(57)【要約】【課題】簡易な処理で高速に下地除去閾値を決定できる画像処理装置を提供する。【解決手段】原稿を読み取って得られた画像データを１ラインずつ読み込んで、読み込んだラインの下地濃度ごとの画素数を示すヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、ヒストグラムのハイライト側の極大値での濃度として、読み込んだラインの下地濃度を推定する下地濃度推定部と、推定された下地濃度で正規化された画素数に基づく基準代として、下地除去基準値を設定する下地除去基準値設定部と、推定された下地濃度を下地除去基準値だけ増分して読み込んだラインの仮の下地除去閾値を設定し、この仮の下地除去閾値と前のラインの下地除去閾値との重み付け和として、読み込んだラインの下地除去閾値を決定する下地除去閾値決定部と、決定された下地除去閾値に基づいて、読み込んだラインの下地を除去する下地除去部とを備える。【選択図】  図３
2010057169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を読み取って得られた画像データを所定の読みの単位で順次読み込んで、Ｎ（Ｎは、当該画像データを全て読み込んだ時点での読み込み回数を最大値とする自然数）回目に読み込んだ画素領域の画像データから濃度ごとの画素数を表すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記作成されたヒストグラムのハイライト側の極大値に対応する濃度を前記原稿の下地濃度として推定する下地濃度推定手段と、
前記推定された下地濃度に対応する画素数に基づいて下地除去基準値を設定する下地除去基準値設定手段と、
前記推定された下地濃度と前記設定された下地除去基準値との合計値をＮ回目の仮の下地除去閾値として設定し、該Ｎ回目の仮の下地除去閾値と、Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値とに基づいて、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値を決定する下地除去閾値決定手段と、
前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値に基づいて、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地を除去する下地除去手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記下地濃度推定手段は、前記作成されたヒストグラムの平滑化されたヒストグラムのハイライト側の極大値に基づく下地濃度を、前記原稿の下地濃度として推定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記下地濃度推定手段は、少なくとも１つの画素数の閾値を超える前記平滑化されたヒストグラムのハイライト側の最初の極大値に基づく下地濃度を、前記原稿の下地濃度として推定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像処理装置であって、
前記下地濃度推定手段は、前記平滑化されたヒストグラムのハイライト側に近い第１の下地濃度の範囲に第１の画素数の閾値が定められ、前記平滑化されたヒストグラムのハイライト側から離れた第２の下地濃度の範囲に前記第１の画素数の閾値よりも小さい第２の画素数の閾値が定められていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記下地除去基準値設定手段は、前記推定された下地濃度に対応する画素数の前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画素数に対する割合の単調減少関数として前記下地除去基準値を設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記下地除去閾値決定手段は、前記Ｎ回目の仮の下地除去閾値と、前記Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値との線形結合として、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値を決定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像処理装置であって、前記線形結合における前記Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値の係数に対する前記Ｎ回目の仮の下地除去閾値の係数の比は、Ｎの値が小さいほど大きくなるように定められていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、前記所定の読みの単位は、ラインであることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
原稿を読み取って得られた画像データを所定の読みの単位で順次読み込んで、Ｎ（Ｎは、当該画像データを全て読み込んだ時点での読み込み回数を最大値とする自然数）回目に読み込んだ画素領域の画素データから濃度ごとの画素数を表すヒストグラムを作成するステップと、
前記作成されたヒストグラムのハイライト側の極大値に対応する濃度を前記原稿の下地濃度として推定するステップと、
前記推定された下地濃度に対応する画素数に基づいて下地除去基準値を設定するステップと、
前記推定された下地濃度と前記設定された下地除去基準値との合計値をＮ回目の仮の下地除去閾値として設定し、該Ｎ回目の仮の下地除去閾値と、Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値とに基づいて、Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値を決定するステップと、
前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値に基づいて、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地を除去するステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に係り、特に、原稿を読み取って得られた画像データから原稿の下地を除去する際の除去閾値を設定する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写印刷では、画像読取装置によって様々な種類の用紙が原稿として読み取られる。原稿として用いられる用紙の中には、新聞、再生紙、色付き用紙等の下地濃度が比較的濃いものがある。このような原稿の読み取りを行なう場合には、従来から下地を除去する処理が行なわれている。これにより、複写された原稿の文字を明瞭にするのに加えて、印刷の際にインクやトナーの消費量を削減することができる。
【０００３】
下地除去を行なう際には、画像処理を行なって原稿の下地濃度を推定し、その濃度に応じて閾値を決定し、この閾値以下の値を有する画素を下地として画像データから除去するようにしているが、一般に、この処理は容易ではない。下地除去のための閾値（以下、下地除去閾値と称する）を決定する技術として、下記三件の特許文献中、特許文献１には、プリスキャン時に原稿を読み取って得られた画像データから原稿の下地濃度の範囲内でヒストグラムを作成して下地除去閾値を決定し、メインスキャン時に当該原稿を読み取って得られた画像データに対して下地除去を行なうことが記載されている。また、特許文献２には、画像データ１ページごとに下地除去閾値を決定することが記載されている。さらに、特許文献３には、ヒストグラムを用いて下地除去閾値を決定する方法として、ヒストグラムの山と山とがどれだけ離れているかを分散計算で求め、そこから下地除去閾値を決定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３１３７７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１０１８３９号公報
【特許文献３】特開平７−３０３１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および特許文献２に記載された技術は、ページ単位で下地除去閾値を決定するものである。このため、プリスキャンを行なった後、あるいは、１ページ分の画像データを読み取った後に下地除去閾値を決定することになり、下地除去処理が遅くなるという課題がある。また、特許文献３に記載された技術は、ヒストグラムに基づいて分散を算出しなければならず、処理が煩雑になるという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、簡易な処理で高速に下地除去閾値を決定できる画像処理装置及び画像処理方法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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の側面に係る画像処理装置は、原稿を読み取って得られた画像データを所定の読みの単位で順次読み込んで、Ｎ（Ｎは、当該画像データを全て読み込んだ時点での読み込み回数を最大値とする自然数）回目に読み込んだ画素領域の画像データから濃度ごとの画素数を表すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記作成されたヒストグラムのハイライト側の極大値に対応する濃度を前記原稿の下地濃度として推定する下地濃度推定手段と、前記推定された下地濃度に対応する画素数に基づいて下地除去基準値を設定する下地除去基準値設定手段と、前記推定された下地濃度と前記設定された下地除去基準値との合計値をＮ回目の仮の下地除去閾値として設定し、該Ｎ回目の仮の下地除去閾値と、Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値とに基づいて、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値を決定する下地除去閾値決定手段と、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値に基づいて、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地を除去する下地除去手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、ページ以下の所定の読みの単位で下地除去閾値を設定するため、下地除去閾値決定処理を高速に行なうことができる。また、ヒストグラムのハイライト側の極大値に基づいて、原稿の下地濃度を推定するため、簡易な処理で下地除去閾値決定処理を行なうことができる。
【０００９】
また、前記下地濃度推定手段は、前記作成されたヒストグラムの平滑化されたヒストグラムのハイライト側の極大値に基づく下地濃度を、前記原稿の下地濃度として推定する。これにより、ヒストグラムの微小なアップダウンによって原稿の下地濃度を誤認識してしまうのを防ぐ。
【００１０】
また、前記下地濃度推定手段は、少なくとも１つの画素数の閾値を超える前記平滑化されたヒストグラムのハイライト側の最初の極大値に基づく下地濃度を、前記原稿の下地濃度として推定する。これにより、画素数の少ない極大値を原稿の下地濃度と誤認識してしまうことを防ぐ。
【００１１】
また、前記下地濃度推定手段は、前記平滑化されたヒストグラムのハイライト側に近い第１の下地濃度の範囲に第１の画素数の閾値が定められ、前記平滑化されたヒストグラムのハイライト側から離れた第２の下地濃度の範囲に前記第１の画素数の閾値よりも小さい第２の画素数の閾値が定められている。これにより、画像データに原稿台カバーの画像が含まれている場合の下地濃度の誤認識を防ぐ。
【００１２】
また、前記下地除去基準値設定手段は、前記推定された下地濃度に対応する画素数の前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画素数に対する割合の単調減少関数として前記下地除去基準値を設定する。一般に、前記推定された下地濃度に対応する画素数の全画素数に対する割合が大きいほど、ヒストグラムの山の先鋭度が高くなり下地濃度のブレが少なく、この割合が小さいほど、ヒストグラムの山の先鋭度が低くなり下地濃度のブレが大きくなると考えられるからである。
【００１３】
また、前記下地除去閾値決定手段は、前記Ｎ回目の仮の下地除去閾値と、前記Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値との線形結合として、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値を決定する。これにより、隣接する画素領域間で下地除去閾値が大きく変動してしまうことを防ぐ。
【００１４】
また、前記線形結合における前記Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値の係数に対する前記Ｎ回目の仮の下地除去閾値の係数の比は、Ｎの値が小さいほど大きくなるように定められている。読み始めの頃の画送領域は原稿の端であるため下地部分が多く、下地濃度の推定精度が高いことが期待されるためである。
【００１５】
さらに、前記原稿読み取りのための所定単位は、ラインである。これにより、上記の下地除去処理をより高速に行うことができる。
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の第２の側面に係る画像処理方法は、原稿を読み取って得られた画像データを所定の読みの単位で順次読み込んで、Ｎ（Ｎは、当該画像データを全て読み込んだ時点での読み込み回数を最大値とする自然数）回目に読み込んだ画素領域の画素データから濃度ごとの画素数を表すヒストグラムを作成するステップと、前記作成されたヒストグラムのハイライト側の極大値に対応する濃度を前記原稿の下地濃度として推定するステップと、前記推定された下地濃度に対応する画素数に基づいて下地除去基準値を設定するステップと、前記推定された下地濃度と前記設定された下地除去基準値との合計値をＮ回目の仮の下地除去閾値として設定し、該Ｎ回目の仮の下地除去閾値と、Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値とに基づいて、Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値を決定するステップと、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値に基づいて、前記Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地を除去するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な処理で高速に下地除去閾値を決定できる画像処理装置及び画像処理方法が提供される。簡易な処理で下地除去閾値を決定できるため、下地除去の処理に費やすＣＰＵ２１の負荷が少なくなり、他の処理に負荷を割り当てることができるようになる。また、高速に下地除去閾値を決定できるため、特に、本実施形態に示したように１ライン毎に下地除去量を求める場合など、高速性が要求される場面に特に有効である。さらに、下地除去処理に関する処理部をハードウェアで実現する場合には、小規模かつ簡単な回路構成とすることができるため、開発期間および評価工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る画像処理装置としての画像読取装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】画像読取装置の下地除去処理に関する処理部を示すブロック図である。
【図３】処理部の下地除去閾値設定部の構成を示すブロック図である。
【図４】下地除去閾値設定部のヒストグラムの平滑化処理の一例を示す図である。
【図５】下地除去閾値設定部による下地濃度の検出処理を示す図である。
【図６】下地除去閾値設定部により下地濃度が検出できない例を示す図である。
【図７】下地除去閾値設定部における下地除去のための基準値（以下、下地除去基準値と称する）を示す図である。
【図８】下地除去閾値設定部による下地除去基準値の設定方法一例を示す図である。
【図９】下地除去閾値設定部における重み係数の一例を示す図である。
【図１０】下地除去閾値設定部による下地除去閾値の設定処理を示すフローチャートである。
【図１１】下地除去閾値設定部による下地濃度の推定処理を示すフローチャートである。
【図１２】図３に示す下地除去閾値設定部の変更例を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す下地除去閾値設定部における下地除去閾値の設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態）
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像処理装置の一形態である画像読取装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。本図に示すように、画像読取装置１０は、コントローラ２０と画像読取機構３０とを備えている。画像読取装置１０は、画像読取機構３０で読み取った原稿の画像データから原稿の下地を除去して外部装置に出力する処理を行なう。
【００２０】
画像読取機構３０は、光源、原稿台、原稿台カバー、電荷結合型撮像素子列であるＣＣＤ、ＣＣＤを走査させる駆動モータ、ＣＣＤの出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ等を備えている。光源から原稿台に載置された原稿に光を照射し、その露光面の反射光をＣＣＤで読み取ることにより、原稿露光面の画像データを取得する。原稿台カバーは、原稿台に載置された原稿を押さえるとともに外光を遮断する役割を担っている。この原稿台カバーは、ＣＣＤの読み取り範囲よりも原稿が小さい場合に画像データへの影響を少なくするために白色となっている。また、原稿台カバーにオートシードフィーダ機能を備えさせるようにしてもよい。
【００２１】
コントローラ２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、インタフェース２４を備えている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記録されたプログラムにしたがって処理を行なうことで、画像読取機構３０の光学的な原稿読取動作を制御するとともに、読み取った画像データから原稿の下地を除去する画像処理を行なう。ＲＡＭ２３は、この際の作業領域として用いられる。インタフェース２４は、ＵＳＢ等の所定のプロトコルを用いて外部装置との通信を行なう。
【００２２】
図２は、画像読取装置１０の下地除去処理に関する処理部を示したブロック図である。本図に示すように、画像読取装置１０には、画像読取部１１０、画像データ格納部１２０、下地除去閾値設定部１３０、下地除去部１４０、画像出力部１５０を備える。これらの処理部は、ＣＰＵ２１で処理されるプログラム要素を含んで構成されるとともに、図１に示したコントローラ２０、画像読取機構３０の各部が、単体で、あるいは協同的に処理を行なうことで、一部ハードウェア的に実現される。例えば、画像読取部１１０は画像読取機構３０のスキャン光学系を含み、画像データ格納部１２０はＲＡＭ２３の物理的記憶系を含み、画像出力部１５０はインタフェース２４の接続回路系を含む。
【００２３】
画像読取部１１０は、原稿台に載置された原稿を読み取って二進画像データを生成する。画像データ格納部１２０は、画像読取部１１０が生成した画像データを記憶する。また、画像データから下地を除去する際の作業領域としても用いられる。下地除去閾値設定部１３０は、画像データ格納部１２０から画像データをその行データである１ラインずつ読み取って、そのラインにおける下地除去閾値を設定する。すなわち、本実施形態では、下地除去閾値はライン単位で定められ、ライン単位で下地除去が行なわれるようにしている。このため、高速に下地除去を行なうことができる。下地除去部１４０は、下地除去閾値設定部１３０が設定した下地除去閾値に基づいて画像データ格納部１２０に格納された画像データから下地除去をライン単位で行なう。画像出力部１５０は、下地が除去された画像データを外部装置に出力する。
【００２４】
図３は、下地除去閾値設定部１３０の構成を示すブロック図である。本図に示すように、下地除去閾値設定部１３０は、ヒストグラム作成部１３１、ヒストグラム平滑部１３２、下地濃度推定部１３３、下地濃度画素数正規化部１３４、下地除去基準値設定部135、下地除去閾値決定部１３６、下地除去閾値初期値記憶部１３７、前ライン下地除去閾値記憶部１３８を備えている。
【００２５】
ヒストグラム作成部１３１は、画像データ格納部１２０に格納されている画像データを１ラインごとに読み取ってヒストグラムを作成する。すなわち、１ページ分ではなく１ライン分の画素値を対象としたヒストグラムを作成する。
【００２６】
ヒストグラムは、例えば、読み取った画像データの各画素値を輝度データに変換して作成してもよいが、ここでは、画素のＲＧＢデータのうち、輝度データに近いＧ（グリーン）データの値でヒストグラムを作成するものとする。各画素についてＧが８ビットで表わされているとすると、横軸が０〜２５５の濃度を表わし、縦軸が画素数を表わすヒストグラムとなる。画素の総数は、１ラインを構成する画素数に等しい。つまり、このヒストグラムは、原稿の１ラインの全画素領域を画像とみなす下地濃度“０”の状態から、それを下地とみなす下地濃度“２２５”の状態までのすべての状態をカバーしている。ここで、濃度は０が最も薄い状態（ハイライト）を表わし、２５５が最も濃い状態（シャドー）を表わしている。図４（ａ）は、８ビット入力のヒストグラムの一例を示している。
【００２７】
ヒストグラム平滑部１３２は、ヒストグラム作成部１３１が作成した８ビット入力のヒストグラムの山を平滑化する。ここでは、図４（ｂ）に示すように、８ビットデータの上位５ビットを用いてヒストグラムを再構成することで平滑化を行なう。後述するように、本実施形態では、ヒストグラムの最もハイライト側の山（極大値）を検出して下地濃度を推定する。このため、平滑化を行なわずヒストグラムのアップダウン変化が敏感だと、下地濃度が誤検出されるおそれがあるからである。また、平滑化を上位５ビットとしたのは、入力８ビットの２５５段階に対して８刻みの３２段階の精度となり、実際上十分な平滑化ができることと、２５５段階に対する８程度の誤差は実際上問題ないと考えられるからである。一方、上位６ビットの４刻みにすると、十分な平滑化ができなくなり、上位４ビットの１６刻みとすると下地濃度として誤差が大きくなると考えられる。
【００２８】
下地濃度推定部１３３は、平滑化されたヒストグラムに基づいて下地濃度ＤＢを推定する。基本的には、ヒストグラムのハイライト側から最初の山（極大値）に対応する濃度を下地濃度ＤＢと推定する。このため、簡易な処理で下地濃度ＤＢを推定することができる。例えば、図５（ａ）に示すような、下地が薄く白に近い原稿から得られたヒストグラムにおいて、最初の山であるＰｋ１に対応する濃度を下地濃度ＤＢと推定する。また、図５（ｂ）に示すような、新聞等の下地が濃い原稿から得られたヒストグラムにおいても、最初の山であるＰｋ２に対応する濃度を下地濃度ＤＢと推定する。
【００２９】
しかしながら、図５（ｃ）に示すように画素数が少ない山Ｐｋ３ができてしまった場合に、対応する濃度を下地濃度ＤＢと誤判定してしまうことになる。そこで、図５（ｄ）に示すように、画素数の閾値Ｔｈを定めて、閾値Ｔｈ以下の画素数は山として認識しないようにすることで誤判定を防ぐようにする。この場合、ハイライト側から閾値Ｔｈを最初に超えたＰｋ４が山として検出されることになる。
【００３０】
ところで、原稿がＣＣＤの読取範囲よりも小さい場合等には、画像データは原稿台カバーの画像を含むことになる。そうした画像データは、ヒストグラムにおいて原稿台カバーの色に対応する濃度の画素数が多くなる。原稿台カバーは、読み取った画像データへの影響を少なくするために白色をしているので、図５（ｅ）に示すようにハイライト側に閾値Ｔｈを超える山Ｐｋ５ができる場合がある。この山Ｐｋ５は、原稿の下地とは無関係であるため、検出対象から外す必要がある。
【００３１】
そこで、図５（ｆ）に示すように、画素数の閾値としてＴｈ１、Ｔｈ２（ただし、Ｔｈ１＞Ｔｈ２）の２つ用意して、原稿台カバーの色に対応するハイライト側からＷｔの範囲の濃度に対しては閾値Ｔｈ１を適用し、それ以外の範囲の濃度に対しては閾値Ｔｈ１より小さい値の閾値Ｔｈ２を適用するものとする。これにより、原稿台カバーの色に基づくＰｋ５が山として認識されずに、ハイライト側から閾値Ｔｈ２を最初に超えたＰｋ６が山として検出されることになる。
【００３２】
ここで、閾値Ｔｈは、ヒストグラムの総画素数に対する割合で指定することができる。例えば、閾値Ｔｈを全画素に対するｎ％として指定する場合、閾値Ｔｈ＝（１ラインの画素数×ｎ）／１００で求めることができる。ただし、どのようなｎを用いるかについては、閾値Ｔｈ１、閾値Ｔｈ２ごとに実験的に定めておくようにする。また、閾値Ｔｈ１を適用する幅Ｗｔについても、原稿台カバーの色等に基づいてあらかじめ設定しておくようにする。
【００３３】
なお、下地濃度推定部１３３は、図６に示すように閾値を超える山が検出できないときは、推定すべき下地濃度ＤＢが検出できない旨を下地除去閾値決定部１３６に出力する。後述するように、閾値を超える山が検出できないラインは、前ラインと同じ下地除去値を用いて下地除去を行なう（図１０処理Ｓ１０８参照）。このため、下地濃度ＤＢが検出できなかったラインについてはその旨を下地除去閾値決定部１３６に出力するようにしている。
【００３４】
下地濃度画素数正規化部１３４は、下地濃度推定部１３３により推定された下地濃度ＤＢに対応する画素数を正規化する。１ラインに含まれる画素数は、解像度、原稿幅に応じて変わるため、後述する下地除去基準値を定めるにあたり上記推定された下地濃度ＤＢに対応する画素数を正規化しておく。ここでは、以下の式により、画素数を０〜１０００の範囲で正規化するものとする。すなわち、正規化された下地濃度の画素数＝下地濃度画素数×１０００／１ラインに含まれる画素数とする。
【００３５】
下地除去基準値設定部１３５は、推定された下地濃度ＤＢに対して下地除去閾値の基準代となる下地除去基準値αを設定する。ここで、下地除去基準値αは、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、推定された下地濃度ＤＢに対してシャドー側に加算する量である。推定された下地濃度ＤＢに下地除去基準値αを加えた値（ＤＢ＋α）がそのラインの仮の下地除去閾値となる。仮としたのは、後述するように最終的な下地除去閾値は、前のラインの下地除去閾値との関係で定められるからである。ただし、処理を一層簡素化するために、推定された下地濃度ＤＢに下地除去基準値αを加えた値（ＤＢ＋α）をそのラインの下地除去閾値としてもよい。
【００３６】
ここで、推定された下地濃度ＤＢに対する下地除去基準値αは、その下地濃度ＤＢで正規化された画素数が大きいほど小さくなり、正規化された画素数が小さいほど大きくなる傾向をもつように定める。これは、下地濃度ＤＢの全範囲にわたり画素数が正規化されたヒストグラムを想定したとき、一般に、正規化された画素数が大きいほど、図７（ａ）に示すように、山（Ｐｋ７）の先鋭度が高くなり、それから推定される下地濃度ＤＢのブレが少なく、また正規化された画素数が小さいほど、図７（ｂ）に示すように、山（Ｐｋ８）の先鋭度が低くなり、それから推定される下地濃度ＤＢのブレが大きくなると考えられるからである。
【００３７】
図８は、下地除去基準値αの設定方法の一例を示す図である。本例では、推定された下地濃度ＤＢで正規化された画素数に応じて下地除去基準値αが定められる関数を用いている。この関数は、正規化された画素数ｘがｘ１未満の場合は、α＝ｙ１となり、正規化された画素数ｘがｘ２以上の場合は、α＝ｙ２となり（ただし、ｘ１＜ｘ２、ｙ１＞ｙ２）、正規化された画素数ｘがｘ１以上ｘ２未満の場合は、α＝｛（ｙ２−ｙ１）×ｘ＋ｙ１×ｘ２−ｙ２×ｘ１｝／（ｘ２−ｘ１）となるように定められている。ここで、ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２は、実験的に定めておくようにする。
【００３８】
下地除去閾値決定部１３６は、Ｎ行目のライン（以下、ラインＮと称する）の仮下地除去閾値（ＤＢ＋α）と、Ｎ−１行目のライン（即ち、ライン（Ｎ−１））の下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）とから、ラインＮの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）を決定する。なお、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）は、８ビットあるいは５ビットのＧデータの濃度で定められ、その濃度以下の画素が下地除去部１４０によって除去されることになる。すなわち、平滑化前のヒストグラムを用いてもよいし、平滑化後のヒストグラムを用いてもよい。
【００３９】
Ｎ−１行目ラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）は、前ライン下地除去閾値記憶部１３８に記憶されている。ただし、頁の１行目のライン（即ち、Ｎ＝１）の場合は、その前の行のラインの下地除去閾値が存在しないため、下地除去閾値初期値記憶部１３７に格納された初期値をＣｕｔ（０）として用いて各頁の１行目のラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（１）を決定する。このため、初期値記憶部１３７には、あらかじめ下地除去閾値の標準的な初期値を格納しておく。ただし、記憶部１３７を用いずに、１行目のラインの仮下地除去閾値だけを用いて、下地除去閾値Ｃｕｔ（１）を決定するようにしてもよい。
【００４０】
具体的には、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）は、Ｃｕｔ（Ｎ）＝（１−Ｗ）×（ＤＢ＋α）＋Ｗ×Ｃｕｔ（Ｎ−１）という式で決定するものとする。ここで、Wは重み係数である。値（ＤＢ＋α）は、ラインＮの仮下地除去閾値であるから、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）は、ラインＮの仮下地除去閾値と、ライン（Ｎ−１）の下地除去閾値とを、それぞれ係数（１−Ｗ）とＷとで重み付けして足し合わせる線形結合となる。
【００４１】
すなわち、重み係数Ｗが小さいほど、現在処理中のラインの仮下地除去閾値(ＤＢ +α)の影響が大きく、重み係数Ｗが大きいほど、その前のラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）の影響が大きくなる。本実施形態では、原稿の読み始めの頃のライン（Ｎ＝１，２，３，…）ほど、そのライン（ラインＮ）自身の仮下地除去閾値（ＤＢ＋α）の影響が比較的大きく、その後は、前のライン（ライン（Ｎ−１））の下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）の影響が大きくなるようにＷを設定するものとする。これにより、下地除去閾値がラインごとに急激に変化しないようにしている。また、原稿の読み始めの頃のラインは原稿の端(例えば図９のベース領域)であるため画像データに下地部分が多く、下地濃度ＤＢの推定精度が高いことが期待されるため、そのライン自身の仮下地除去閾値（ＤＢ＋α）の影響を大きくしている。そして、下地割合の低下により下地濃度ＤＢの推定精度が落ちるおそれのある原稿の中間部以降のラインＮ、ライン（Ｎ＋１）では、読み始めのラインＮの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）の影響が大きくなるようにしている。
【００４２】
具体的には、図９に示すような関数形を有する重み係数Ｗを用いるものとする。本図の例では、原稿の読み始めの１行目のラインをＷ＝０．５とし、Ｂ行目のラインがＷ＝１．０となるように漸次Ｗが単調増加し、その後は、Ｗ＝１．０となるように定められている。１行目からのＢａｓｅ部分のライン数Ｂは、実験的に定めておくようにする。
【００４３】
なお、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）が過度に大きくなることを防ぐために、下地除去閾値の閾値ＴｈＣを定めておき、算出されたＣｕｔ（Ｎ）がＴｈＣを超える場合は、下地除去閾値をＴｈＣとするようにする。
【００４４】
次に、下地除去閾値設定部１３０における下地除去閾値の設定処理について図１０のフローチャートを参照して説明する。まず、処理対象のラインＮとして１を設定する（Ｓ１０１）。そして、画像データのＮ行目のラインを画像データ格納部１２０から読み込む（Ｓ１０２）。そして、読み込んだ画像データに基づいてヒストグラムを作成する（Ｓ１０３）。上述のように、本実施形態では８ビットで示されたＧの値を用いてヒストグラムを作成するものとする。
【００４５】
次いで、下地濃度ＤＢの推定を行なう（Ｓ１０４）。図１１は、下地濃度の推定処理（Ｓ１０４）を説明するフローチャートである。下地濃度の推定処理では、まず、ヒストグラムの平滑化を行なう（Ｓ１０４１）。ヒストグラムの平滑化では、上述のように、各画素のＧデータ８ビットのうち上位５ビットを用いてヒストグラムを再構成し、平滑化されたヒストグラムを得る。
【００４６】
平滑化されたヒストグラムに対して、図５（ｆ）に示したような所定の下地濃度範囲別に異なる値を有する画素数の閾値を設定する（Ｓ１０４２）。具体的には、幅Ｗｔのハイライト側の濃度範囲に閾値Ｔｈ１を設定し、それ以外の濃度範囲にＴｈ１より低い閾値Ｔｈ２を設定する。
【００４７】
そして、これらの閾値を超えるハイライト側の即ちハイライト側から見て最初の山を検出する（Ｓ１０４３）。検出された場合（Ｓ１０４３：Ｙｅｓ）はその山に対応する濃度を下地濃度ＤＢと推定し（Ｓ１０４４）、検出されなかった場合（Ｓ１０４３：Ｎｏ）は、下地濃度の推定失敗（Ｓ１０４５）とする。
【００４８】
次いで、下地濃度の推定処理（Ｓ１０４）の結果が確認され（図１０のＳ１０５）、下地濃度ＤＢが推定された場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）は、下地除去基準値αを設定する（Ｓ１０６）。下地除去基準値の設定では、推定された下地濃度ＤＢに対応する画素数を正規化し、図８に示したようなあらかじめ定められた関数にしたがって下地除去基準値αを求める。上述のように下地除去基準値αは、正規化された画素数が大きいほど小さくなり、正規化された画素数が小さいほど大きくなる傾向をもつように定められている。
【００４９】
下地除去基準値αを設定すると、Ｎ行目のラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）を算出する（Ｓ１０７）。Ｎ行目のラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）は、Ｎ行目のラインの仮下地除去閾値（ＤＢ＋α）とＮ−１行目のラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）とに基づいて重み係数Ｗによって定められる。重み係数Ｗは、原稿の読始め頃の部分は、Ｎ行目のラインの仮下地除去閾値（ＤＢ＋α）の重みが比較的大きく、以降はＮ−１行目のラインの下地除去閾値の重みが大きくなるように定められている。ただし、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）は所定の閾値ＴｈＣを超えないように定められる。
【００５０】
一方、下地濃度の推定処理の結果、下地濃度ＤＢが推定できなかった場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）は、Ｎ−１行目のラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）をＮ行目のラインの下地除去閾値として設定する（Ｓ１０８）。
【００５１】
Ｎ行目のラインの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）が決定すると、決定された下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）で、前ライン下地除去閾値記憶部１３８を更新する（Ｓ１０９）。そして、決定された下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）を下地除去部１４０に通知して、下地除去部１４０がＮ行目のラインの下地除去を実行する（Ｓ１１０）。下地除去では、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）以下の濃度の画素データが除去される。
【００５２】
未処理のラインがある場合には（Ｓ１１１：Ｎｏ）、Ｎ＝Ｎ＋１として（Ｓ１１２）、次のラインに対する処理を行なう。全てのラインに対する下地除去処理を終えると（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【００５３】
（変更例）
上記の実施形態においては、画像読取部１１０による画像データの読み込み単位として、最小の処理単位であるライン単位を想定したが、その他の読み込み単位を採用しても、上記の実施形態と同様の手順による下地除去処理が可能である。例えば、複数本のラインで構成される画素領域や、その他、画像データの所定の画素数の画素領域を読み込み単位とすることができる。
【００５４】
図１２は、図３に示した下地除去閾値設定部１３０の変更例の構成を示すブロック図である。変更例に係る下地除去閾値設定部２３０は、下地除去閾値設定部１３０における前ライン下地除去閾値記憶部１３８の代わりの処理部として、前画素領域下地除去閾値記憶部２３８を設けたものであり、その他の処理部１３１〜１３７ の構成は下地除去閾値設定部１３０と基本的に同じである。前画素領域下地除去閾値記憶部２３８は、後述するように、Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）を、N回目に読み込む画素領域の処理のために記憶する。
【００５５】
図１３は、下地除去閾値設定部２３０における下地除去閾値の設定処理のための制御動作を示すフローチャートである。図１３を用いて、下地除去閾値設定部２３０を構成する処理部を説明する。本変更例では、ライン単位に限ることなく、特定の画素領域を画像データの読み込み単位として想定する。そして、下地除去閾値設定部２３０は、Ｎ回目の読み込みでＮ番目の画素領域を読み込むものとする。まず、パラメータＮとして１を設定する（Ｓ２０１）。そして、画像データのＮ番目の画素領域を画像データ格納部１２０から読み込む（Ｓ２０２）。そして、読み込んだ画素領域の画像データに基づいてヒストグラムを作成する（Ｓ２０３）。本変更例でも８ビットで示されたＧの値を用いてヒストグラムを作成するものとする。
【００５６】
次いで、下地濃度ＤＢの推定を行なう（Ｓ２０４）。この推定処理は、図１１に示したフローチャートに従うものであり、まず、ヒストグラムの平滑化を行なう（Ｓ１０４１）。ヒストグラムの平滑化では、各画素のＧデータ８ビットのうち上位５ビットを用いてヒストグラムを再構成し、平滑化されたヒストグラムを得る。平滑化されたヒストグラムに対して、図５（ｆ）に示したような所定の下地濃度範囲別に異なる値を有する画素数の閾値を設定する（Ｓ１０４２）。具体的には、幅Ｗｔのハイライト側濃度範囲に閾値Ｔｈ１を設定し、それ以外の濃度範囲にＴｈ１より低い閾値Ｔｈ２を設定する。そして、これらの閾値を超えるハイライト側の最初の山を検出する（Ｓ１０４３）。検出された場合（Ｓ１０４３：Ｙｅｓ）はその山に対応する濃度を下地濃度ＤＢと推定し（Ｓ１０４４）、検出されなかった場合（Ｓ１０４３：Ｎｏ）は、下地濃度の推定失敗（Ｓ１０４５）とする。
【００５７】
次いで、下地濃度の推定処理（Ｓ２０４）の結果が確認され（図１３のＳ２０５）、下地濃度ＤＢが推定された場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）は、下地除去基準値αを設定する（Ｓ２０６）。下地除去基準値の設定では、推定された下地濃度ＤＢに対応する画素数を正規化し、図８に示したようなあらかじめ定められた関数にしたがって下地除去基準値αを求める。下地除去基準値αは、正規化された画素数が大きいほど小さくなり、正規化された画素数が小さいほど大きくなる傾向をもつように定められている。
【００５８】
下地除去基準値αを設定すると、Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）を算出する（Ｓ２０７）。Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）は、Ｎ回目に読み込んだ画素領域の画像データの仮下地除去閾値（ＤＢ＋α）とＮ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）との線形結合により、Ｃｕｔ（Ｎ）＝（１−Ｗ）×（ＤＢ＋α）＋Ｗ×Ｃｕｔ（Ｎ−１）として定められる。ここで、Ｗは重み係数である。重み係数Ｗは、パラメータＮの値が小さいほど（つまり、原稿の読み込み開始時に近いほど）、小さくなるように定められている。ただし、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）は所定の閾値ＴｈＣを超えないように定められる。
【００５９】
一方、下地濃度の推定処理の結果、下地濃度ＤＢが推定できなかった場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）は、Ｎ−１回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ−１）をＮ回目に読み込んだ画素領域の画像データの下地除去閾値として設定する（Ｓ２０８）。
【００６０】
Ｎ回目に読込まれた画素領域の画像データの下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）が決定すると、決定された下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）で、前画素領域下地除去閾値記憶部２３８を更新する（Ｓ２０９）。そして、決定された下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）を下地除去部１４０に通知して、下地除去部１４０がＮ回目に読込まれた画素領域の画像データの下地除去を実行する（Ｓ２１０）。下地除去では、下地除去閾値Ｃｕｔ（Ｎ）以下の濃度の画素データが除去される。
【００６１】
未処理の画素領域がある場合には（Ｓ２１１：Ｎｏ）、Ｎ＝Ｎ＋１として（Ｓ２１２）、次の画素領域に対する処理を行なう。全ての画素領域に対する下地除去処理を終えると（Ｓ２１１：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【００６２】
以上説明したように、上記実施の形態及びその変更例によれば、簡易な処理で高速に下地除去閾値を決定できる画像処理装置及び画像処理方法が提供される。簡易な処理で下地除去閾値を決定できるため、下地除去の処理に費やすＣＰＵ２１の負荷が少なくなり、他の処理に負荷を割り当てることができるようになる。また、高速に下地除去閾値を決定できるため、特に、本実施形態に示したように１ライン毎に下地除去量を求める場合など、高速性が要求される場面に特に有効である。さらに、下地除去処理に関する処理部をハードウェアで実現する場合には、小規模かつ簡単な回路構成とすることができるため、開発期間および評価工数を削減することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…画像読取装置
２０…コントローラ
２１…ＣＰＵ
２２…ＲＯＭ
２３…ＲＡＭ
２４…インタフェース
３０…画像読取機構
１１０…画像読取部
１２０…画像データ格納部
１３０…下地除去閾値設定部
１３１…ヒストグラム作成部
１３２…ヒストグラム平滑部
１３３…下地濃度推定部
１３４…下地濃度画素数正規化部
１３５…下地除去基準値設定部
１３６…下地除去閾値決定部
１３７…下地除去閾値初期値記憶部
１３８…前ライン下地除去閾値記憶部
１４０…下地除去部
１５０…画像出力部
２３８…前画素領域下地除去閾値記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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