(57)【要約】【課題】従来の局所的な二色化を用いた裏写り補正方式では補正できなかった、広い裏写りを補正することができるカラー画像処理方法を提供する。【解決手段】このカラー画像処理方法は、紙面にカラー印刷された原稿を入力して得られるデジタルカラー原画像に対して、裏写り成分を特定するための局所処理に用いる局所窓関数で切り取られる画像範囲をＡとした場合、該Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、裏写りや敷き写りを選択的に軽減して補正する場合、該Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる原稿前面の印刷内容の背景色に関する情報、または原稿背面の印刷内容に関する情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、選択的に補正する。また、前処理として適当な画像分割処理を施し、均一性の高い領域にのみ選択的に上記の裏写り補正処理を施すようにしてもよい。【選択図】        図３
2004312118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙面にカラー印刷された原稿を入力して得られるデジタルカラー原画像に対して、裏写り成分を特定するための局所処理に用いる局所窓関数で切り取られる画像範囲をＡとした場合、該Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、裏写りや敷き写りを選択的に軽減して補正するカラー画像処理方法において、該Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる原稿前面の印刷内容の背景色に関する情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、選択的に補正することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー画像処理方法において、前記Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる原稿背面の印刷内容に関する情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、選択的に補正することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカラー画像処理方法において、前記Ａの周囲に設定された複数の局所窓関数から得られる原稿前面の印刷内容の背景色に関する情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、選択的に補正することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項４】
前処理として適当な画像分割処理を施し、均一性の高い領域にのみ選択的に、請求項１乃至４のいずれかに記載のカラー画像処理方法を施すことを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のカラー画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムを搭載したカラー画像処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像処理方法、カラー画像処理装置、プログラムおよび記録媒体に関し、より詳細には、デジタルカラー画像処理において裏写りや敷き写りを軽減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナ、デジタルカメラ、デジタル複写機等の画像入力装置の普及により、本、雑誌、カタログ、広告、新聞等の紙媒体の文書画像も、カラー入力されるのが一般的になってきている。
これらの画像入力装置を用いて入力する場合、透過率の高い薄い用紙の両面に印刷されているときには裏面の画像が透けて、表面の画像の中に混ざって入力される「裏写り」が生じてしまう。
さらに、カラー文書の場合には、背景色が一様でなく、絵柄、模様、写真が混在していることが多い。
【０００３】
このため、入力された画像から「裏写り」を除去する問題は、画質向上のために重要でありながら、取り扱いの難しいものとされてきた。
裏写り補正に関する技術は、機械的な方法と、画像処理による方法とに大別される。
機械的な方法は、圧板の反射率を低く押さえて、片面の画像から裏写り成分を軽減する方法であるが、デジタルデータに直接適用できないため、デジタルデータ環境が普及されている今日では問題である。
【０００４】
また、圧板等の機械的な工夫無しに、画像処理により片面の画像から裏写り成分を検出・軽減することを目的とした方式としては、特許文献１の「画像データ処理装置」がある。この特許文献１の方式は、原稿の輝度のヒストグラムの分布からノイズ除去の閾値を決定することにより、通常の画像のみならず汚れの多い画像にも対応することをねらっている。
【０００５】
しかし、画像全体のヒストグラムが予め必要となることに加え、ノイズを除去する閾値を適応的に変化させるだけであるから、例えば、中間調領域に生じた裏写りに対しては、中間調ごと除去するか、または、そのまま裏写りが残るかのいずれかになってしまう。
【０００６】
また、特許文献２、特許文献３や特許文献４の技術も特許文献１と同様に、いずれも画像の濃度ヒストグラムを予め用意した評価関数の値により、画像濃度分布を適応的に変化させるものであり、特許文献１と同じ問題点を持っている。
【０００７】
また、特許文献５や特許文献６の技術は、１枚の画像のみを入力し、画像全体に対するヒストグラムを用いないで裏写り補正の画像処理をしている。
特許文献５の技術は、主に入力画像から抽出されたエッジ情報により裏写りと前景画像を分離し、裏写り領域を選択的に補正する。
即ち、裏写りのある画素（以下ターゲット画素）周辺にエッジのない画素によるランを構成し、ラン内部の画像特徴量によりターゲット画素を置換することで、裏写りを補正する。
【０００８】
しかし、この技術では、ランを超える大きさの裏写りを補正することはできないが、極端な例として、原稿の裏面を塗りつぶすような広い裏写りも考えられること、および、前面印刷内容の均一領域の広さが裏写りを超えることが保証されないことから、上記ランの大きさには制限がかけられる。
【０００９】
また、特許文献６の技術は、読取画像を部分領域に分割し、領域ごとに裏写りの検出と補正を行う。裏写り検出の閾値算出において、注目領域の暫定閾値と周辺の隣接する複数の部分領域の適用閾値との加重平均により、注目領域の閾値を算出する。裏写りと紙面色を特定するための二色化における分離境界についての情報が、処理領域の外からもたらされるのであって、処理領域を超える大きさの裏写りは、やはり補正できない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−３０７５７号公報
【特許文献２】
特開平１０−６５９２１号公報
【特許文献３】
特開平１０−２５７３２５号公報
【特許文献４】
特開平１１−１８７２６６号公報
【特許文献５】
特開２００１−１６９０８０号公報
【特許文献６】
特開２００２−３１４７９０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の裏写り補正方式では、裏写り検出のための局所窓を超える大きさの裏写りは補正することができなかった。
また、この局所窓を単純に大きくする方式では、実効的な出力画像の解像度が低下するため、原稿前面の印刷内容の再現性が低下することが問題である。
【００１２】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、従来の局所的な二色化を用いた裏写り補正方式では補正できなかった、広い裏写りを補正することができるカラー画像処理方法、カラー画像処理装置、カラー画像処理方法を実行するプログラムおよびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１は、紙面にカラー印刷された原稿を入力して得られるデジタルカラー原画像に対して、裏写り成分を特定するための局所処理に用いる局所窓関数で切り取られる画像範囲をＡとした場合、該Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、裏写りや敷き写りを選択的に軽減して補正するカラー画像処理方法において、該Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる原稿前面の印刷内容の背景色に関する情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、選択的に補正することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載のカラー画像処理方法において、前記Ａの周囲に設定された局所窓関数Ｂから得られる原稿背面の印刷内容に関する情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、選択的に補正することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３は、請求項１または２に記載のカラー画像処理方法において、前記Ａの周囲に設定された複数の局所窓関数から得られる原稿前面の印刷内容の背景色に関する情報を用いて、該Ａ内部の裏写り成分を検出し、選択的に補正することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項４は、前処理として適当な画像分割処理を施し、均一性の高い領域にのみ選択的に、請求項１乃至４のいずれかに記載のカラー画像処理方法を施すことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項５は、請求項１乃至４のいずれかに記載のカラー画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
また、本発明の請求項６は、請求項５に記載のプログラムを搭載したカラー画像処理装置である。
また、本発明の請求項７は、請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１８】
以上の構成により、従来の局所的な二色化を用いた裏写り補正方式では補正できなかった、広い裏写りを補正することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るカラー画像処理装置の好適な実施形態を説明する。
図１は、本発明の１実施形態に係るカラー画像処理装置のハードウェアの構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態のカラー画像処理装置は、カラー画像を入力するスキャナ、デジタルカメラ等からなる画像入力機器１、入力されたカラー画像や処理過程における種々のデータ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６、処理の途中経過や結果をユーザに提示するＣＲＴや液晶ディスプレイ等からなる表示装置２、必要に応じてユーザが処理に必要なパラメータを入力するキーボード３、（後述する）一連の処理を実行するプログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７、ＲＯＭ７に記憶されたプログラムを実行させて一連の処理を行うＣＰＵ５、一連の処理の結果として生成された裏写り除去画像をＲＡＭ６から読み出し出力する画像印刷機器（プリンタ）４からなり、これらの構成要素はデータバスで接続されている。
【００２０】
後述する処理の実行中に作られる中間データ（縮小カラー画像、カラー変換画像、エッジ強度画像、二値エッジ画像、背景色画像、二値エッジ差分画像、裏写り除去画像等）は、作成・修正が行われてＲＡＭ６に蓄積される。
【００２１】
図２は、本実施形態におけるカラー画像処理手順を説明するためのフローチャートである。
先ず、画像入力機器１によって、原稿を読み取り、Ａ／Ｄ変換した後、読み取られた画素ごとにＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色の画像信号として画像データを出力する。また、画像信号にシェーディング補正やγ補正などの処理も行う（ステップＳ１）。
【００２２】
入力された画像データに対して平滑化や色空間の変換などを施して後段で色特徴量の抽出がしやすいように前処理を行う（ステップＳ２）。入力画像の種類によってはこの処理を省いてもよい。
平滑化には、例えば平滑化参照範囲内の画素値の平均を用いてもよいし、適当な間引きを行ってもよい。また、この色空間変換は、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間などに変換することをいう。
【００２３】
前処理された画像データに裏写り補正処理を施し、その結果の画像データに対して、孤立点除去や色補正、モアレ低減等の一般的な画像処理を行う（ステップＳ３）。
この裏写り補正処理には、下記基準を満たすものであるならば、補正方法を特に限定するものではない。
・両面印刷された原稿を片面からスキャンした画像のみを用いる。
・入力画像のうち、裏写りが生じている部分を選択的に補正する。
【００２４】
画像処理で処理された画像データに色分解フィルタやインクの濁り成分を除去する色補正を施し、その結果に対して墨生成、下色除去を行い、出力装置の特性に合わせてγ変換し、ディザ処理や誤差拡散法によって画像の中間調を再現するように画像データの後処理をする（ステップＳ４）。
後処理部から出力された画像データにしたがって駆動し、画像を画像印刷機器４へ出力する（ステップＳ５）。
【００２５】
本発明は、原稿前面の印刷内容と原稿背面の印刷内容を局所的に見た場合に、相関が低いことを利用して裏写り補正を行う。
例えば、原稿上の位置ａから位置ｂにおける画像の変化を考えたとき、原稿背面の印刷内容が均一である場合には、位置ａにおいて推定された原稿背面の印刷内容（裏写り成分に相当する）に関する推定値と、位置ｂにおける原稿背面の印刷内容の推定値とは近い値をとることが期待される。この傾向は、位置ａから位置ｂの範囲で原稿前面の印刷内容が変化している場合でも同じである。
【００２６】
次に、位置ａと位置ｂとから形成される局所窓関数の内部領域を二色化して、この局所窓関数の内部領域の裏写り成分と、原稿前面の印刷内容の背景色を推定する場合を考える。このとき得られる２色のうち、明るい方が原稿前面の印刷内容の本来の背景色に、暗い方は原稿前面の印刷内容の背景色に裏写り成分が加わったものに相当すると考えられる。
従って、両者の差異として、原稿背面の印刷内容の推定値が得られることになる。
【００２７】
この場合、上記位置ａにおける、原稿前面の印刷内容の本来の背景色に関する推定値に所定の割合を乗じた値を位置ｂにおける局所窓関数に加えることで、位置ｂにおける原稿前面の印刷内容の本来の背景色の推定精度を高めることができる。
【００２８】
また、同様に、原稿背面の印刷内容の推定値を用いることもできる。この場合、原稿前面の印刷内容の本来の背景色、原稿背面の印刷内容の推定値、検出された裏写りに関する上記関係も同時に用いる必要がある。
【００２９】
現在裏写り補正処理を施している位置ａの周囲に複数の処理済の領域がある場合には、それらの領域から得られる原稿前面の印刷内容の背景色に関する推定値の加重平均などを用いて、推定精度を高めることができる。また、上述したように原稿背面の印刷内容の推定値に関しても同様の処理が可能である。
【００３０】
図３は、本実施形態における裏写り検出と補正処理を説明するためのフローチャートである。
先ず、画像入力機器１から入力されたカラー画像に対して、主に裏写り軽減処理として考えているため、読み込んだ画像データにスキャナガンマ補正などの処理を施した後のデジタルデータに前処理を施した画像データを入力する（ステップＳ１１）。
【００３１】
次に、入力画像データから、文字や写真などの「原稿の前面に印刷されている内容」を抽出し、後段の補正処理の対象から外すことで保護する（ステップＳ１２）。前面に印刷された内容の特徴として、例えば、文字などは強いエッジ強度を示すので、エッジ強度に対する閾値処理で前面印刷か否かを判断してもよい。また画像入力機器（スキャナ）の特性などが分かっている場合には、その情報をもとに、画素値そのものや、輝度値に対する閾値処理を施すことでも前景画素を判別・保護する。
入力画像の種類によってはこの処理を省いてもよい。
【００３２】
次に、これらの情報をもとにして、入力画像データを分割して、均一性の高い領域を抽出する（ステップＳ１３）。前面に印刷された内容の再現性を高く保つために、均一性の高い領域にのみ裏写り補正処理を施してもよい。
【００３３】
分割された領域をさらに複数の局所窓関数（例えば、Ｎ個）で切り取られる領域に分割する（ステップＳ１４）。このｉ番目の局所窓関数を局所窓関数ｉと呼び、最初はｉ＝１とする。
【００３４】
局所窓関数ｉの内部領域を二色化する（ステップＳ１５）。この二色化するときのカラークラスタリングは、通常、反復計算を必要とするが、ここでは、画像の四元数表現とモーメント保持原理に基づく、高速カラー閾値化アルゴリズム「Ｓ．Ｃ．  Ｐｅｉ  ａｎｄ  Ｃ．Ｍ．  Ｃｈｅｎｇ，  ”Ｃｏｌｏｒ  ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｂｙ  ｕｓｉｎｇ  ｂｉｎａｒｙ  ｑｕａｔｅｒｎｉｏｎ−ｍｏｍｅｎｔ−ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  ｖｏｌ．  ８，  ｎｏ．  ５，  ｐｐ．  ６１４  −  ６２８，  １９９９．」を用いることにより、計算の効率化をはかる。
このとき得られる２色を局所窓関数ｉの代表色と呼び、明るいほうの代表色をＬ（ｉ）、暗いほうの代表色をＤ（ｉ）とする。
【００３５】
この二色化処理のとき、既に周囲の局所窓関数ｊ（ｊ＜ｉ）で裏写り補正処理が行われている場合には、そこで得られた原稿前面の印刷内容の本来の背景色に相当するＬ（ｊ）に所定の割合αを乗じた値、周囲の複数の局所窓関数で計算されているＬの中から選んだ値、あるいは、それらのＬを加重平均等の合成式で合成した値を局所窓関数ｉに加えた後、二色化処理を行う。
【００３６】
Ｌ（ｉ）とＤ（ｉ）の差異として定義される原稿背面の印刷内容の推定値Ｂ
Ｂ＝｜Ｌ（ｉ）−Ｄ（ｉ）｜、  （｜ａ｜は、値ａの絶対値を表す。）
を算出して、以降の局所窓関数ｉを処理するときに使用するために保持する（ステップＳ１６）。
ここで局所窓関数ｉの周囲の領域において、推定値Ｂが均一に近い場合にのみ、この推定値Ｂを用いて裏写りを補正するようにしてもよい。
【００３７】
局所窓関数ｉの内部領域を原稿前面の印刷内容の本来の背景色に相当するＬ（ｉ）で置換し（ステップＳ１８）、ｉを１つ進め（ステップＳ１９）、全ての局所窓関数ｉを処理するまで（ｉがＮになるまで）、ステップＳ１５へ戻って繰り返す（ステップＳ２０）。
【００３８】
図４は、裏写りを持つ入力画像の例と、その入力画像の裏写り補正結果を示している。図４（Ａ）は、前面の印刷の文字「ＧＡＢＡ」、「ＮＨ３」に裏の青い画像領域１０が裏写りとして入力された入力画像を示している。図４（Ｂ）は、本発明の裏写り補正を行った後の画像を示しており、文字などの前面の印刷内容は保存され、裏写り成分が選択的に補正されている。
【００３９】
図５は、本発明の裏写り補正方式の処理を説明するための図である。枠１１で示された局所窓関数１で推定された原稿前面の印刷内容の背景色に関する情報が枠１２で示される隣接する局所窓関数２の処理時にも用いられる。また、局所窓関数２の処理で算出された原稿前面の印刷内容の背景色に関する情報が枠１３で示される局所窓関数３の処理でも用いられるが、局所窓関数３の内部領域の画素値の分布は局所窓関数１の内部領域の画素値の分布に類似しているので、局所窓関数３での裏写り成分と前面の印刷内容の背景色の推定への影響は小さい。
【００４０】
尚、上述の実施形態では、プログラムの記録媒体をＲＯＭ７としているが、他の記録媒体、例えば、半導体媒体（例えば、不揮発性のメモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれの形態の記録媒体で提供されてもよい。
あるいは、ネットワーク等の通信網を介して記憶装置に格納されたプログラムをサーバコンピュータから直接供給を受けるようにしてもよい。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
【００４１】
プログラムを上記のような記録媒体へ記録した場合、この記録媒体を媒体駆動装置に装着して、記録されたプログラムを記憶装置（図示しない）にインストールし、このインストールされたプログラムをＣＰＵ５が実行する。
このように、プログラムを格納した記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記憶した記録媒体も本発明を構成することになる。
【００４２】
また、プログラムを実行することにより上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することによって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４３】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能であるのは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来の局所的な二色化を用いた裏写り補正方式では補正できなかった、広い裏写りを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラー画像処理装置のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるカラー画像処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】本実施形態における裏写り検出と補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】裏写りを持つ入力画像の例と、その入力画像の裏写り補正結果の画像である。
【図５】本発明の裏写り補正方式の処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１…画像入力機器、２…表示装置、３…キーボード、４…画像印刷機器、５…ＣＰＵ、６…ＲＡＭ、７…ＲＯＭ、１０…青い画像領域、１１，１２，１３…局所窓関数に対応する枠。
【図１】
2004312118.tif 000003
【図２】
2004312118.tif 000004
【図３】
2004312118.tif 000005
【図４】
2004312118.tif 000006
【図５】
2004312118.tif 000007