(57)【要約】  【課題】  原稿を光学的に読み取った画像に含まれる下地の濃度を調整する画像処理方法、画像処理装置、及びコンピュータプログラムの提供。  【解決手段】  シェーディング補正部から出力されたＲＧＢ信号に対し、ハイライト領域の階調数が取れるようなガンマ補正を第１ガンマ変換部５３１により施し、画像再生に適したガンマ補正を第２ガンマ変換部５３２により施す。そして、第１ガンマ変換部５３１によりガンマ補正されたＲＧＢ信号に基づいて下地検出部５３３が下地検出を行い、その検出結果を受けて下地補正部５３４が第２ガンマ変換部５３２からのＲＧＢ信号に対して下地補正を施す。【選択図】      図３
2005354188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号に基づいて該入力画像信号が構成する画像に含まれる下地領域を検出し、検出結果に応じた画像処理を行う画像処理方法において、
第１のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第１補正信号を生成するステップと、生成した第１補正信号に基づいて前記画像の下地領域を検出するステップと、前記第１のガンマ値と異なる第２のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第２補正信号を生成するステップと、生成した第２補正信号に対して、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行うステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
入力画像信号に基づいて該入力画像信号が構成する画像に含まれる下地領域を検出し、検出結果に応じた画像処理を行う画像処理装置において、
第１のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施す第１補正手段と、前記ガンマ値と異なる第２のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施す第２補正手段と、前記第１補正手段により補正して得られた第１補正信号に基づいて前記画像の下地領域を検出する検出手段と、前記第２補正手段により補正して得られた第２補正信号に対して、前記検出手段の検出結果に応じた濃度変換処理を施す手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記下地領域に対応する領域内の前記第１補正信号による画像の階調数が前記第２補正信号による画像の階調数よりも多くなるように前記第１及び第２のガンマ値を定めてあ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】
前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第１補正信号の濃度値との対応関係を規定するテーブル、又は前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第２補正信号の濃度値との対応関係を規定するテーブルの何れか一方を記憶する手段と、該手段に記憶されたテーブルに基づいて他方のテーブルを生成する手段とを備え、前記第１及び第２補正手段は、それぞれのテーブルを用いてガンマ補正を施すようにしてあることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第１補正信号の濃度値との対応関係を規定する関数、又は前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第２補正信号の濃度値との対応関係を規定する関数の何れか一方を記憶する手段と、該手段に記憶された関数に基づいて他方の関数を生成する手段とを備え、前記第１及び第２補正手段は、それぞれの関数を用いてガンマ補正を施すようにしてあることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１つに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記濃度変換処理を前記第２補正信号に施して得られた画像を出力する手段を備えることを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか１つに記載の画像処理装置。
【請求項７】
原稿の画像を読み取る手段を更に備え、該手段により読み取られた画像に基づいて出力すべき画像を生成するようにしてあることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
コンピュータに、入力画像信号に基づいて該入力画像信号が構成する画像に含まれる下地領域を検出させるステップと、コンピュータに、検出結果に応じた画像処理を行わせるステップとを有するコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、第１のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第１補正信号を生成させるステップと、コンピュータに、生成させた第１補正信号に基づいて前記画像の下地領域を検出させるステップと、コンピュータに、前記第１のガンマ値と異なる第２のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第２補正信号を生成させるステップと、コンピュータに、生成させた第２補正信号に対して、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行わせるステップとを有することを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿を光学的に読み取った画像に含まれる下地の濃度を低減させるための画像処理方法、画像処理装置、及び該画像処理装置を実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナ装置等の画像読取装置において原稿画像を読み取り、読み取られた画像データに基づいて画像形成装置により印字出力を行う場合、読み取られた画像データをそのまま画像形成装置で出力すると、下地かぶりや裏写り等の現象が発生することがある。このため、読み取られた画像データに対して、画像形成装置での出力前に下地かぶりや裏写り等を検出し、その検出結果に基づいて濃度調整を施して下地を除去することが一般的に行われている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
図１０は従来の下地補正の手順を示すフローチャートである。まず、画像読取装置において原稿スキャンを行い（ステップＳ２１）、画像読取装置による入力画像データを濃度に対してリニアになるように変換する（ステップＳ２２）。そして、変換画像データから下地の検出を行う（ステップＳ２３）。例えば、特許文献１に記載された手法では、ＲＧＢデータの最大値と最小値との差分が予め定められた閾値よりも小さい場合、ＲＧＢデータの最小値を下地候補として抽出し、この中で一番小さい値を下地濃度として検出するようにしている。
【０００４】
次いで、下地を検出したか否かを判断し（ステップＳ２４）、下地を検出した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、検出した下地レベル（下地濃度）に応じて下地除去テーブルを選択し（ステップＳ２５）、下地を検出していない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、下地除去なしテーブルを選択する（ステップＳ２６）。そして、選択したテーブルにより変換画像データについて濃度変換を行い（ステップＳ２７）、下地の除去を実行する。
【特許文献１】特開平１１−２７５５０号公報
【特許文献２】特開２００３−５１９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したフローチャートでは、下地の検出を行う前段（ステップＳ２２）において反射率リニアなＲＧＢデータを濃度リニアなデータに変換する処理を行っているが、このような処理は、反射率をＲ、濃度をＤとした場合、Ｄ＝−ｌｏｇ10Ｒで表されるガンマ曲線に従ってガンマ補正を行うことにより実現することができる。このガンマ補正は、一般的に画像再生に適した補正であり、ハイライト領域（低濃度領域）の階調性が乏しくなる傾向にある。しかしながら、下地領域の検出にはハイライト領域の情報が重要となるため、ガンマ補正によってハイライト領域の階調性が低下した画像を用いて下地の検出を行った場合、良好に下地を検出することができない場合が生じるという問題点を有している。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、第１のガンマ値を用いたガンマ補正を入力画像信号に施して第１補正信号を生成し、生成された第１補正信号に基づいて下地領域を検出し、第１のガンマ値と異なる第２のガンマ値を用いたガンマ補正を入力画像信号に施して第２補正信号を生成し、生成した第２補正信号に対して、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行う構成とすることにより、入力画像に含まれる下地領域を良好に検出した上で下地の濃度を調整するための濃度変換処理を実行することができる画像処理方法、画像処理装置、及び該画像処理装置を実現するためのコンピュータプログラム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】
本発明に係る画像処理方法は、入力画像信号に基づいて該入力画像信号が構成する画像に含まれる下地領域を検出し、検出結果に応じた画像処理を行う画像処理方法において、第１のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第１補正信号を生成するステップと、生成した第１補正信号に基づいて前記画像の下地領域を検出するステップと、前記第１のガンマ値と異なる第２のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第２補正信号を生成するステップと、生成した第２補正信号に対して、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行うステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、下地領域を検出する前段において施すガンマ補正と、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行う前段において施すガンマ補正とを異なるガンマ値を用いて実行するようにしているため、下地領域の検出に適したガンマ値、及び出力用の画像の生成に適したガンマ値を夫々に設定することが可能となり、下地領域が精度良く検出されるとともに、下地の濃度を適切に調整した出力画像が得られる。
【０００９】
本発明に係る画像処理装置は、入力画像信号に基づいて該入力画像信号が構成する画像に含まれる下地領域を検出し、検出結果に応じた画像処理を行う画像処理装置において、第１のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施す第１補正手段と、前記ガンマ値と異なる第２のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施す第２補正手段と、前記第１補正手段により補正して得られた第１補正信号に基づいて前記画像の下地領域を検出する検出手段と、前記第２補正手段により補正して得られた第２補正信号に対して、前記検出手段の検出結果に応じた濃度変換処理を施す手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、下地領域を検出する前段において第１のガンマ値を用いてガンマ補正を施す第１補正手段と、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行う前段において第２のガンマ値を用いてガンマ補正を施す第２補正手段とを備えているため、下地領域の検出に適したガンマ値、及び出力用の画像の生成に適したガンマ値を夫々に設定することが可能となり、下地領域が精度良く検出されるとともに、下地の濃度を適切に調整した出力画像が得られる。
【００１１】
本発明に係る画像処理装置は、前記下地領域に対応する領域内の前記第１補正信号による画像の階調数が前記第２補正信号による画像の階調数よりも多くなるように前記第１及び第２のガンマ値を定めてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、下地領域に対応する領域の階調数が多くなるように第１補正手段で実行するガンマ補正のガンマ値を定めているため、第１補正手段によって補正された画像は、下地領域に対応する低濃度領域（ハイライト領域）での階調数を多くすることができ、後段の検出手段において下地領域が精度良く検出される。
【００１３】
本発明に係る画像処理装置は、前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第１補正信号の濃度値との対応関係を規定するテーブル、又は前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第２補正信号の濃度値との対応関係を規定するテーブルの何れか一方を記憶する手段と、該手段に記憶されたテーブルに基づいて他方のテーブルを生成する手段とを備え、前記第１及び第２補正手段は、それぞれのテーブルを用いてガンマ補正を施すようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、第１補正手段でのガンマ補正にて用いるテーブル又は第２補正手段でのガンマ補正にて用いるテーブルの一方を記憶しておき、他方を記憶されたテーブルから生成するようにしているため、ルックアップテーブル等の２種類のテーブルを記憶させておく必要が無くなり、一方は差分データとして記憶しておけば良いため、データ量の増加が抑えられる。
【００１５】
本発明に係る画像処理装置は、前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第１補正信号の濃度値との対応関係を規定する関数、又は前記入力画像信号が有する濃度値と生成すべき第２補正信号の濃度値との対応関係を規定する関数の何れか一方を記憶する手段と、該手段に記憶された関数に基づいて他方の関数を生成する手段とを備え、前記第１及び第２補正手段は、それぞれの関数を用いてガンマ補正を施すようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、第１補正手段でのガンマ補正にて用いる関数又は第２補正手段でのガンマ補正にて用いる関数の一方を記憶しておき、他方を記憶された関数から生成するようにしているため、２種類の関数を記憶させておく必要がなり、データ量の増加が抑えられる。
【００１７】
本発明に係る画像処理装置は、前記濃度変換処理を前記第２補正信号に施して得られた画像を出力する手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、濃度変換処理を施して得られた画像を出力する手段を備えるため、プリンタ装置、デジタル複合機への適用が可能となる。
【００１９】
本発明に係る画像処理装置は、原稿の画像を読み取る手段を更に備え、該手段により読み取られた画像に基づいて出力すべき画像を生成するようにしてあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、原稿の画像を読み取り、読み取られた画像に基づいて出力する画像を生成するようにしてあるため、スキャナ装置、デジタル複合機への適用が可能となる。
【００２１】
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、入力画像信号に基づいて該入力画像信号が構成する画像に含まれる下地領域を検出させるステップと、コンピュータに、検出結果に応じた画像処理を行わせるステップとを有するコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、第１のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第１補正信号を生成させるステップと、コンピュータに、生成させた第１補正信号に基づいて前記画像の下地領域を検出させるステップと、コンピュータに、前記第１のガンマ値と異なる第２のガンマ値を用いたガンマ補正を前記入力画像信号に施して第２補正信号を生成させるステップと、コンピュータに、生成させた第２補正信号に対して、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行わせるステップとを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、下地領域を検出する前段において施すガンマ補正と、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行う前段において施すガンマ補正とを異なるガンマ値を用いて実行するようにしているため、下地領域の検出に適したガンマ値、及び出力用の画像の生成に適したガンマ値を夫々に設定することが可能となり、下地領域が精度良く検出されるとともに、下地の濃度を適切に調整した出力画像が得られる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による場合は、下地領域を検出する前段において施すガンマ補正と、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行う前段において施すガンマ補正とを異なるガンマ値を用いて実行するようにしている。したがって、下地領域の検出に適したガンマ値、及び出力用の画像の生成に適したガンマ値を夫々に設定することが可能となり、下地領域を精度良く検出することができるとともに、下地の濃度を適切に調整した出力画像を取得することができる。
【００２４】
本発明による場合は、下地領域を検出する前段において第１のガンマ値を用いてガンマ補正を施す第１補正手段と、下地領域の検出結果に応じた濃度変換処理を行う前段において第２のガンマ値を用いてガンマ補正を施す第２補正手段とを備えている。したがって、下地領域の検出に適したガンマ値、及び出力用の画像の生成に適したガンマ値を夫々に設定することが可能となり、下地領域を精度良く検出することができるとともに、下地の濃度を適切に調整した出力画像を取得することができる。
【００２５】
本発明による場合は、下地領域に対応する領域の階調数が多くなるように第１補正手段で実行するガンマ補正のガンマ値を定めている。したがって、第１補正手段によって補正された画像は、下地領域に対応する低濃度領域（ハイライト領域）での階調数を多くすることができ、後段の検出手段において下地領域を精度良く検出することができる。
【００２６】
本発明による場合は、第１補正手段でのガンマ補正にて用いるテーブル又は第２補正手段でのガンマ補正にて用いるテーブルの一方を記憶しておき、他方を記憶されたテーブルから生成するようにしている。したがって、２種類のガンマ補正を施す場合であっても、ルックアップテーブル等の２種類のテーブルを記憶させておく必要がなり、データ量の増加を低く抑えることができる。
【００２７】
本発明による場合は、第１補正手段でのガンマ補正にて用いる関数又は第２補正手段でのガンマ補正にて用いる関数の一方を記憶しておき、他方を記憶された関数から生成するようにしている。したがって、２種類のガンマ補正を施す場合であっても、２種類の関数を記憶させておく必要が無くなり、データ量の増加を低く抑えることができる。
【００２８】
本発明による場合は、濃度変換処理を施して得られた画像を出力する手段を備えるため、プリンタ装置、デジタル複合機への適用が可能となる。
【００２９】
本発明による場合は、原稿の画像を読み取り、読み取られた画像に基づいて出力する画像を生成するようにしてあるため、スキャナ装置、デジタル複合機への適用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
本実施の形態では、本発明に係る画像処理装置をスキャナ装置に適用した形態について説明する。図１は本実施の形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像処理装置は、大略的に、制御部１、記憶部２、操作部３、画像読取部４、画像処理部５、及び画像出力部６により構成されている。制御部１は、ＣＰＵを備えており、当該ＣＰＵが記憶部２に予め格納された制御プログラムを読込んで実行し、前述のハードウェア各部を制御することにより、全体として本発明の画像処理装置として機能させる。操作部３は、原稿の読み取り濃度、読み取り開始指示等の利用者の操作を受け付ける操作ボタン、操作案内を表示するための液晶ディスプレイ等を備えている。
【００３１】
画像読取部４は、読取用の原稿に光を照射する光源、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）のようなイメージセンサ等を備えており、所定の読み取り位置にセットされた原稿からの反射光像を当該イメージセンサに結像させて、ＲＧＢ（R:Red, G:Green, B:Blue）のアナログ電気信号を生成する。生成したアナログ電気信号は画像処理部５へ出力される。
【００３２】
画像処理部５は、画像読取部４から出力されるアナログ電気信号をデジタル信号に変換した後、ＲＧＢの反射率信号を濃度信号に変換する処理や、読み取った画像に応じた各種の濃度調整処理を実行する。これらの濃度調整処理を施して取得した画像データは画像出力部６へ出力される。
【００３３】
画像出力部６は、例えば、画像処理部５が出力する画像データをパーソナルコンピュータ等の情報処理装置へ送信するために、ＵＳＢインタフェース、ＳＣＳＩインタフェース等の通信インタフェースを備えており、当該通信インタフェースに接続された情報処理装置へ所定のプロトコルに従って画像データを送信するように構成されている。
【００３４】
図２は画像処理部５の詳細を説明するブロック図である。画像処理部５は、ＡＤ変換部５１、シェーディング補正部５２、入力階調補正部５３、領域分離処理部５４、色補正部５５、黒生成下色除去部５６、空間フィルタ処理部５７、出力階調補正部５８、及び階調再現処理部５９を備える。
【００３５】
ＡＤ変換部５１は、画像読取部４を通じて入力されたＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換する。シェーディング補正部５２は、ＡＤ変換部５１から出力されたデジタルのＲＧＢ信号に対して、画像読取部４の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を施す。
【００３６】
入力階調補正部５３は、ＲＧＢの反射率信号を濃度信号に変換（ガンマ変換）すると共に、下地の検出処理を行う。そして、下地検出結果に基づいて下地濃度の補正やコントラストなどの画質調整処理を実行する。入力階調補正部５３では、前述した処理に加えてカラーバランスを整える処理を行っても良い。本発明は、特に入力階調補正部５３に関わるものであり、その詳細については後に詳述することとする。
【００３７】
領域分離処理部５４は、ＲＧＢ信号に基づいて入力画像中の各画素を文字領域、網点領域、写真（その他）領域の何れかに分離するものである。領域分離処理部５４は、分離結果に基づき、画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を色補正部５５、黒生成下色除去部５６、空間フィルタ処理部５７、出力階調補正部５８、及び階調再現処理部５９へと出力すると共に、入力階調補正部５３より出力されたＲＧＢ信号をそのまま後段の色補正部５５に出力する。
【００３８】
色補正部５５は、色再現の忠実化実現のために不要吸収成分を含むＣＭＹ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロ）色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行うものである。
【００３９】
黒生成下色除去部５６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、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理を行うものであり、ＣＭＹの３色信号をＣＭＹＫの４色信号に変換する。黒生成処理の一例として、スケルトンブラックによる黒生成を行う方法が知られている。この方法では、スケルトンカーブの入力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ、出力されるデータをＣ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’、下色除去率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は以下の式で表すことができる。
【００４０】
【数１】
2005354188.tif 000003
【００４１】
空間フィルタ処理部５７は、黒生成下色除去部５６より入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対し、領域識別信号を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐように処理するものである。例えば、領域分離処理部５４により文字として分離された領域は、特に黒文字又は色文字の再現性を高めるために鮮鋭強調処理を行い、高周波数成分を強調する。領域分離処理部５４により網点領域として分離された領域に関しては、入力網点成分を除去するためのローパスフィルタ処理を施す。
【００４２】
出力階調補正部５８では、濃度信号などの信号を出力先の特性に応じた網点面積率に変換する出力階調補正処理を行う。
【００４３】
階調再現処理部５９では、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を行う。例えば、領域分離処理部５４にて写真に分離された領域に関しては、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化又は多値化処理を行い、領域分離処理部５４にて文字に分離された領域に関しては、高周波数の再現性に適した高解像度のスクリーンでの二値化又は多値化処理を行う。
【００４４】
このように各処理部にて処理が施された画像データは、一旦図に示していない画像メモリに記憶され、所定のタイミングで読出されて画像出力部６を通じて外部へ送信される。
【００４５】
以下、入力階調補正部５３にて実行されるガンマ変換処理、下地検出処理、及び下地補正処理について説明する。図３は入力階調補正部５３の内部構成を示すブロック図である。入力階調補正部５３は、本発明の第１補正手段として機能する第１ガンマ変換部５３１、第２補正手段として機能する第２ガンマ変換部５３２、検出手段として機能する下地検出部５３３、及び濃度変換処理を施す手段として機能する下地補正部５３４を備えている。第１ガンマ変換部５３１によって変換された画像データは下地検出部５３３へ出力され、下地検出部５３３において下地の検出が行われる。また、第２ガンマ変換部５３２によって変換された画像データは下地補正部５３４へ出力され、下地の検出結果を基に下地の濃度補正が行われる。
【００４６】
第１ガンマ変換部５３１では、ハイライト領域の階調性が取れるようなガンマ変換（ガンマ補正）を行い、第２ガンマ変換部５３２では、反射率リニアな画像データを濃度リニアなデータに変換するためのガンマ変換（ガンマ補正）を行う。そのため、第１ガンマ変換部５３１及び第２ガンマ変換部５３２は、夫々の変換特性を定めるガンマ曲線に従ってガンマ補正を行うように構成されている。図４は第１ガンマ変換部５３１及び第２ガンマ変換部５３２の変換特性を示すグラフである。図４（ａ）は第１ガンマ変換部５３１の変換特性を示す第１ガンマ曲線を示し、第４（ｂ）は第２ガンマ変換部５３２の変換特性を示す第２ガンマ曲線を示している。
【００４７】
図４（ａ）に示すグラフにおいて、横軸は、入力画像データに対する濃度値（ＲＧＢ値）を示し、縦軸は、ガンマ変換して得られる出力画像データの濃度値（ＲＧＢ値）を示している。入力画像データの各画素の濃度値と出力画像データにおいて対応する画素の濃度値との対応関係が、図４（ａ）に示す第１ガンマ曲線により規定されている。図４（ａ）には、○のシンボルで表したガンマ曲線、及び●のシンボルで表したガンマ曲線の２種類が示されているが、何れも第１ガンマ変換部５３１における第１ガンマ曲線として利用することができる。このような第１ガンマ曲線によると、下地領域に対応するハイライト領域（例えば、［６４０，１０２４］の濃度範囲）において階調数が多くなるように、すなわち、階調性が良好となるように濃度変換が行われる。したがって、ガンマ変換の際にハイライト領域の情報量を低減させずに済み、後述する下地検出部５３３において下地を詳細に検出することが可能となる。
【００４８】
このようなガンマ変換は、例えば、入力濃度値と出力濃度値とを一意に対応付けしたルックアップテーブルを用いて実現することができ、入力濃度値と第１ガンマ曲線により規定される出力濃度値との対応関係を表すルックアップテーブルを第１ガンマ変換部５３１に保持しておき、画像データが第１変換部５３１に入力された際にルックアップテーブルから該当する出力濃度値を取得することによってガンマ変換を行う。
【００４９】
なお、第１ガンマ変換部５３１において用いるガンマ曲線は、図４（ａ）に示したものに限定されない。
【００５０】
同様に、図４（ｂ）に示すグラフにおいて、横軸は、入力画像データに対する濃度値（ＲＧＢ値）を示し、縦軸は、ガンマ変換して得られる出力画像データの濃度値（ＲＧＢ値）を示している。入力画像データの各画素の濃度値と出力画像データにおいて対応する画素の濃度値との対応関係が、図４（ｂ）に示す第２ガンマ曲線によって規定されている。第２ガンマ曲線は、反射率リニアな画像データを濃度リニアなデータに変換するために行う。
【００５１】
このようなガンマ変換は、前述と同様に、入力濃度値と出力濃度値とを一意に対応付けしたルックアップテーブルを用いて実現することができる。すなわち、入力濃度値と第２ガンマ曲線により規定される出力濃度値との対応関係を表すルックアップテーブルを第２ガンマ変換部５３２に保持しておき、画像データが第２ガンマ変換部５３２に入力された際にルックアップテーブルから該当する出力濃度値を取得することによってガンマ変換を行う。
【００５２】
なお、第２ガンマ変換部５３２において用いることができるガンマ曲線は、図４（ｂ）に示したものに限定されない。
【００５３】
また、図４に示した例では、ガンマ変換を実行したときに１０ビットの入力画像データを８ビットの出力画像データに変換する構成としたが、１０ビットの画像データを出力する構成であっても良く、また、入力画像データを１０ビットに限定する必要がないことは勿論のことである。
【００５４】
また、本実施の形態では、第１ガンマ変換部５３１及び第２ガンマ変換部５３２がそれぞれ第１ガンマ曲線及び第２ガンマ曲線に対応したルックアップテーブルを有する構成としたが、第２ガンマ曲線に対応するデータのみを持っておき、第１ガンマ曲線については、差分データを格納しておいて変換時に第２ガンマ曲線のデータに加算して求める構成であっても良い。すなわち、第１ガンマ変換部５３１及び第２ガンマ変換部５３２は、本発明において一方のテーブル（ルックアップテーブル）を記憶する手段、及び他方のテーブルを生成する手段として機能する。
【００５５】
また、第１ガンマ曲線及び第２ガンマ曲線を関数として保持しておき、演算処理によってガンマ補正した出力濃度値を取得する構成であっても良い。すなわち、第１ガンマ変換部５３１及び第２ガンマ変換部５３２は、本発明において一方の関数を記憶する手段、及び他方の関数を生成する手段として機能する。
【００５６】
下地検出部５３３では、第１ガンマ変換部５３１によってハイライト領域の階調性が取れるように変換したＲＧＢ信号を元に下地の検出を行う。下地を検出する手法としては公知の手法を採用することができ、例えば、特開２００３−５１９４６号公報に記載された手法を用いて下地の検出を行う。前記公報に記載された手法では、まず、入力画像データを用いてヒストグラムを作成し、このヒストグラムの度数を予め定めた複数の閾値と比較することにより下地判定処理を行う。この下地判定処理では、以下の３つの工程により下地の判定を行う。すなわち、ヒストグラムを予め定めた方向に探索し、濃度区分の度数を第１の閾値と比較して、後の処理を行うか否かを判定する第１の工程と、後の処理を行うと判定したとき、濃度区分の度数を第２の閾値と比較することにより下地の候補があるか否かの判定を行う第２の工程と、下地の候補があると判定したとき、度数が第２の閾値以上となる濃度区分の度数とこの濃度区分に隣接し探索する方向に存在する濃度区分の度数とを加算し、第３の閾値と比較することにより下地の有無を判定する第３の工程とに基づいて下地補正処理を行う。
【００５７】
下地補正部５３４では、第２ガンマ変換部５３２によって濃度リニアに変換された画像データに対して、下地検出部５３３の検出結果に応じた下地補正を施す。図５は下地補正の際に実行する濃度変換の特性を示すグラフである。横軸は入力濃度値を示し、縦軸は出力濃度値を示している。図５には５種類の変換曲線が描かれているが、下地検出部５３３での検出結果に応じて変換曲線を１つ選択し、選択した変換曲線に従って濃度変換処理を行う。例えば、下地検出部５３３において下地が検出されなかった場合、□のシンボルで表される変換曲線を用いて濃度変換を行う。なお、この場合は、出力濃度値は入力濃度値に等しいため、実質的には濃度変換が行われないこととなる。また、下地検出部５３３において濃度が比較的高い領域に下地が検出された場合、×のシンボルで表される変換曲線を選択し、検出した下地を良好に除去できるように濃度変換を行う。同様に、検出した下地の濃度が低くなるに従って、○のシンボルで表される変換曲線、●のシンボルで表される変換曲線、△のシンボルで表される変換曲線の順に選択し、下地を除去するための濃度変換処理を行う。
【００５８】
なお、このような濃度変換処理は、入力濃度値と出力濃度値とを一意に対応付けしたルックアップテーブルを用いて実現することができる。すなわち、入力濃度値と前述の各変換曲線により規定される出力濃度値との対応関係を表すルックアップテーブルを下地補正部５３４に保持しておき、画像データが下地補正部５３４に入力された際にルックアップテーブルから該当する出力濃度値を取得することによって濃度変換処理を行う。
【００５９】
図６は入力階調補正部５３による下地補正の手順を説明するフローチャートである。入力階調補正部５３が入力画像データ（ＲＧＢ信号）を取得した場合（ステップＳ１１）、第１ガンマ変換部５３１にて入力画像データを低濃度の階調性が良好となるように変換する（ステップＳ１２）。変換した画像データを第１画像データとし、第１画像データを下地検出部５３３へ出力する。
【００６０】
次いで、下地検出部５３３は、第１ガンマ変換部５３１から出力された第１画像データに基づいて下地を検出する（ステップＳ１３）。下地の検出結果は下地補正部５３４へ出力される。下地補正部５３４では、下地検出部５３３から出力される下地検出結果を基に下地を検出したか否かを判断する（ステップＳ１４）。下地を検出したと判断した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、検出した下地レベルに応じて下地除去テーブルを選択する（ステップＳ１５）。すなわち、下地を検出した濃度領域に応じて下地補正部５３４に格納されたルックアップテーブルを選択する。また、下地を検出していないと判断した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、下地除去なしテーブルを選択する（ステップＳ１６）。すなわち、図５に示した変換曲線のうち、□で表される変換曲線に対応したルックアップテーブルを選択する。
【００６１】
次いで、第２ガンマ変換部５３２にて入力画像データを濃度に対してリニアとなるように変換する（ステップＳ１７）。変換した画像データを第２画像データとし、第２画像データを下地補正部５３４へ出力する。そして、ステップＳ１５又はステップＳ１６において選択したテーブルにより第２画像データの濃度変換を行う（ステップＳ１８）。
【００６２】
なお、本実施の形態では、ステップＳ１５又はステップＳ１６においてテーブルを選択した後に、第２ガンマ変換部５３２による変換処理を行う構成としたが、第１ガンマ変換部５３１による変換処理と、第２ガンマ変換部５３２による変換処理とを並行して実行しても良いことは勿論のことである。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態１では、第１ガンマ変換部５３１によるガンマ変換と、第２ガンマ変換部５３２によるガンマ変換とを並列に処理する構成としたが、これらの処理を順次的に実行しても良いことは勿論である。本実施の形態では、２つのガンマ変換を順次的に実行する形態について説明する。なお、画像処理装置の全体構成、画像処理部５の内部構成については実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。
【００６４】
図７は本実施の形態に係る入力階調補正部５３’の内部構成を示すブロック図である。入力階調補正部５３’は、実施の形態１で示したものと同様に、第１ガンマ変換部５３１’、第２ガンマ変換部５３２’、下地検出部５３３’、及び下地補正部５３４’を備えている。第１ガンマ変換部５３１’の後段には下地検出部５３３’が接続されており、その後段に第２ガンマ変換部５３２’、更にその後段に下地補正部５３４’が接続されている。
【００６５】
第１ガンマ変換部５３１’及び下地検出部５３３’は、実施の形態１で示したものと同様の処理を行う。すなわち、第１ガンマ変換部５３１’では、図４（ａ）に示した第１ガンマ曲線に従ってガンマ補正を行い、下地検出部５３３’では第１ガンマ変換部５３１’にてガンマ補正された画像に基づいて下地の検出を行う。下地の検出に用いた画像データは第２ガンマ変換部５３１’へ出力される。
【００６６】
第２ガンマ変換部５３２’では、第１ガンマ曲線と逆関数の特性を有する補正と、図４（ｂ）に示した第２ガンマ曲線に従うガンマ補正とを行う。第２ガンマ変換部５３２’によりガンマ補正された画像データは下地補正部５３４’へ出力され、下地補正部５３４’において、前述の下地検出部５３３’による検出結果を基づいた下地補正が行われる。
【００６７】
実施の形態３．
実施の形態１では、本発明に係る画像処理装置をスキャナ装置に適用した形態とし、画像出力部６において外部の情報処理装置へ画像データを送信する構成としたが、原稿画像を読み取る機能、及び読み取った画像を記録紙上に形成する機能を有するコピー機又はデジタル複合機に本発明を適用する構成であっても良い。すなわち、本実施の形態では画像出力部６が記録紙上に画像を形成する手段として機能する。なお、画像処理装置の全体構成、及び画像処理部５の内部構成については実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。
【００６８】
図８は画像出力部６の詳細を説明する模式的構成図である。本実施の形態での画像出力部６は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色に対応した画像形成ステーション６００ａ，６００ｂ，６００ｃ，６００ｄを備えており、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の順に各色の画像を記録紙上に重ね合わせて転写することにより多色画像を形成するように構成されている。
【００６９】
以下、ブラック（Ｋ）に対応した画像形成ステーション６００ａを例にとり、その構成について説明する。画像形成ステーション６００ａは、用紙搬送ベルト６１０の上面に当接配置した感光体ドラム６０１ａを備えており、この感光体ドラム６０１ａの周囲に帯電器６０２ａ、書き込み光学系６０３ａ、現像器６０４ａ、クリーニングユニット６０５ａが配置されている。また、用紙搬送ベルト６１０の下面側には感光体ドラム６０１ａに対向配置させた転写ローラ６０６ａが設けられている。
【００７０】
帯電器６０２ａは、感光体ドラム６０１ａに接触するローラ型やブラシ型の帯電器の他に、非接触方式のチャージャ型の帯電器が採用され、感光体ドラム６０１ａの表面を所定の電位に均一に帯電させる。書き込み光学系６０３ａは、ＥＬ（Electro Luminescence）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発行素子をアレイ状に並べた書き込みヘッド又はレーザ照射部、及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニットであり、画像処理部５が出力する画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム６０１ａ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像器６０４ａは、感光体ドラム６０１ａ上に形成された静電潜像にブラックのトナーを供給して顕像化する。転写ローラ６０６ａは、顕像化することにより生成された感光体ドラム６０１ａ上のトナー像を、用紙搬送ベルト６１０によって搬送される記録紙上に転写する。クリーニングユニット６０５ａは、トナー像の転写後に残留する感光体ドラム６０１ａ上のトナーの除去および回収を行う。
【００７１】
このような構成により、画像形成ステーション６００ａではブラックのトナー像を記録紙上に転写して画像形成を行う。他色の画像形成ステーション６００ｂ〜６００ｄの構成についても基本的にブラック（Ｋ）の画像形成ステーション６００ａと同様であり、画像形成ステーション６００ｂ〜６００ｄは、感光体ドラム６０１ｂ〜６０１ｄ、帯電器６０２ｂ〜６０２ｄ、書き込み光学系６０３ｂ〜６０３ｄ、現像器６０４ｂ〜６０４ｄ、クリーニングユニット６０５ｂ〜６０５ｄ、及び転写ローラ６０６ｂ〜６０６ｄを備える。なお、各符号に付したｂ，ｃ，ｄの記号は、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色に対応する。
【００７２】
図８に示す構成の画像出力部６において画像形成動作は次のようにして行われる。画像形成される記録紙は、給紙部６２０から搬送ローラ６２１により搬送され、用紙搬送ベルト６１０上に送られる。用紙搬送ベルト６１０は、駆動ローラ６１１及び従動ローラ６１２により回転駆動しており、用紙搬送ベルト６１０によって担持された記録紙は図中の白抜矢符の方向へ搬送される。このとき、各画像形成ステーション６００ａ〜６００ｄが所定のタイミングにより各色のトナー像を順次的に重ねて転写することによって、記録紙上に多色画像を形成する。多色画像が形成された記録紙は定着ユニット６３０へ搬送され、熱圧着により多色トナー像が記録紙上に定着される。そして、図に示していない排紙部を通じて記録紙が排出される。
【００７３】
なお、本実施の形態では、画像形成ステーション６００ａ〜６００ｄは用紙搬送方向の上流側から下流側に向けて、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の順に並んでいるが、この順番に限るものではなく、色順は任意に設定されるものである。
【００７４】
実施の形態４．
本発明は、コンピュータに実行させるためのコンピュータ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に、本画像処理方法を記録するものとすることもできる。この結果、本画像処理を行うコンピュータ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。
【００７５】
図９は本発明に係るコンピュータプログラムをインストールすることにより構築される画像処理システムの構成を示す模式図である。図中１００は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の情報処理装置であり、情報処理装置１００には、フラットヘッドスキャナ、フィルムスキャナ、デジタルカメラ等の画像入力装置１１０、用紙、ＯＨＰフィルム等のシート上に画像を形成する手段を備えたインクジェットプリンタ、レーザプリンタ等の画像形成装置１２０、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等の画像表示装置等の周辺機器が接続されている。また、情報処理装置１００は、本発明に係るコンピュータプログラムを記録したＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１０１から前記コンピュータプログラムを読み取るためのＦＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブのような読取装置を備えている。この読取装置によって読み取られたコンピュータプログラムは情報処理装置１００内の所定の記憶領域に格納される。情報処理装置１００のＣＰＵ（不図示）は、前記記憶領域から本発明のコンピュータプログラムをロードして実行することにより、前述したような画像処理方法を実現する。すなわち、画像入力装置１１０を通じて入力された画像に対して情報処理装置１００が本発明の手法を用いて下地検出及び下地補正を行い、下地補正した画像を画像形成装置１２０が記録紙上に形成する構成となる。
【００７６】
このような構成とすることにより、本画像処理方法を利用者の好みに応じて用いることが可能となる。例えば、本画像処理方法をこの画像処理システムで実行する場合、各部のパラメータの設定を任意に変更することが容易になり、また、画像表示装置に示される結果に応じて改めて設定し直すなど利用者の好みに応じた処理が可能となる。パラメータの変更を行うには、キーボードやマウスを用いて直接数値を入力したり、パラメータを表すシンボルをドラッグすることにより設定される。
【００７７】
なお、本発明に係るコンピュータプログラムを記録する記録媒体１０１としては、前述したＦＤやＣＤ−ＲＯＭの他に、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ等の光ディスク、ハードディスクのような磁気記録媒体、ＩＣカード、メモリカード、光カード等のカード型記録媒体、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の利用も可能である。
【００７８】
また、情報処理装置１００が通信ネットワークを介してサーバ装置等に接続するための通信手段としてモデム等を備えている場合には、サーバ装置に予め本発明のコンピュータプログラムを格納させておき、当該サーバ装置から前記コンピュータプログラムをダウンロードし、情報処理装置１００内にインストールする構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施の形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理部の詳細を説明するブロック図である。
【図３】入力階調補正部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】第１ガンマ変換部及び第２ガンマ変換部の変換特性を示すグラフである。
【図５】下地補正の際に実行する濃度変換の特性を示すグラフである。
【図６】入力階調補正部による下地補正の手順を説明するフローチャートである。
【図７】本実施の形態に係る入力階調補正部の内部構成を示すブロック図である。
【図８】画像出力部の詳細を説明する模式的構成図である。
【図９】本発明に係るコンピュータプログラムをインストールすることにより構築される画像処理システムの構成を示す模式図である。
【図１０】従来の下地補正の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１  制御部
２  記憶部
３  操作部
４  画像読取部
５  画像処理部
６  画像出力部
５３  入力階調補正部
５３１  第１ガンマ変換部
５３２  第２ガンマ変換部
５３３  下地検出部
５３４  下地補正部
【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】
2005354188.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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