(57)【要約】【課題】入力画像における配色を的確に判別し、限定色化することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】入力画像から色空間上における３次元ヒストグラムをヒストグラム作成部１１で作成し、その３次元ヒストグラムから頻度が極大となるピーク色をピーク色抽出部１２で抽出する。代表色選択部１３では、紙色と黒色とを結ぶ線分と各ピーク色との最短距離を示すベクトルを求め、そのベクトルの方向及び明度差等を用いて複数のピーク色の統合を行い、また統合される複数のピーク色から残すピーク色を選択して代表色とする。このような方法によって入力画像における配色を的確に代表色として抽出することができる。画素値置換部１４では、入力画像の各画素の色を、代表色のいずれかに置換し、これによって入力画像を限定色化する。【選択図】図１
2008065803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像から色空間上におけるヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラム作成手段で作成されたヒストグラムから頻度が極大となるピーク色を抽出するピーク色抽出手段と、前記ピーク色の特徴量から複数のピーク色を統合するか否かを判断するとともに統合する複数のピーク色から代表色として残すピーク色の選択を行う代表色選択手段と、前記代表色選択手段で選択した前記代表色に前記入力画像の各画素の色を置換する置換手段を有し、前記代表色選択手段は、紙色と黒色とを結ぶ線分と各ピーク色との最短距離を示すベクトルを求め、該ベクトルの方向及び明度差を少なくとも前記特徴量として用いて複数のピーク色の統合を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記代表色選択手段は、ピーク色の彩度、色相、明度、頻度、頻度の微分値の少なくとも１つを用いて、前記代表色として残すピーク色を選択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】
前記代表色選択手段は、紙色と黒色、あるいは前記代表色の紙色と黒色とを結ぶ線分への射影点と該代表色とを結ぶ線分の近傍に存在するピーク色について、代表色の追加抽出を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
さらに、前記ヒストグラム作成手段で作成されたヒストグラムに対して分布の重心に近いほど係数を大きくした３次元形状フィルタ処理を行うフィルタ処理手段を有し、前記ピーク色抽出手段は、前記フィルタ処理手段による３次元形状フィルタ処理が施されたヒストグラムから前記ピーク色を抽出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記代表色選択手段は、前記ピーク色のうち最も明度が低いピーク色が黒色とみなせるか否かを判断し、黒色とみなせる場合には当該ピーク色を前記紙色と線分で結ぶ黒色として設定し、黒色とみなせない場合には所定の黒色を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
コンピュータに、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置の機能を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像中に使用されている色数を低減する限定色化の処理が行われている。この限定色化の処理によって、画像中に含まれる各種のノイズやムラ、例えば画像が画像読取装置で原稿画像を読み取ったものである場合には、原稿の印刷ムラや読み取り時のスキャンノイズ、手書き部分がある場合には手書きムラなどを低減することができる。また画像を圧縮する場合には、圧縮ノイズを低減し、また圧縮率を向上させることができる。
【０００３】
限定色化の処理は、画像中で使用されている色からいくつかの代表色を選択し、その代表色に画像中の色を置き換えてゆくことにより実現される。この代表色を選択するための従来の技術として、例えば特許文献１に記載されている方法がある。この方法は、まず画像中で使用されている色のヒストグラムを作成して極大点を抽出し、ある基準点から極大点へのベクトルを用いて極大点をクラスタリングし、それぞれのクラスタに分類された極大点のうち色の値が最小となる（最も黒に近い）極大点を代表値として選択するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−６１９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、入力画像における配色を的確に判別し、限定色化することができる画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願請求項１に記載の発明は、入力画像から色空間上におけるヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラム作成手段で作成されたヒストグラムから頻度が極大となるピーク色を抽出するピーク色抽出手段と、前記ピーク色の特徴量から複数のピーク色を統合するか否かを判断するとともに統合する複数のピーク色から代表色として残すピーク色の選択を行う代表色選択手段と、前記代表色選択手段で選択した前記代表色に前記入力画像の各画素の色を置換する置換手段を有し、前記代表色選択手段は、紙色と黒色とを結ぶ線分と各ピーク色との最短距離を示すベクトルを求め、該ベクトルの方向及び明度差を少なくとも前記特徴量として用いて複数のピーク色の統合を行うことを特徴とする画像処理装置である。
【０００７】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成における代表色選択手段が、ピーク色の彩度、頻度、頻度の微分値の少なくとも１つを用いて、前記代表色として残すピーク色を選択することを特徴とする画像処理装置である。
【０００８】
本願請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の構成における代表色選択手段が、紙色と黒色、あるいは前記代表色の紙色と黒色とを結ぶ線分への射影点と該代表色とを結ぶ線分の近傍に存在するピーク色について、代表色の追加抽出を行うことを特徴とする画像処理装置である。
【０００９】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置に加えて、さらに、前記ヒストグラム作成手段で作成されたヒストグラムに対して分布の重心に近いほど係数を大きくした３次元形状フィルタ処理を行うフィルタ処理手段を有し、前記ピーク色抽出手段は、前記フィルタ処理手段による３次元形状フィルタ処理が施されたヒストグラムから前記ピーク色を抽出することを特徴とする画像処理装置である。
【００１０】
本願請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の構成における代表色選択手段が、前記ピーク色のうち最も明度が低いピーク色が黒色とみなせるか否かを判断し、黒色とみなせる場合には当該ピーク色を前記紙色と線分で結ぶ黒色として設定し、黒色とみなせない場合には所定の黒色を設定することを特徴とする画像処理装置である。
【００１１】
本願請求項６に記載の発明は、コンピュータに、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置の機能を実行させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本願請求項１に記載の発明によれば、本発明の構成を有していない場合に比較して、入力画像における配色を的確に判別して代表色を選択することができ、その代表色を用いて限定色化することができる。また、入力画像の下地色が白でない場合であっても対応することができる。
【００１３】
本願請求項２に記載の発明によれば、本願請求項１に記載の発明の効果に加え、本願請求項１に記載の発明よりも的確に代表色の選択を行うことができる。
【００１４】
本願請求項３に記載の発明によれば、本願請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加え、本願請求項１、２に記載の発明で代表色として抽出されなかった主要な色を改めて代表色として再抽出することができる。
【００１５】
本願請求項４に記載の発明によれば、本願請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、本願請求項１、２に記載の発明よりも的確にピーク色の抽出を行うことができ、これによって、本願請求項１、２に記載の発明よりも的確な代表色の選択を行うことができる。
【００１６】
本願請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、ピーク色の統合を行う際の基準となる線分の端点となる黒色を確実に設定することができ、これによりピーク色の統合及び代表色の選択、さらに代表色を用いた限定色化を請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明よりも的確に行うことができる。
【００１７】
本願請求項６に記載の発明によれば、本願請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。図中、１１はヒストグラム作成部、１２はピーク色抽出部、１３は代表色選択部、１４は画素値置換部である。ヒストグラム作成部１１は、入力画像の各画素の色値を計数して、色空間上におけるヒストグラムを作成する。
【００１９】
ピーク色抽出部１２は、ヒストグラム作成部１１で作成されたヒストグラムから、頻度が極大となるピーク色を抽出する。なお、ピーク色の抽出の際に紙色となるピーク色についても特定しておく。
【００２０】
代表色選択部１３は、ピーク色抽出部１２で抽出されたピーク色の特徴量から、複数のピーク色を統合するか否かを判断するとともに、統合する複数のピーク色から代表色として残すピーク色の選択を行う。ピーク色を統合するか否かの判断は、紙色と黒色とを結ぶ線分と各ピーク色との最短距離を示すベクトルを求め、そのベクトルの方向及び明度差を少なくとも特徴量として用いて行うことができる。また、統合する場合にいずれのピーク色を残すかは、各ピーク色の彩度、頻度、頻度の微分値の少なくとも１つを用いて判断することができる。
【００２１】
なお、ベクトルを求める際の線分の端点となる紙色はピーク色抽出部１２で特定したピーク色を用いることができる。また黒色については、ピーク色のうち最も明度が低いピーク色が黒色とみなせるか否かを判断し、黒色とみなせる場合には当該ピーク色を、黒色とみなせない場合には所定の黒色を設定すればよい。
【００２２】
画素値置換部１４は、代表色選択部１３で選択した代表色に、入力画像の各画素の色を置換する。これにより、入力画像は使用されている色が代表色に限定されることとなり、限定色化の処理が行われる。
【００２３】
上述の構成について、さらに説明してゆく。図２は、ヒストグラム作成部１１の一例の説明図である。図中、２１は画素値量子化部、２２はヒストグラム算出部である。色空間におけるヒストグラムは、色値ごとに画素数を計数して求めてもよいが、膨大なデータ量となるため、ここでは色値を量子化して、ある程度の範囲で色値をまとめて画素数の計数を行う例を示している。
【００２４】
図２（Ａ）に示した構成例では、ヒストグラム作成部１１は画素値量子化部２１及びヒストグラム算出部２２を有している。画素値量子化部２１は、各画素の色値について量子化する。例えば各色成分について下位の数ビットを切り捨てることにより、色値を量子化することができる。図２（Ｂ）に示す例では、ＲＧＢ色空間についてそれぞれの色成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）について３分割し、ＲＧＢ色空間全体として３×３×３個のブロックについて画素数を計数する例を示している。もちろん、この例では図示の都合上、分割数を少なくして荒いブロックで計数する例を示しているが、実際の量子化の精度は任意に設定することができる。例えばスキャナなどで読み取った画像では、原稿上で一様な色の領域でも微妙な色の違いが発生している場合がある。このような場合でも、この画素値量子化部２１によって画素値を量子化することによって、微妙な色の違いを同じ色値にまとめて計数することができるという利点もある。
【００２５】
ヒストグラム算出部２２は、量子化された色値を計数して、色空間における３次元のヒストグラムを作成する。図２（Ｃ）には、ＲＧＢ色空間におけるヒストグラム分布の一例を示している。各画素の量子化された色値を計数することによって、計数値（０以外）は例えばハッチングを施して示したように、多くの場合は色空間中の一部に分布することになる。以降の説明では、この０以外の計数値が分布する部分空間のみを示す。
【００２６】
図３は、ピーク色抽出部１２の一例の説明図である。図中、３１は二次微分フィルタ、３２は紙色抽出部である。上述のように、ピーク色抽出部１２はヒストグラム作成部１１で作成された３次元のヒストグラムから、頻度が極大となるピーク色を抽出する。そのための構成として、ここでは二次微分フィルタ３１を設けている。この二次微分フィルタ３１によって３次元ヒストグラムに対して３次元の二次微分フィルタ処理を施すことにより、３次元ヒストグラム中の極大値（ピーク色）を抽出することができる。この二次微分フィルタ３１は、公知の技術を適用可能である。もちろん、例えば一次微分フィルタ処理など、二次微分フィルタ処理以外の処理によってピーク色を抽出してもよく、また複数のピーク色の抽出処理を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
二次微分フィルタ３１によって抽出されたピーク色を、図３（Ｂ）に黒丸で示している。入力画像中で使用されている主な色や、特に他とは異なる色彩の色などがピーク色として抽出される。
【００２８】
この例ではピーク色抽出部１２において紙色を抽出するための紙色抽出部３２を設けている。この紙色抽出部３２は、例えば新聞紙や色紙などを原稿として読み取った画像などのように、背景色が白でない場合にも対応するためのものである。紙色抽出部３２は、二次微分フィルタ３１で得られた二次微分値と明度をパラメータとする関数により、紙色を特定することができる。多くの場合には、画像の背景色は頻度が高くなっており、二次微分フィルタ３１で得られたピーク色の一つが紙色として抽出される。もちろん、背景色の抽出処理を別途行ってもよい。また、所定の色を紙色として、この紙色抽出部３２を設けずに構成することも可能である。紙色として抽出された色を図３（Ｃ）において白丸で示している。
【００２９】
図４は、代表色選択部１３の一例を示すブロック図である。図中、４１は黒色判定部、４２は代表色抽出部、４３は低彩度色排除部である。上述のように、代表色選択部１３では、ピーク色抽出部１２で抽出されたピーク色の中から、入力画像の各画素を置き換えるべき代表色を選択する。そのための構成として、図４に示す例では黒色判定部４１、代表色抽出部４２、低彩度色排除部４３を有している。
【００３０】
黒色判定部４１は、代表色抽出部４２で紙色と線分で結ぶ黒色の設定を行う。まず、ピーク色抽出部１２で抽出されたピーク色のうち、最も明度が低いピーク色について、そのピーク色が黒色とみなせるか否かを判断する。例えば明度が所定値以下であるなどの条件により判断することができる。黒色とみなせる場合には、そのピーク色を黒色として設定する。また、黒色とみなせない場合には、所定の黒色を設定する。例えば黒を用いていない画像などでは、所定の黒色を設定すればよい。
【００３１】
代表色抽出部４２は、ピーク色抽出部１２で抽出した紙色と、黒色判定部４１で設定した黒色を用いて、ピーク色抽出部１２で抽出したピーク色の中から代表色を抽出する。代表色の抽出は、紙色と黒色とを結ぶ線分を考え、この線分と各ピーク色との最短距離を示すベクトルを求める。そして、このベクトルの方向及び明度差などを用いて、類似する色をまとめるとともに、まとめるピーク色のうちいずれを代表色として残すかを判定する。具体的な処理については後述する。
【００３２】
低彩度色排除部４３は、抽出された代表色のうち、低彩度色を排除して代表色を決定する。低彩度色はほとんどグレーとなり、代表色として黒色に置き換えることが可能である。また、低彩度色は明度軸または擬似明度軸付近に存在しており、この領域は色相値の変化が大きいので、代表色抽出部４２にて誤抽出する可能性がある。そのため、ここでは低彩度の代表色は削除している。もちろん、この処理を行わなくてもよい。
【００３３】
上述の代表色抽出部４２についてさらに説明する。図５は、代表色抽出部４２の動作の一例を示すフローチャートである。Ｓ５１において、ピーク色抽出部１２で抽出されたピーク色の中から処理していない２個のピーク色の組み合わせを選択する。
【００３４】
Ｓ５２において、２つのピーク色を統合するか否かを判断する。このピーク色を統合するか否かの判断は、例えば以下のようにして行うことができる。図６は、代表色抽出部４２におけるピーク色の統合処理の一例の説明図である。まず、色空間において紙色と黒色とを結ぶ線分を考える。この線分は、紙色が白色とは限らないため明度軸と一致するとは限らないが、擬似的な明度軸と考えることができる。この線分と、処理対象の２つのピーク色との最短距離を示すベクトルを求める。図６においては、ベクトルＶ１，Ｖ２として示している。
【００３５】
このベクトルＶ１とベクトルＶ２との関係として、まず、ベクトルＶ１とベクトルＶ２のなす角度Δθを求める。この角度Δθは、擬似明度軸に対する色相の変化量を示している。この変化量が小さい場合には、類似した色である可能性が高いので、統合の対象となる。
【００３６】
また、２つのピーク色の明度差ΔＬ＊を求める。明度差が小さい場合には、類似した色である可能性が高いので、統合の対象となる。
【００３７】
このようにして得られた角度Δθと明度差ΔＬ＊とから、２つのピーク色を統合するか否かを総合的に判断する。すなわち、色相の変化量を示す角度Δθが小さくても、大きく明度が異なると違う色と認識される場合が多くなる。また、明度差ΔＬ＊が小さくても、色相差が大きい場合には、当然ながら違う色として認識される。そのため、両者がともに小さい場合に、２つのピーク色は統合の対象であると判断することができる。具体的には、例えば評価関数Ｈ１として
Ｈ１＝ａ×Δθ＋ｂ×ΔＬ＊    （ａ，ｂは定数）
とし、算出されたＨ１の値が所定の閾値より小さい場合に、統合すると判断することができる。
【００３８】
Ｓ５２における判断で、統合しないと判断された場合にはＳ５４へ進み、統合すると判断された場合には、Ｓ５３において、統合する２つのピーク色のうち、一方を削除して他方を残し、残したピーク色に実質的に統合する。何れを残すかを判定する方法としては、統合するピーク色の彩度や頻度、頻度の微分値などを用いることができる。具体的には、彩度としては先に求めたベクトルＶ１、Ｖ２の長さ｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜を用いることができ、ピーク色の頻度（ヒストグラムにおける計数値）をｆｒｅｑ（Ｖ１）、ｆｒｅｑ（Ｖ２）、頻度の微分値を（ｆｒｅｑ（Ｖ１））’、（ｆｒｅｑ（Ｖ２））’とするとき、評価関数Ｇｉとして
Ｇｉ＝ｃ×｜Ｖｉ｜＋ｄ×ｆｒｅｑ（Ｖｉ）＋ｅ×（ｆｒｅｑ（Ｖｉ））’
としてＧ１、Ｇ２を算出する。ここで、ｃ，ｄ，ｅは定数、ｉ＝１，２である。算出されたＧ１とＧ２を比較し、Ｇ１＞Ｇ２であればＧ１に対応するピーク色を残すものと判断し、Ｇ１≦Ｇ２であればＧ２に対応するピーク色を残すものと判断すればよい。残すと判断された以外のピーク色については削除する。
【００３９】
Ｓ５４において、未処理の２個のピーク色の組み合わせが残っているか否かを判断し、残っている場合にはＳ５１へ戻って未処理の組み合わせについて処理を繰り返す。すべての組み合わせについて処理を行ったら、代表色抽出部４２における処理を終了する。
【００４０】
図７は、代表色抽出部４２における統合処理後のピーク色の一例の説明図である。図６に示した紙色及び黒色以外のピーク色について、類似したピーク色は図７において◎で示したピーク色に統合される。削除されたピーク色は破線の○により示している。
【００４１】
このような統合処理で残ったピーク色を代表色として抽出し、代表色抽出部４２の出力とする。抽出された代表色のうち、低彩度の代表色については低彩度色排除部４３で排除され、残った代表色が代表色選択部１３において選択された代表色となる。なお、紙色および黒色については代表色として残しておく。このようにして、入力画像中の配色を的確に判別して代表色とすることができる。
【００４２】
上述の代表色の抽出方法では、擬似明度軸と、各処理対象のピーク色との最短距離を示すベクトルの向きが異なり、あるいは位置が離れているピーク色を代表色として抽出した。そのため、代表色に対応するベクトルの途中に存在するピーク色は統合され、抽出されない。また、擬似明度軸に近い色も低彩度色排除部４３で排除しているので抽出されない。これらの抽出されずに統合されたピーク色の中にも、代表色として抽出した方がよい色が含まれている場合がある。このような場合に対応して、追加して代表色を抽出する方法について説明する。
【００４３】
図８は、代表色の追加抽出の処理の一例を示すフローチャート、図９は、代表色の追加抽出の処理の一例の説明図である。まず図８のＳ１０１において、再抽出を行う領域を設定する。この領域の設定は、色Ｃ１と色Ｃ２を設定することにより行い、色Ｃ１と色Ｃ２を結ぶ線分付近に存在するピーク色の中から、代表色とすべき色があれば、その色を抽出する。色Ｃ１，Ｃ２は、擬似明度軸に近い代表色を追加する場合には、紙色と黒色とする。また、擬似明度軸と代表色との最短距離を示す線分の途中の色を代表色に追加する場合には、代表色の擬似明度軸への射影点と代表色を色Ｃ１，Ｃ２とする。
【００４４】
Ｓ１０２において、色Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分付近のピーク色を注目色Ｃｋとする。例えば色Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分から所定の距離の範囲内に存在するピーク色を注目色Ｃｋとすればよい。色Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分付近に複数のピーク色が存在していることもあるが、その場合には、それぞれを注目色Ｃｋとして以下に説明するＳ１０３〜Ｓ１０６の処理をそれぞれ行う。
【００４５】
Ｓ１０３において、ベクトルＶ（Ｃ１，Ｃｋ）とベクトルＶ（Ｃｋ，Ｃ２）のなす角度αを求める。図９（Ａ）には、色Ｃ１，Ｃ２，Ｃｋおよび各ベクトルと角度αの関係を示している。注目色Ｃｋは、色Ｃ１と色Ｃ２を結ぶ線分に近い色である。このとき、ベクトルＶ（Ｃ１，Ｃｋ）とベクトルＶ（Ｃｋ，Ｃ２）のなす角度αを求めると、図示した角度αが求まる。この角度αは、注目色Ｃｋが線分Ｃ１Ｃ２に近いときに小さくなる。線分から同じだけ離れていても、色Ｃ１と色Ｃ２の中間では角度αは小さくなるが、例えば色Ｃ１の脇に存在するとベクトルＶ（Ｃ１，Ｃｋ）の線分との角度が大きくなり、角度αは大きくなる。同様に色Ｃｋが色Ｃ２の脇に存在するとベクトルＶ（Ｃｋ，Ｃ２）と線分との角度が大きくなり、角度αは大きくなる。
【００４６】
Ｓ１０４において、注目色Ｃｋについて、線分の方向（ベクトルＶ（Ｃ１，Ｃ２）の方向）の頻度の２次微分値Ｆ２を求める。頻度分布はヒストグラム作成部１１で作成された３次元のヒストグラムを利用すればよい。また２次微分値は、例えば図９（Ｂ）に示すようなフィルタを用いて算出すればよい。なお、実際には３次元のフィルタとなるが、ここでは図示の都合上、２次元で示している。また、図９（Ｂ）に示した例では図９（Ａ）に示した線分Ｃ１Ｃ２に対応した４５度の角度の２次元微分フィルタの係数マトリクスの一例を示したものである。各係数は線分の方向によって変化する。また、フィルタの大きさは任意である。この２次微分値Ｆ２は、ピーク色である注目色Ｃｋが周囲の色に比べてどの程度突出して使用されているかを示すものである。
【００４７】
Ｓ１０５において、Ｓ１０３で求めた角度αと、Ｓ１０４で求めた２次微分値Ｆ２とから評価値Ｈ２を求める。評価値Ｈ２は、例えば角度αが小さいほど、また２次微分値Ｆ２が大きいほど、大きな値を出力する評価関数により算出することができる。なお、評価値Ｈ２は、注目色Ｃｋの頻度値で正規化しておくとよい。
【００４８】
Ｓ１０６において、Ｓ１０５で算出した評価値Ｈ２と所定の閾値とを比較し、評価値Ｈ２が閾値よりも大きければ、注目色Ｃｋを代表色として仮抽出する。なお、上述のようにＳ１０３からＳ１０６までの処理は、線分Ｃ１Ｃ２に近いピーク色が複数存在している場合にはそれぞれのピーク色を代表色Ｃｋとして実施する。これによって、代表色として仮抽出される注目色Ｃｋも１つとは限らず、複数抽出される場合がある。もちろん、評価値Ｈ２によっては１つも抽出されない場合もある。
【００４９】
Ｓ１０７において、Ｓ１０６で代表色として仮抽出された注目色Ｃｋが複数存在している場合に、それらのうち色空間における距離が近い（例えば所定の閾値以内の）ものをグループ化し、そのグループに属する注目色Ｃｋのうち評価値Ｈ２が最も大きいものを代表色として追加抽出する。あるいは、グループに属する注目色Ｃｋから任意の２個を選び、色空間において一定距離内にある場合には評価値Ｈ２が大きいピーク色を代表色候補として残し、他方のピーク色は代表色候補から外すようにする。この手順を繰り返し、残った代表色候補を代表色として抽出してもよい。このようにして、線分Ｃ１Ｃ２の間に存在していた代表色として抽出すべきであった色が追加抽出されることになる。
【００５０】
なお、図８に示した代表色の追加抽出処理は、Ｓ１０１で選択する色Ｃ１，Ｃ２を変更して複数回行ってもよい。例えば上述のように、色Ｃ１，Ｃ２として紙色と黒色を選択してグレーの代表色を抽出し、また代表色抽出部４２で抽出したそれぞれの代表色とその代表色の擬似明度軸への射影点とから、それぞれ代表色の追加抽出を行うとよい。このときの代表色の追加抽出処理は、代表色抽出部４２で抽出した全ての代表色に対して行ってもよい。これにより、同色相の複数色が存在する場合であって、代表色抽出部４２にて代表色を抽出しきれない場合でも、代表色が追加抽出されることになる。また、グレーの代表色の追加抽出は、代表色抽出部４２で誤検出を含めて抽出し、低彩度色排除部４３で排除した低彩度の代表色について、精度よく再抽出するものである。
【００５１】
図１０は、追加抽出される代表色の一例の説明図である。図１０（Ａ）には色Ｃ１，Ｃ２として紙色と黒色を選択した場合について示しており、線分の近くにピーク色Ｃｋ１〜Ｃｋ４が存在している例を示している。この例の場合、ピーク色Ｃｋ１〜Ｃｋ４をそれぞれ注目色とし、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理を行う。各ピーク色Ｃｋ１〜Ｃｋ４に対応する評価値Ｈ２が所定の閾値より大きいものを代表色として仮抽出する。例えば４つとも代表色として仮抽出されたとする。この４つのピーク色は色空間において一定距離内にあるような互いに近い色であることから、これら４つのピーク色をグループ化し、評価値Ｈ２が最も大きいものを代表色として抽出する。例えばピーク色Ｃｋ１の評価値Ｈ２が最も大きいとすれば、ピーク色Ｃｋ１を代表色として抽出し、他のピーク色Ｃｋ２〜Ｃｋ４は代表色とはしない。あるいは、ピーク色Ｃｋ１〜Ｃｋ４から任意の２個を選び、色空間において一定距離内にある場合には評価値Ｈ２が大きいピーク色を代表色候補として残し、他方のピーク色は代表色候補から外すようにする。この手順を繰り返し、残った代表色候補（ここではピーク色Ｃｋ１）を代表色として抽出する。このようにして、色Ｃ１，Ｃ２として紙色と黒色を選択した場合について、代表色としてピーク色Ｃｋ１を追加して抽出できた。
【００５２】
図１０（Ｂ）には、色Ｃ２として代表色抽出部４２で抽出した代表色を、色Ｃ１としてその代表色の擬似明度軸への射影点を選択した場合について示している。また、線分Ｃ１Ｃ２の近くにピーク色Ｃｋ５〜Ｃｋ７が存在している例を示している。これらのピーク色Ｃｋ５〜Ｃｋ７は、擬似明度軸との最短距離を示すベクトルの方向が、代表色Ｃ２と擬似明度軸との最短距離を示すベクトルの方向を向いているため、代表色抽出部４２における処理では統合対象となったものである。
【００５３】
この例の場合も、ピーク色Ｃｋ５〜Ｃｋ７をそれぞれ注目色とし、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理を行う。例えば各ピーク色Ｃｋ１〜Ｃｋ４に対応する評価値Ｈ２が所定の閾値より大きく、３つとも代表色として仮抽出されたとする。この３つのピーク色は互いに近い色であることから、これら３つのピーク色をグループ化し、評価値Ｈ２が最も大きいものを代表色として抽出する。例えばピーク色Ｃｋ６の評価値Ｈ２が最も大きいとすれば、ピーク色Ｃｋ６を代表色として抽出し、他のピーク色Ｃｋ５、Ｃｋ７は代表色とはしない。あるいはピーク色Ｃｋ５〜Ｃｋ７から任意の２個を選び、色空間において一定距離内にある場合には評価値Ｈ２が大きいピーク色を代表色候補として残し、他方のピーク色は代表色候補から外すようにする。この手順を繰り返し、残った代表色候補（ここではピーク色Ｃｋ６）を代表色として抽出する。このようにして、代表色抽出部４２で抽出した代表色をもとに、ピーク色Ｃｋ６を代表色として追加して抽出できた。
【００５４】
図１１は、代表色抽出部４２におけるピーク色の統合処理の別の例の説明図である。この例では、各ピーク色と紙色とを通る直線を考え、この直線が近い位置に存在する場合に、対応するピーク色を統合する。このとき、統合するピーク色のうち、なるべく紙色から離れる色を選択する。このようにしてピーク色を統合してゆき、残ったピーク色を代表色として一旦抽出する。このようにして抽出された代表色を図１１（Ａ）において黒丸で示している。
【００５５】
このような方法による代表色の抽出は従来から行われているが、代表色として抽出された色と紙色との間に存在している代表的な色については抽出されない。そこで、図８で説明した方法により、色Ｃ１，Ｃ２として紙色と抽出された代表色を選択し、代表色の追加抽出を行う。
【００５６】
例えば図１１（Ｂ）に示した例では、点線の丸印および二重丸で示したピーク色が紙色と代表色（黒丸）との間にいくつか固まって存在している。このような場合、点線の丸印および二重丸で示したピーク色が黒丸で示した代表色に統合されてしまうと、色の違いが大きくなる。図８に示した方法により各代表色と紙色との間に存在するピーク色から代表色の追加抽出を行うことによって、例えば二重丸で示したピーク色が代表色として追加抽出される。これによって、紙色からなるべく遠い色だけでなく、その中間に存在する色についても、利用頻度が高く他の色と識別できる色が代表色として抽出されることになる。
【００５７】
図１２は、画素値置換部１４の一例の説明図である。図中、６１は射影直線算出部、６２は置換部である。上述のように、画素値置換部１４では、入力画像の各画素の色を、代表色選択部１３で選択した代表色のうちのいずれかに置換する。この処理を行うために、入力画像の各画素の色から、置換すべき代表色を選択する必要がある。この代表色を選択するための一つの方法について示しておく。なお、図１２（Ｂ）、（Ｃ）において、白丸は紙色を、黒丸は代表色を、○に＋が入力画像のある画素の色を、それぞれ示している。
【００５８】
射影直線算出部６１は、紙色とその他の各代表色とを通る直線を算出する。この直線を射影直線とする。図１２（Ｂ）においては、白丸で示した紙色と、それ以外の３つの代表色のそれぞれを通る直線を示している。
【００５９】
置換部６２は、射影直線算出部６１で算出した各射影直線と、置換対象の入力画像の画素の色との距離を求める。図１２（Ｃ）においては、置換対象の画素の色から各射影直線への垂線を示している。この垂線の長さが置換対象の画素の色から各射影直線への距離となる。その距離が最も短い射影直線に対応する紙色以外の代表色を選択し、その選択した代表色に置換対象の画素の色を置換する。なお、紙色からの距離が所定範囲内の色については、紙色に置換する。このようにして、入力画像の各画素の色は、それぞれ、紙色を含む代表色のいずれかに置換され、これによって使用されている色が代表色に限定された出力画像が得られる。
【００６０】
なお、代表色を選択する方法は、上述の方法に限られるものではない。例えば、入力画像上で置換対象の画素の周囲の色の平均色を求め、色空間上でその平均色と置換対象の画素の色との差分ベクトルを含む線分に距離が最も近い代表色を選択し、差分ベクトルの長さが所定の長さ以下の場合には置換対象の画素の色に最も近い代表色を選択するという方法を用いてもよい。もちろん、そのほかの種々の公知の方法を用いることもできる。
【００６１】
図１３は、本発明の第２の実施の形態を示すブロック図、図１４は、フィルタ処理部１５のフィルタ係数の概念図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して重複する説明を省略する。１５はフィルタ処理部である。この第２の実施の形態では、ヒストグラム作成部１１とピーク色抽出部１２との間にフィルタ処理部１５を設けた構成を示している。
【００６２】
フィルタ処理部１５は、ヒストグラム作成手段で作成されたヒストグラムに対して、例えば図１４に示すように分布の重心に近いほど係数を大きくした３次元形状フィルタ処理を行う。例えば図１４（Ａ）における分布の重心が対象画素（この例ではフィルタ領域の中心の画素）の右下４５度に存在する場合、図１４（Ｂ）に具体例を示したような係数マトリクスを用いてフィルタ処理を行えばよい。ここでは図示の関係上、２次元でしか示していないが、実際には分布の重心と対象画素の３次元の位置関係に応じた３次元の係数マトリクスを用いてフィルタ処理を行うことになる。
【００６３】
この３次元形状フィルタ処理によって、色空間上における分布の端部で且つ分布の重心から離れる方向に頻度が減少していくような部分がピークとして残りやすくなる。これにより、次のピーク色抽出部１２でピーク色を抽出する際には、本来原稿に存在していた可能性の高い分布端部のピーク色を抽出されやすくすることができる。そのため、入力画像中で特徴のある色をピーク色として抽出でき、代表色として選択されるようになる。
【００６４】
このフィルタ処理部１５で３次元形状フィルタ処理を行った後の３次元ヒストグラムがピーク色抽出部１２に渡され、３次元ヒストグラムの中からピーク色が抽出されることになる。そのほかの構成については、上述の第１の実施の形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６５】
図１５は、本発明の画像処理装置の機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。図中、７１はプログラム、７２はコンピュータ、８１は光磁気ディスク、８２は光ディスク、８３は磁気ディスク、８４はメモリ、９１はＣＰＵ、９２は内部メモリ、９３は読取部、９４はハードディスク、９５，９６はインタフェース、９７は通信部である。
【００６６】
上述の各実施の形態やその変形例として説明した本発明の画像処理装置の各部の機能の一部または全部を、コンピュータにより実行可能なプログラム７１によって実現することが可能である。その場合、そのプログラム７１およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも可能である。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取部９３に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取部９３にプログラムの記述内容を伝達できるものである。例えば、光磁気ディスク８１，光ディスク８２（ＣＤやＤＶＤなどを含む）、磁気ディスク８３，メモリ８４（ＩＣカード、メモリカードなどを含む）等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。
【００６７】
これらの記憶媒体にプログラム７１を格納しておき、例えばコンピュータ７２の読取部９３あるいはインタフェース９５にこれらの記憶媒体を装着することによって、コンピュータからプログラム７１を読み出し、内部メモリ９２またはハードディスク９４に記憶し、ＣＰＵ９１によってプログラム７１を実行することによって、本発明の画像処理装置の機能を実現することができる。あるいは、ネットワークなどを介してプログラム７１をコンピュータ７２に転送し、コンピュータ７２では通信部９７でプログラム７１を受信して内部メモリ９２またはハードディスク９４に記憶し、ＣＰＵ９１によってプログラム７１を実行することによって、本発明の画像処理装置の機能を実現してもよい。なお、コンピュータ７２には、このほかインタフェース９６を介して様々な装置と接続することができ、例えば情報を表示する表示装置やユーザが情報を入力する入力装置等も接続されている。
【００６８】
もちろん、一部の機能についてハードウェアによって構成することもできるし、すべてをハードウェアで構成してもよい。あるいは、他の構成とともに本発明も含めたプログラムとして構成することも可能である。例えば複写機などの画像読取装置や画像形成装置を含む装置において制御プログラムとともに１つのプログラムとして構成し、画像読取装置で読み取られた画像に対して限定色化の処理を行うように構成することもできる。もちろん、他の用途に適用する場合には、その用途におけるプログラムとの一体化も可能である。なお、コンピュータ７２が画像読取装置または画像形成装置のいずれかあるいは双方を有する構成、あるいは他の構成を有していてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】ヒストグラム作成部１１の一例の説明図である。
【図３】ピーク色抽出部１２の一例の説明図である。
【図４】代表色選択部１３の一例を示すブロック図である。
【図５】代表色抽出部４２の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】代表色抽出部４２におけるピーク色の統合処理の一例の説明図である。
【図７】代表色抽出部４２における統合処理後のピーク色の一例の説明図である。
【図８】代表色の追加抽出の処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】代表色の追加抽出の処理の一例の説明図である。
【図１０】追加抽出される代表色の一例の説明図である。
【図１１】代表色抽出部４２におけるピーク色の統合処理の別の例の説明図である。
【図１２】画素値置換部１４の一例の説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図１４】フィルタ処理部１５のフィルタ係数の概念図である。
【図１５】本発明の画像処理装置の機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１１…ヒストグラム作成部、１２…ピーク色抽出部、１３…代表色選択部、１４…画素値置換部、１５…フィルタ処理部、２１…画素値量子化部、２２…ヒストグラム算出部、３１…二次微分フィルタ、３２…紙色抽出部、４１…黒色判定部、４２…代表色抽出部、４３…低彩度色排除部、６１…射影直線算出部、６２…置換部、７１…プログラム、７２…コンピュータ、８１…光磁気ディスク、８２…光ディスク、８３…磁気ディスク、８４…メモリ、９１…ＣＰＵ、９２…内部メモリ、９３…読取部、９４…ハードディスク、９５，９６…インタフェース、９７…通信部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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