の場合、当該文字情報等の輝度に応じた背景除去の基準値を決定することができるので、原稿の文字情報等を除去することなく、原稿の地色や地模様等をきれいに除去することができる。例えば、新聞等の背景除去に好適である。また、地模様等を有する原稿で、地色のピークが複数あるか不明確であることにより、地色のピークから背景除去の基準値を決定しても地色や地模様等をきれいに除去することが難しい原稿、例えば、車検証等の背景除去においても顕著な効果がある。
【００４６】
図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、図１の複合機１００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。まず、輝度分布測定部３０１が、原稿画像の輝度レベルごとの画素数を計測する（ステップＳ１０１）。
【００４７】
次に、地色判別部３０２が、輝度が最も高いピークを地色のピークであると判別し（ステップＳ１０２）、更に、ピーク検出部３０３が、地色のピーク以外の最も輝度の低いピークを判別する（ステップＳ１０３）。地色のピーク以外のピークがない場合、累積画素数カウント部３０４が、輝度の低いものから画素数を累積してカウントしていき、画素数の合計が原稿全体の所定割合を超えたときの輝度レベルを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する（ステップＳ１０４）。
【００４８】
基準値決定部３０５は、ステップＳ１０３又はＳ１０４において判別された輝度レベルの上限値に、所定の値を加えたものを原稿画像の背景除去のための基準値として決定する（ステップＳ１０５）。基準値が決定すれば、背景除去部３１が、基準値検定部３０５の決定した基準値よりも輝度が高い画素の輝度を上げ、最も高い輝度レベルの白色に変換することにより背景を除去する。ステップＳ１０３において、ピーク検出部３０３は、地色以外のピークがある場合、輝度レベルの最も低いピークを原稿に記載された文字情報又は画像等の輝度に対応するピークであると判別し、ステップ１０５の処理に移る。
【００４９】
本実施の形態により、原稿に記載された文字情報や画像等の輝度に応じて、背景除去のための基準値が決定されるので、原稿の文字情報や画像等と比較して輝度の高い地模様や地色等を除去することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、色空間変換部２０６が、ＲＧＢ色空間をＹＣｂＣｒ表色系に変換する構成について説明した。しかし、本発明は、ＲＧＢ色空間をＹＣｂＣｒ表色系に変換する構成に限定されない。例えば、ＹＣｂＣｒ表色系に変換するのに代えて、均等色空間の１つであるＬａｂ表色系に変換するものであってもよい。Ｌａｂ表色系では、Ｌが輝度データを示し、ａ，ｂが色度データをそれぞれ示している。この色度データａ，ｂでは、ａ及びｂがそれぞれ色相成分を示している。なお、Ｌａｂ表色系におけるＬ成分は、通常、明度と呼ばれる。本明細書中における輝度データには、Ｌａｂ表色系のＬ成分データ、すなわち、明度データが含まれるものとする。
【００５１】
また、本実施の形態では、原稿の画像をイメージセンサ１０で読み取る構成について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、カラー又はモノクロの画像ファイルから背景除去を行ったモノクロ画像ファイルを生成することもできる。
【００５２】
また、本実施の形態では、地色判別部３０２が輝度の最も高いピークを地色であると判別する構成について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ピークが一つしかない場合、地色判別部３０２がこのピークを地色であると判別する構成であってもよい。この場合、このピークはピーク検出部３０３による判別対象から除外され、ピーク検出部は、文字情報等に該当するピークがないと判別する。
【００５３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態１では、カラー画像から白から黒までの明暗で表現されたモノクロ画像を生成する際に、原稿の各画素の輝度と背景除去の基準値とを比較することにより、基準値よりも輝度の高い画素を除去する構成について説明した。これに対し、実施の形態２では、２度目のガンマ補正によって、各画素の輝度を基準値からみた相対的な輝度に応じた値に変更し、変更後の各画素の輝度と原稿によらず一定の閾値ｔｈとを比較することにより原稿の背景除去を行う構成について説明する。
【００５４】
図８は、本発明の実施の形態２による画像処理装置の構成例を示したブロック図であり、複合機２００内の機能構成の一例が示されている。複合機２００は、イメージセンサ１０、画像データ前処理部２０、ガンマ補正特性変更部４０、ガンマ補正部４２及び背景除去部４３により構成される。複合機１００と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略し、ガンマ補正特性変更部４０、ガンマ補正部４２及び背景除去部４３について説明する。
【００５５】
ガンマ補正特性変更部４０は画像データ前処理部２０により補正されたデジタル画像の各画素の輝度を変更させるガンマ補正曲線を選択する。本実施の形態の複合機２００では、背景除去に用いられる閾値ｔｈは原稿によらず一定であり、原稿の地色や地模様等の除去したい画素の輝度が背景除去の閾値ｔｈよりも高くなるように原稿の各画素の輝度を変更させるガンマ補正を行う。このため、ガンマ補正特性変更部４０は、この様なガンマ補正を可能にするガンマ補正曲線を選択する。
【００５６】
ガンマ補正部４２は、ガンマ補正特性変更部４０の選択したガンマ補正曲線により、画像データ前処理部２０によって補正されたデジタル画像の２度目のガンマ補正を行う。
【００５７】
背景除去部４３は、ガンマ補正部４２により２度目のガンマ補正が行われたデジタル画像の背景除去を行い、画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像を生成する。背景除去部４３は、図２の背景除去部３１と異なり、基準値決定部３０５により決定される基準値ではなく、一定の閾値ｔｈと各画素の輝度とを比較し、閾値ｔｈより高い輝度を有する画素を最も高い輝度レベルの白色に変換する。ガンマ補正部４２によるガンマ補正を行った後に原稿の背景除去を行うことで、実質的に、背景除去に用いられる閾値ｔｈを原稿の輝度分布に応じて変更させる場合と同じ効果を得ることができる。
【００５８】
図９は、図８のガンマ補正特性変更部４０の一構成例を示したブロック図である。ガンマ補正特性変更部４０は、輝度分布測定部３０１、地色判別部３０２、ピーク検出部３０３、累積画素数カウント部３０４、基準値決定部３０５及びガンマ補正曲線変更部４０１により構成される。図４の基準値算出部３０と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、ガンマ補正曲線変更部４０１について説明する。
【００５９】
ガンマ補正曲線変更部４０１は、ガンマ補正曲線の選択を行う。この選択は、ガンマ補正において、基準値決定部３０５が決定した基準値よりも輝度が高ければ背景除去に用いられる閾値ｔｈよりも輝度が高くなるように、原稿全体の画素の輝度を変更するガンマ補正曲線を選択する。この時、選択されたガンマ補正曲線によって、この基準値よりも輝度が低い画素は背景除去に用いられる閾値よりも輝度が低くなるように輝度が変更される。
【００６０】
図１０は、ガンマ補正曲線ｆ１又はｆ２が選択された場合の画素の輝度の補正、及び、ガンマ補正曲線の選択方法を説明する説明図である。図１０のガンマ補正曲線の説明図を用いてガンマ補正曲線変更部４０１によるガンマ補正曲線の選択方法を説明する。例えば、図１０において、入力輝度ａの画素にガンマ補正を行う場合を考える。ガンマ補正曲線ｆ１が選択された場合、入力輝度ａの画素は、ガンマ補正により、入力輝度ａに対応するガンマ補正曲線ｆ１上の点Ｐの縦軸上の位置である出力輝度ｂ１に輝度が変更される。図１０に示すように、出力輝度ｂ１は、背景除去の閾値ｔｈよりも輝度が高いので、背景除去により輝度レベルの最も高い白色の画素に変換される。
【００６１】
一方、ガンマ補正曲線ｆ２が選択された場合、輝度ａの画素は、入力輝度ａに対応するガンマ補正曲線ｆ２上の点Ｑの縦軸上の位置である出力輝度ｂ２に輝度が変更される。図１０に示すように、出力輝度ｂ２は、背景除去の閾値ｔｈよりも輝度が低いので、背景除去により除去されることはない。
【００６２】
ガンマ補正曲線変更部４０１は、基準値決定部３０５に決定された基準値が、ガンマ補正により背景除去の閾値ｔｈに補正されるようなガンマ曲線を選択する。例えば、基準値が輝度ｃの場合、ガンマ補正曲線変更部４０１は、図１０に示すように、入力輝度がｃ、出力輝度が背景除去の閾値ｔｈの点Ｒを通るガンマ補正曲線ｆ３を選択する。
【００６３】
ガンマ補正曲線は、傾斜が急に設定されており、特に、背景除去の閾値ｔｈ近傍では、入力輝度がわずかに異なるだけで出力輝度が大幅に変化する。このため、入力輝度が基準値よりもわずかに低ければ、出力輝度は背景除去の閾値ｔｈよりも大幅に低くなり、黒に近い濃い色で明確に表示される。従って、原稿に記載された文字等が薄い場合であっても、当該文字等を黒に近い濃い色で明確に表示しつつ、原稿の地色や地模様を除去することができる。
【００６４】
上記のように、ガンマ補正曲線変更部４０１が、基準値決定部３０５によって決定された基準値がガンマ補正により背景除去の閾値ｔｈに補正されるようなガンマ曲線を選択する。このため、基準値よりも輝度の高い画素は、最も高い輝度レベルの白色に変換されるが、基準値よりも輝度の低い画素はこの様な変換が行われない点は、第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
図１１のステップＳ２０１〜Ｓ２０７は、図８の複合機２００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。ステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同一であるため、説明を省略し、ステップＳ２０６〜Ｓ２０７について説明する。
【００６６】
ステップＳ２０６において、ガンマ補正により、基準値より高い輝度を有する画素が、背景除去の閾値ｔｈより高い輝度を有するように原稿の各画素の輝度が変更される。ステップＳ２０７において、閾値ｔｈより高い輝度を有する画素が最も高い輝度レベルの白色に変換される背景除去が行われ、画素を輝度に応じて白から黒までの明暗で表現するモノクロ画像が生成される。
【００６７】
なお、本実施の形態では、ガンマ補正曲線変更部４０１が、基準値決定部３０５によって決定された基準値がガンマ補正により背景除去の閾値ｔｈに補正されるようなガンマ曲線を選択する構成について説明したが、基準値が閾値ｔｈに補正される必要はなく、基準値が閾値ｔｈに近い値に補正される構成であればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 本体
２ スキャナ部
３ ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）
４ 原稿トレイ
１０ イメージセンサ
２０ 画像データ前処理部
３０ 基準値算出部
３１ 背景除去部
４０ ガンマ補正特性変更部
４２ ガンマ補正部
４３ 背景除去部
１００ 複合機
２００ 複合機
２０１ ＡＦＥ
２０２ Ａ／Ｄコンバータ
２０３ シェーディング補正部
２０４ ガンマ補正部
２０５ ラインずれ補正部
２０６ 色空間変換部
３０１ 輝度分布測定部
３０２ 地色判別部
３０３ ピーク検出部
３０４ 累積画素数カウント部
３０５ 基準値決定部
４０１ ガンマ補正曲線変更部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置に係り、更に詳しくは、画像の背景除去を行う画像処理装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
地色や地模様等の背景を有する原稿の読取を行う場合、背景がわずかな輝度や色相の違い等により表現されていると、原稿の読取又は印刷時に背景の輝度や色相が変化し、背景を正しく再現できずに背景と文字情報や画像等とが判別しにくくなることがある。例えば、新聞紙や車検証をモノクローム（以下「モノクロ」という）コピーする場合、色相の違いが反映されずに新聞紙の地色や車検証の地模様が文字情報等と判別しにくい態様で表示されるという問題がある。
【０００３】
この様な原稿の読取画像は、背景を除去した方が、文字情報等が見やすくなることが多い。従って、原稿に記載された文字情報等を残しつつ、原稿の地色や地模様等の背景を判別して除去することが望ましい。
【０００４】
背景を原稿の文字情報等と区別する方法として、この様な背景と文字情報等との輝度の差を利用する方法がある。一般に、原稿の地色や地模様等の背景は、原稿に記載される文字情報等よりも輝度が高いため、適切な輝度の基準値を決定すれば、輝度の違いにより文字情報等と区別できる。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の画像処理装置では、輝度の高い方から数えて、原稿全体の８０〜９０％の画素を地色とみなして印刷対象とならない白色に変換している。また、特許文献２に記載の画像処理装置では、輝度ごとに画素数をカウントしたヒストグラムを作成し、このヒストグラムにおいて、原稿の地色に対応するピークを特定し、この地色のピークの輝度が除去の対象になるように基準値を決定し、この基準値よりも輝度の高い画素を除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６４−００６５８８
【特許文献２】特開２００９−０４９６５０
【特許文献３】特開平０７−３０３１８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
原稿によっては、記載された文字情報等と地色や地模様等の背景との輝度の差が小さいことがある。この様な原稿では、特許文献１に記載のように、輝度の高い方から数えて原稿全体の所定割合の画素を地色とみなして除去する場合、文字情報等が一部切れたり、地模様等が一部残ったりすることがあるという問題があった。
【０００８】
また、背景を構成する画素の輝度分布にある程度の広がりがあれば、特許文献２に記載のように地色のピークの輝度が除去の対象になるように基準値を決定しても、地模様等が一部除去されずに残ってしまうことがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、原稿の地色や地模様等の背景を除去することのできる画像処理装置を提供することを目的とする。特に、原稿の文字情報や画像等を明確に表示しつつ、原稿の地色や地模様等の背景を除去できる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明による画像処理装置は、入力画像について輝度レベルごとの画素数を求める輝度分布測定手段と、隣接する各輝度レベルに比べて画素数が多く、上記入力画像全体に占める画素数の割合が一定値以上の輝度レベルをピークとして検出するピーク検出手段と、輝度が最も低い上記ピークの輝度レベルに基づいて、基準値を決定する基準値決定手段と、上記基準値以上の各画素の輝度を上げる背景除去手段とを備えるように構成される。
【００１１】
この様な構成によれば、輝度の最も低いピークに基づいて、背景除去の基準値が定められるので、原稿に用いられている文字情報や画像等の輝度の低い画素を残しつつ、輝度の高い原稿の地色や地模様等の背景を構成する画素を除去することができる。また、入力画像全体に占める画素数の割合が一定値以上の輝度レベルをピークとして検出するので、ノイズ等がピークとして検出され、誤った基準値が決定されることを防止することができる。
【００１２】
第２の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記基準値決定手段は、輝度の最も低い上記ピークの輝度レベルに対応する輝度範囲を超える輝度を基準値として決定するように構成される。
【００１３】
この様な構成によれば、輝度の最も低いピークの輝度範囲を超える輝度を基準値とするので、当該ピークを構成する画素を除去することなく、背景除去を行うことができる。
【００１４】
第３の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記基準値決定手段は、１つの上記ピークのみが検出された場合、輝度の低い順に画素数を数え、上記入力画像の全体に占める画素数の割合が一定値以上となる輝度に基づいて、上記基準値を決定するように構成される。
【００１５】
この様な構成によれば、１つの上記ピークのみが検出された場合、入力画像の全体に占める画素数の割合が一定値以上となる輝度に基づいて、背景除去の基準値を決定するので、地色以外に顕著な輝度のピークがない場合でも画像の輝度分布に応じて基準値を定めることができる。また、地色が文字情報等のピークであると誤って判別され、地色を残すように基準値が決定されることがない。
【００１６】
第４の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記背景除去手段は、上記基準値以上の各画素を最も高い輝度レベルの画素に変換するように構成される。
【００１７】
このような構成によれば、背景を構成する画素を最も輝度レベルの高い画素に変換するので、背景除去後の画像が特に見やすくなる。
【００１８】
第５の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記入力画像は、カラー画像として入力され、上記背景除去手段は、上記入力画像を構成する各画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像に変換するように構成される。
【００１９】
このような構成によれば、カラー画像をモノクロ画像に変換しつつ、背景を除去することができるので、例えば、モノクロ画像に変換する場合には、除去される方が望ましい背景等を除去することができ、利便性がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による画像処理装置は、原稿の地色や地模様等の背景を除去することができる。特に、原稿の文字情報や画像等が薄く、原稿の地色や地模様等の背景との輝度の差が小さい場合であっても、原稿の文字情報や画像等を明確に表示し、背景を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１による画像処理装置の一例である複合機１００を示した外観図である。
【図２】図１の複合機１００の内部構成の一例を示したブロック図である。
【図３】図２の画像データ前処理部２０の一構成例を示したブロック図である。
【図４】図２の基準値算出部３０の一構成例を示したブロック図である。
【図５】画像データの各画素を輝度に応じて、０からＦまで１６段階の輝度レベルに分けた例を示すヒストグラムである。
【図６】画像データの各画素を輝度に応じて、０からＦまで１６段階の輝度レベルに分けた例を示すヒストグラムである。
【図７】図１の複合機１００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２による画像処理装置の構成例を示したブロック図であり、複合機２００内の機能構成の一例が示されている。
【図９】図８のガンマ補正特性変更部４０の一構成例を示したブロック図である。
【図１０】ガンマ補正曲線ｆ１又はｆ２が選択された場合の画素の輝度の補正、及び、ガンマ補正曲線の選択方法を説明する説明図である。
【図１１】図８の複合機２００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による画像処理装置の一例である複合機１００を示した外観図である。複合機１００は、本体１及びスキャナ部２から構成される。
【００２３】
複合機１００は、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能を有するＭＦＰ（Multifunction Peripheral）であり、これらの機能を選択的に実行させることができる。プリンタ機能は、画像データを用紙に印刷する機能である。スキャナ機能は、原稿を読み取って画像データを生成する機能である。ファクシミリ機能は、画像データを送受信する機能であり、例えば、原稿から読み取られた画像データが公衆電話送信網を介して他の通信装置へ送信される。
【００２４】
本体１は、プリンタ機能を有しており、用紙に印刷を行うことができる。また、本体１には、通信回線を介して画像データを伝送するための送受信部等が備えられており、ユーザは、この送受信部によりファクシミリ通信を行うことができる。
【００２５】
スキャナ部２は、スキャナ機能を有し、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）３、原稿トレイ４を備えている。ユーザは、原稿トレイ４に原稿を載置し、ＡＤＦ３によりＡＤＦ方式の原稿読取を行うことができる。また、ユーザは、図示しないコンタクトガラスに原稿を載置し、フラットベッド方式の原稿読取を行うこともできる。
【００２６】
図２は、図１の複合機１００の内部構成の一例を示したブロック図である。複合機１００は、イメージセンサ１０、画像データ前処理部２０、基準値算出部３０及び背景除去部３１により構成される。イメージセンサ１０は、ＡＤＦ方式又はフラットベッド方式により、原稿を光学的に読み取り、電気信号に変換するラインセンサである。イメージセンサ１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）などの受光素子を直線状に配置させた受光素子アレイを備え、受光量（輝度）を示すアナログ信号、例えば、電圧信号をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色ごとに生成する動作を行っている。
【００２７】
画像データ前処理部２０は、イメージセンサ１０により読み取られたアナログ信号をカラーのデジタル画像に変換し、イメージセンサ１０の光学特性による誤差等を補正するデータ修正手段であり、例えば、シェーディング補正、ガンマ補正及びラインずれ補正を行う。基準値算出部３０は、画像データ前処理部２０により補正されたデジタル画像の背景除去を行うための基準値を算出する。ここで、背景除去とは、原稿の地色や地模様等の背景を構成する画素の輝度を上げ、印刷対象とならない白の画素に変換することである。
【００２８】
背景除去部３１は、画像データ前処理部２０により補正された画像から、背景除去を行うと共に、各画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像を生成する。この時、基準値算出部３０が算出した基準値以上に輝度の高い画素の輝度を上げ、印刷対象とならない白の画素に変換する。
【００２９】
図３は、図２の画像データ前処理部２０の一構成例を示したブロック図である。画像データ前処理部２０は、ＡＦＥ２０１、Ａ／Ｄコンバータ２０２、シェーディング補正部２０３、ガンマ補正部２０４、ラインずれ補正部２０５及び色空間変換部２０６により構成される。ＡＦＥ（Analog Front End：アナログフロントエンド）２０１は、イメージセンサ１０から入力されたアナログ信号の電圧レベルを調整するアンプである。
【００３０】
Ａ／Ｄコンバータ２０２は、ＡＦＥ２０１から入力されたアナログ信号を所定のサンプリングレートでサンプリングし、デジタルデータを生成する変換素子である。例えば、８ビット（２５６階調）のビットデータからなる輝度データが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色ごとに生成される。
【００３１】
シェーディング補正部２０３は、イメージセンサ１０による画素ごとの受光量の基準を揃えるために、輝度データの補正処理を行うデジタル処理回路である。例えば、ＣＣＤイメージセンサの場合、同じ光量を受信した場合であっても、画像の端部の受信レベルは低いのに対し、画像の中央部の受信レベルは高くなる。シェーディング補正部２０３は、この様なイメージセンサ１０の特性による受信レベルの偏りを補正し、同じ光量を受信した場合には、受信レベルが一定になるように受信レベルを補正している。ガンマ補正部２０４は、シェーディング補正後の輝度データをガンマ補正用の変換テーブルに基づいて変換し、出力用の輝度データとして出力するデジタル処理回路である。
【００３２】
ラインずれ補正部２０５は、ガンマ補正部２０４から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの輝度データについて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各受光素子の位置のずれに由来する各輝度データの原稿との対応位置のずれを補正するデジタル処理回路である。Ｒ，Ｇ，Ｂの各受光素子は、イメージセンサ１０のわずかにずれた位置にそれぞれ配置されるため、原稿の同じ位置の読取はＲ，Ｇ，Ｂでそれぞれわずかに時間差を設けて行われる。ラインずれ補正部２０５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各受光素子で原稿の同じ位置を読み取ったデータ同士が合成されるように上記の時間差を補正する。
【００３３】
色空間変換部２０６は、ガンマ補正部２０４から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの輝度データについて、色空間を変換してカラー画像データを出力するデジタル処理回路である。具体的には、ＲＧＢ色空間を輝度及び色相からなる色空間、例えば、ＹＣｂＣｒ表色系に変換する処理が行われる。ＹＣｂＣｒ表色系は、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式の画像データなどに用いられる表色系であり、Ｙが輝度データを示し、ＣｂＣｒが色度データをそれぞれ示している。この色度データＣｂＣｒでは、Ｃｂが青の差分（色相成分）、Ｃｒが赤の差分（色相成分）をそれぞれ示している。この色空間変換部２０６により、ピクセルごとの輝度データ及び色度データからなるカラー画像データが生成される。
【００３４】
上記のシェーディング補正、ガンマ補正、ラインずれ補正等は、イメージセンサ１０の特性を補正するものであり、基準値算出部３０が、イメージセンサ１０の特性に影響されずに、背景除去のための正確な基準値を算出することを考慮し、基準値の算出前に上記の補正を行っている。色空間変換部２０６によるＹＣｂＣｒ表色系への色空間の変換は、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度データを合成した輝度データを得るために行っている。
【００３５】
図４は、図２の基準値算出部３０の一構成例を示したブロック図である。基準値算出部３０は、輝度分布測定部３０１、地色判別部３０２、ピーク検出部３０３、累積画素数カウント部３０４及び基準値決定部３０５から構成される。
【００３６】
輝度分布測定部３０１は、輝度を所定数の段階に分けた輝度レベルを設け、画像データ前処理部２０から入力されるカラー画像データを構成する各画素を輝度に応じた輝度レベルに分け、各輝度レベルごとの画素数を求める。
【００３７】
図５及び図６は、画像データの各画素を輝度に応じて、０からＦまで１６段階の輝度レベルに分けた例を示すヒストグラムである。縦軸に各輝度レベルの画素数、横軸に輝度を示す。輝度が高いほど白に近くなり、輝度が低いほど黒に近くなる。図５は、ピークを２つ有するヒストグラムの例であり、図６は、１つのピークのみを有するヒストグラムの例である。
【００３８】
地色判別部３０２は、輝度分布測定部３０１が測定した輝度分布に基づいて、地色の輝度レベルを判別する。地色判別部３０２は、輝度の最も高いピークを地色であると判別する。ピークとは、隣接する各輝度レベルよりも画素数が多く、当該輝度レベルの画素数が原稿全体において一定の割合以上であることを指す。地色に対応する輝度レベルは、画素数が最も多く、ピークの中で輝度が最も高い。このため、地色判別部３０２は、輝度が最も高いピークを地色であると判別する。
【００３９】
図５のヒストグラムの例で言えば、輝度レベル「Ｄ」は、輝度の一段階低い輝度レベル「Ｃ」、及び、輝度の一段階高い輝度レベル「Ｅ」よりも画素数が多く、画素数が一定割合以上を占めるのでピークと判別される。更に、輝度レベル「Ｄ」は、輝度が高い側からみた最初のピークであり、地色判別部３０２により地色であると判別される。原稿の地色は通常、原稿の大半を占めるため、最も画素数の多い輝度レベルとなる。このため、地色判別部３０２は、最も画素数の多い輝度レベルを地色であると判別する構成であってもよい。また、輝度レベル「Ｆ」及び「０」では、隣接する輝度レベルがそれぞれ「Ｅ」、「１」のみなので、それぞれ輝度レベル「Ｅ」、「１」よりも画素数が多ければ、隣接する各輝度レベルよりも画素数が多いと判別される。
【００４０】
ピーク検出部３０３は、輝度分布測定部３０１が測定した輝度分布に基づいて、原稿における各ピークを検出する。また、ピーク検出部３０３は、輝度レベルの最も低いピークを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。このピークは、地色の場合と同様に、両隣の輝度レベルよりも画素数が多く、当該画素数が原稿全体において一定の割合以上であることを指す。ただし、文字情報等のピークは地色に比べて原稿に占める割合が小さいので、原稿に占める割合は、地色のピークほど大きくなくてよい。例えば、原稿全体の１％を超える画素数があればよい。また、地色判別部３０２により地色であると判別されたものは、ピーク検出部による文字情報等のピークの判別において、判別対象から除外される。ピーク検出部３０３は、条件を満たすピークがない場合は、文字情報等に該当するピークがないと判別する。
【００４１】
図５のヒストグラムの例で言えば、輝度レベル「２」は、輝度の一段階低い輝度レベル「１」、及び、輝度の一段階高い輝度レベル「３」よりも画素数が多く、画素数が一定割合以上を占める。このため、輝度レベル「２」は、輝度レベルが低い側から見た最初のピークとなり、ピーク検出部３０３により、文字情報等に対応するピークとして判別される。
【００４２】
累積画素数カウント部３０４は、ピーク検出部３０３が、文字情報等に該当するピークがないと判別した場合に、輝度分布測定部３０１が測定した輝度分布に基づいて、輝度の低い順に画素数を数え、最初に画素数の合計が原稿全体の所定割合を超えたときの輝度レベルを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。従って、地色以外にピークがない場合は、輝度の低いものから累積された画素数により、文字情報等に対応する輝度レベルが判別される。
【００４３】
図６のヒストグラムの例で言えば、輝度が低い側から画素数を累積していき、輝度レベル「８」及び「９」の画素数を合計すると、基準である原稿全体の２％を超えるため、累積画素数カウント部３０４は、合計が基準を超える時点での輝度レベルである輝度レベル「９」が原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する。
【００４４】
基準値決定部３０５は、ピーク検出部３０３又は累積画素数カウント部３０４により原稿に記載された文字情報又は画像等に対応すると判別された輝度レベルに基づいて、輝度レベルが最も高い画素に変換される輝度の基準値を決定する。基準値決定部３０５は、文字情報等に対応すると判別される輝度レベルの輝度範囲を超える輝度を基準値として決定する。具体的には、文字情報又は画像等に対応すると判別された輝度レベルの上限値に対し、所定の輝度を加算した値を基準値とする。例えば、図５のヒストグラムでは、輝度レベル「２」が文字情報等に対応する輝度であると判別され、基準値決定部３０５は、この輝度に所定の輝度を加算した輝度レベル「４」の輝度の上限値を背景除去のための基準値として決定する。また、図６のヒストグラムでは、輝度レベル「９」が文字情報等に対応する輝度であると判別され、基準値決定部３０５は、この輝度に所定の輝度を加算した輝度レベル「Ｂ」の輝度の上限値を背景除去のための基準値として決定する。基準値決定部３０５は、決定した基準値を背景除去部３１へ出力する。
【００４５】
この様に、基準値決定部３０５は、輝度レベルが最も低いピークにより背景除去の基準値を決定する。通常、輝度レベルが最も低いピークには、原稿に記載された文字情報又は画像等が該当するので、原稿に記載された文字情報等の輝度により背景除去の基準値が決定されることになる。このため、例えば、単一色又は輝度の近い複数色で印刷された原稿のように、記載された文字情報や画像等のピークが明確な原稿の場合、当該文字情報等の輝度に応じた背景除去の基準値を決定することができるので、原稿の文字情報等を除去することなく、原稿の地色や地模様等をきれいに除去することができる。例えば、新聞等の背景除去に好適である。また、地模様等を有する原稿で、地色のピークが複数あるか不明確であることにより、地色のピークから背景除去の基準値を決定しても地色や地模様等をきれいに除去することが難しい原稿、例えば、車検証等の背景除去においても顕著な効果がある。
【００４６】
図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、図１の複合機１００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。まず、輝度分布測定部３０１が、原稿画像の輝度レベルごとの画素数を計測する（ステップＳ１０１）。
【００４７】
次に、地色判別部３０２が、輝度が最も高いピークを地色のピークであると判別し（ステップＳ１０２）、更に、ピーク検出部３０３が、地色のピーク以外の最も輝度の低いピークを判別する（ステップＳ１０３）。地色のピーク以外のピークがない場合、累積画素数カウント部３０４が、輝度の低いものから画素数を累積してカウントしていき、画素数の合計が原稿全体の所定割合を超えたときの輝度レベルを原稿に記載された文字情報又は画像等に対応する輝度であると判別する（ステップＳ１０４）。
【００４８】
基準値決定部３０５は、ステップＳ１０３又はＳ１０４において判別された輝度レベルの上限値に、所定の値を加えたものを原稿画像の背景除去のための基準値として決定する（ステップＳ１０５）。基準値が決定すれば、背景除去部３１が、基準値検定部３０５の決定した基準値よりも輝度が高い画素の輝度を上げ、最も高い輝度レベルの白色に変換することにより背景を除去する。ステップＳ１０３において、ピーク検出部３０３は、地色以外のピークがある場合、輝度レベルの最も低いピークを原稿に記載された文字情報又は画像等の輝度に対応するピークであると判別し、ステップ１０５の処理に移る。
【００４９】
本実施の形態により、原稿に記載された文字情報や画像等の輝度に応じて、背景除去のための基準値が決定されるので、原稿の文字情報や画像等と比較して輝度の高い地模様や地色等を除去することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、色空間変換部２０６が、ＲＧＢ色空間をＹＣｂＣｒ表色系に変換する構成について説明した。しかし、本発明は、ＲＧＢ色空間をＹＣｂＣｒ表色系に変換する構成に限定されない。例えば、ＹＣｂＣｒ表色系に変換するのに代えて、均等色空間の１つであるＬａｂ表色系に変換するものであってもよい。Ｌａｂ表色系では、Ｌが輝度データを示し、ａ，ｂが色度データをそれぞれ示している。この色度データａ，ｂでは、ａ及びｂがそれぞれ色相成分を示している。なお、Ｌａｂ表色系におけるＬ成分は、通常、明度と呼ばれる。本明細書中における輝度データには、Ｌａｂ表色系のＬ成分データ、すなわち、明度データが含まれるものとする。
【００５１】
また、本実施の形態では、原稿の画像をイメージセンサ１０で読み取る構成について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、カラー又はモノクロの画像ファイルから背景除去を行ったモノクロ画像ファイルを生成することもできる。
【００５２】
また、本実施の形態では、地色判別部３０２が輝度の最も高いピークを地色であると判別する構成について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ピークが一つしかない場合、地色判別部３０２がこのピークを地色であると判別する構成であってもよい。この場合、このピークはピーク検出部３０３による判別対象から除外され、ピーク検出部は、文字情報等に該当するピークがないと判別する。
【００５３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態１では、カラー画像から白から黒までの明暗で表現されたモノクロ画像を生成する際に、原稿の各画素の輝度と背景除去の基準値とを比較することにより、基準値よりも輝度の高い画素を除去する構成について説明した。これに対し、実施の形態２では、２度目のガンマ補正によって、各画素の輝度を基準値からみた相対的な輝度に応じた値に変更し、変更後の各画素の輝度と原稿によらず一定の閾値ｔｈとを比較することにより原稿の背景除去を行う構成について説明する。
【００５４】
図８は、本発明の実施の形態２による画像処理装置の構成例を示したブロック図であり、複合機２００内の機能構成の一例が示されている。複合機２００は、イメージセンサ１０、画像データ前処理部２０、ガンマ補正特性変更部４０、ガンマ補正部４２及び背景除去部４３により構成される。複合機１００と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略し、ガンマ補正特性変更部４０、ガンマ補正部４２及び背景除去部４３について説明する。
【００５５】
ガンマ補正特性変更部４０は画像データ前処理部２０により補正されたデジタル画像の各画素の輝度を変更させるガンマ補正曲線を選択する。本実施の形態の複合機２００では、背景除去に用いられる閾値ｔｈは原稿によらず一定であり、原稿の地色や地模様等の除去したい画素の輝度が背景除去の閾値ｔｈよりも高くなるように原稿の各画素の輝度を変更させるガンマ補正を行う。このため、ガンマ補正特性変更部４０は、この様なガンマ補正を可能にするガンマ補正曲線を選択する。
【００５６】
ガンマ補正部４２は、ガンマ補正特性変更部４０の選択したガンマ補正曲線により、画像データ前処理部２０によって補正されたデジタル画像の２度目のガンマ補正を行う。
【００５７】
背景除去部４３は、ガンマ補正部４２により２度目のガンマ補正が行われたデジタル画像の背景除去を行い、画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像を生成する。背景除去部４３は、図２の背景除去部３１と異なり、基準値決定部３０５により決定される基準値ではなく、一定の閾値ｔｈと各画素の輝度とを比較し、閾値ｔｈより高い輝度を有する画素を最も高い輝度レベルの白色に変換する。ガンマ補正部４２によるガンマ補正を行った後に原稿の背景除去を行うことで、実質的に、背景除去に用いられる閾値ｔｈを原稿の輝度分布に応じて変更させる場合と同じ効果を得ることができる。
【００５８】
図９は、図８のガンマ補正特性変更部４０の一構成例を示したブロック図である。ガンマ補正特性変更部４０は、輝度分布測定部３０１、地色判別部３０２、ピーク検出部３０３、累積画素数カウント部３０４、基準値決定部３０５及びガンマ補正曲線変更部４０１により構成される。図４の基準値算出部３０と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、ガンマ補正曲線変更部４０１について説明する。
【００５９】
ガンマ補正曲線変更部４０１は、ガンマ補正曲線の選択を行う。この選択は、ガンマ補正において、基準値決定部３０５が決定した基準値よりも輝度が高ければ背景除去に用いられる閾値ｔｈよりも輝度が高くなるように、原稿全体の画素の輝度を変更するガンマ補正曲線を選択する。この時、選択されたガンマ補正曲線によって、この基準値よりも輝度が低い画素は背景除去に用いられる閾値よりも輝度が低くなるように輝度が変更される。
【００６０】
図１０は、ガンマ補正曲線ｆ１又はｆ２が選択された場合の画素の輝度の補正、及び、ガンマ補正曲線の選択方法を説明する説明図である。図１０のガンマ補正曲線の説明図を用いてガンマ補正曲線変更部４０１によるガンマ補正曲線の選択方法を説明する。例えば、図１０において、入力輝度ａの画素にガンマ補正を行う場合を考える。ガンマ補正曲線ｆ１が選択された場合、入力輝度ａの画素は、ガンマ補正により、入力輝度ａに対応するガンマ補正曲線ｆ１上の点Ｐの縦軸上の位置である出力輝度ｂ１に輝度が変更される。図１０に示すように、出力輝度ｂ１は、背景除去の閾値ｔｈよりも輝度が高いので、背景除去により輝度レベルの最も高い白色の画素に変換される。
【００６１】
一方、ガンマ補正曲線ｆ２が選択された場合、輝度ａの画素は、入力輝度ａに対応するガンマ補正曲線ｆ２上の点Ｑの縦軸上の位置である出力輝度ｂ２に輝度が変更される。図１０に示すように、出力輝度ｂ２は、背景除去の閾値ｔｈよりも輝度が低いので、背景除去により除去されることはない。
【００６２】
ガンマ補正曲線変更部４０１は、基準値決定部３０５に決定された基準値が、ガンマ補正により背景除去の閾値ｔｈに補正されるようなガンマ曲線を選択する。例えば、基準値が輝度ｃの場合、ガンマ補正曲線変更部４０１は、図１０に示すように、入力輝度がｃ、出力輝度が背景除去の閾値ｔｈの点Ｒを通るガンマ補正曲線ｆ３を選択する。
【００６３】
ガンマ補正曲線は、傾斜が急に設定されており、特に、背景除去の閾値ｔｈ近傍では、入力輝度がわずかに異なるだけで出力輝度が大幅に変化する。このため、入力輝度が基準値よりもわずかに低ければ、出力輝度は背景除去の閾値ｔｈよりも大幅に低くなり、黒に近い濃い色で明確に表示される。従って、原稿に記載された文字等が薄い場合であっても、当該文字等を黒に近い濃い色で明確に表示しつつ、原稿の地色や地模様を除去することができる。
【００６４】
上記のように、ガンマ補正曲線変更部４０１が、基準値決定部３０５によって決定された基準値がガンマ補正により背景除去の閾値ｔｈに補正されるようなガンマ曲線を選択する。このため、基準値よりも輝度の高い画素は、最も高い輝度レベルの白色に変換されるが、基準値よりも輝度の低い画素はこの様な変換が行われない点は、第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
図１１のステップＳ２０１〜Ｓ２０７は、図８の複合機２００で原稿画像の背景除去処理の一例を示したフローチャートである。ステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同一であるため、説明を省略し、ステップＳ２０６〜Ｓ２０７について説明する。
【００６６】
ステップＳ２０６において、ガンマ補正により、基準値より高い輝度を有する画素が、背景除去の閾値ｔｈより高い輝度を有するように原稿の各画素の輝度が変更される。ステップＳ２０７において、閾値ｔｈより高い輝度を有する画素が最も高い輝度レベルの白色に変換される背景除去が行われ、画素を輝度に応じて白から黒までの明暗で表現するモノクロ画像が生成される。
【００６７】
なお、本実施の形態では、ガンマ補正曲線変更部４０１が、基準値決定部３０５によって決定された基準値がガンマ補正により背景除去の閾値ｔｈに補正されるようなガンマ曲線を選択する構成について説明したが、基準値が閾値ｔｈに補正される必要はなく、基準値が閾値ｔｈに近い値に補正される構成であればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 本体
２ スキャナ部
３ ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）
４ 原稿トレイ
１０ イメージセンサ
２０ 画像データ前処理部
３０ 基準値算出部
３１ 背景除去部
４０ ガンマ補正特性変更部
４２ ガンマ補正部
４３ 背景除去部
１００ 複合機
２００ 複合機
２０１ ＡＦＥ
２０２ Ａ／Ｄコンバータ
２０３ シェーディング補正部
２０４ ガンマ補正部
２０５ ラインずれ補正部
２０６ 色空間変換部
３０１ 輝度分布測定部
３０２ 地色判別部
３０３ ピーク検出部
３０４ 累積画素数カウント部
３０５ 基準値決定部
４０１ ガンマ補正曲線変更部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像について輝度レベルごとの画素数を求める輝度分布測定手段と、
隣接する各輝度レベルに比べて画素数が多く、上記入力画像全体に占める画素数の割合が一定値以上の輝度レベルをピークとして検出するピーク検出手段と、
輝度が最も低い上記ピークの輝度レベルに基づいて、基準値を決定する基準値決定手段と、
上記基準値以上の各画素の輝度を上げる背景除去手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記基準値決定手段は、輝度の最も低い上記ピークの輝度レベルに対応する輝度範囲を超える輝度を基準値として決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記基準値決定手段は、１つの上記ピークのみが検出された場合、輝度の低い順に画素数を数え、上記入力画像の全体に占める画素数の割合が一定値以上となる輝度に基づいて、上記基準値を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
上記背景除去手段は、上記基準値以上の各画素を最も高い輝度レベルの画素に変換することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
上記入力画像は、カラー画像として入力され、
上記背景除去手段は、上記入力画像を構成する各画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像に変換することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１】
入力画像について輝度レベルごとの画素数を求める輝度分布測定手段と、
隣接する各輝度レベルに比べて画素数が多く、上記入力画像全体に占める画素数の割合が一定値以上の輝度レベルをピークとして検出するピーク検出手段と、
輝度が最も低い上記ピークの輝度レベルに基づいて、基準値を決定する基準値決定手段と、
上記基準値以上の各画素の輝度を上げる背景除去手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記基準値決定手段は、輝度の最も低い上記ピークの輝度レベルに対応する輝度範囲を超える輝度を基準値として決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記基準値決定手段は、１つの上記ピークのみが検出された場合、輝度の低い順に画素数を数え、上記入力画像の全体に占める画素数の割合が一定値以上となる輝度に基づいて、上記基準値を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
上記背景除去手段は、上記基準値以上の各画素を最も高い輝度レベルの画素に変換することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
上記入力画像は、カラー画像として入力され、
上記背景除去手段は、上記入力画像を構成する各画素を輝度に応じて、白から黒までの明暗で表現したモノクロ画像に変換することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−５５３０４（Ｐ２０１１−５５３０４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３１１３（Ｐ２００９−２０３１１３）
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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