(57)【要約】【課題】画像処理時に入力画像から色ヒストグラムを作成することなく、色クラスタリングを実現すること。【解決手段】取得した色クラスタリングの処理対象画像中の各画素における色情報と、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データとを比較し、各画素の色を決定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得した色クラスタリングの処理対象画像中の各画素における色情報と、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データとを比較し、前記各画素の色を決定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
さらに、前記色クラスタリングの処理対象画像の色クラスタリング結果データに基づいて、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データを更新することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、前記保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差に基づいて該画素が所属する色クラスタ中心を探し、該画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、前記保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差が全て閾値以上の場合は対象画素を暫定色クラスタ中心として登録し、全て閾値以下の場合はその差に基づいて該画素が所属する色クラスタ中心を探し、該画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項５】
取得した色クラスタリングの処理対象画像中の各画素における色情報と、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データとを比較し、前記各画素の色を決定することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
さらに、前記色クラスタリングの処理対象画像の色クラスタリング結果データに基づいて、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データを更新することを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、前記保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差に基づいて該画素が所属する色クラスタ中心を探し、該画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とすることを特徴とする請求項５または６記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、前記保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差が全て閾値以上の場合は対象画素を暫定色クラスタ中心として登録し、全て閾値以下の場合はその差に基づいて該画素が所属する色クラスタ中心を探し、該画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする請求項５または６記載の画像処理方法。
【請求項９】
コンピュータに、請求項１から４のいずれか１項に記載の機能を実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９記載のプログラムを格納したことを特徴とする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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理における色クラスタリング技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像圧縮や画像の画質向上等で色クラスタリングという技術が頻繁に用いられている。色クラスタリングは、画像の各画素を色空間上の点と考え、画像内の全ての画素を色空間上に投影した場合に集合として扱える点の集まりを求めるためのアルゴリズムである(図８参照)。色クラスタリングのアルゴリズムは基本的に処理時間が長い。たとえば、処理範囲を制限する(画像をいくつかに分割する、色空間を分割する)ことで処理を短くすることはできるが(図９参照)、その場合、大局的な最適値を求めることや、複数ページにおける色クラスタリング等ができなかった。
【０００３】
ここで、入力画像から生成された外接矩形のうち、所定の範囲の大きさまたは位置の外接矩形を抽出し、その抽出された外接矩形から一定の範囲内に探索領域を設定し、この探索領域にかかる外接矩形に基づいて、入力画像から特定のパターンを抽出することで、抽出対象となるパターンの境界が不明確である場合においても、抽出対象となるパターンを精度良く抽出することができる技術がある。
【特許文献１】特開２００５−３０２０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、入力画像から色ヒストグラムを作成するのには処理時間がかかり、メモリも消費するという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画像処理時に入力画像から色ヒストグラムを作成することなく、色クラスタリングを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、取得した色クラスタリングの処理対象画像中の各画素における色情報と、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データとを比較し、各画素の色を決定することを特徴とする画像処理装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、さらに、色クラスタリングの処理対象画像の色クラスタリング結果データに基づいて、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データを更新することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像処理装置において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の画像処理装置において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差が全て閾値以上の場合は対象画素を暫定色クラスタ中心として登録し、全て閾値以下の場合はその差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、取得した色クラスタリングの処理対象画像中の各画素における色情報と、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データとを比較し、各画素の色を決定することを特徴とする画像処理方法である。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像処理方法において、さらに、前記色クラスタリングの処理対象画像の色クラスタリング結果データに基づいて、記憶装置に保存されている色クラスタリング結果データを更新することを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項５または６記載の画像処理方法において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項５または６記載の画像処理方法において、色クラスタリングの処理対象画像の画素データと、保存されている色クラスタリング結果データである各クラスタ中心の差を求め、その差が全て閾値以上の場合は対象画素を暫定色クラスタ中心として登録し、全て閾値以下の場合はその差に基づいて画素が所属する色クラスタ中心を探し、画素の値を所属する色クラスタ中心の値と置き換えることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、コンピュータに、請求項１から４のいずれか１項に記載の機能を実現させることを特徴とするプログラムである。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、画像処理時に入力画像から色ヒストグラムを作成することなく、色クラスタリングを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施例１）この実施例では、デジタル画像として保存したい原稿を画像処理装置を使って画像として取り込み、色クラスタリングを使って画像の色数を削減する場合の例を示す。
【００１８】
図１は、本実施例の画像処理装置の構成を示す図である。ＣＰＵ１、メモリ２、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３、ハードディスク４、入力装置５、ディスプレイ６、マウスなどからなる。ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体７には、本発明の処理機能や処理手順を実現させるためのプログラムが記録されている。また、処理対象の原稿画像は、例えば、入力装置５を通してハードディスク４などに格納されている。ＣＰＵ１は、記録媒体７から上記した処理機能、手順を実現するプログラムを読み出し実行し、画像処理の結果をハードディスク４に保存し、必要に応じてディスプレイ６に出力する。なお、画像処理装置の例として、複写機（複合機）、ＦＡＸ、スキャナ、デジタルカメラ等が含まれる。
【００１９】
図２は、画像処理装置の機能ブロック図である。画像取得部２１と、データ記憶部２２と、色ヒストグラム作成部２３と、色ヒストグラム情報記憶部２４と、色クラスタリング部２５と、色クラスタリング情報記憶部２６と、画素情報抽出部２７と、画素色判定部２８と、信号置換部２９と、累積色ヒストグラム作成部３０とを備える。
【００２０】
画像取得部２１は、色クラスタリングを行なう第１の画像データや信号置換処理を行う第２の画像データを取得する。データ記憶部２２には、取得した各画像データや信号置換処理後の画像データ等が記録されている。
【００２１】
色ヒストグラム作成部２３は、画像データの色ヒストグラムを作成し、その結果データを色ヒストグラム情報記憶部２４に格納する。色クラスタリング部２５は、画像データの色ヒストグラムに基づいて色クラスタリングを行ない、色クラスタを構成する各クラスタの中心（クラスタ中心）を含むその結果データを色クラスタリング情報記憶部２６に格納する。
【００２２】
画素情報抽出部２７は、クラスタ中心置換処理を行う第２の画像データの各画素における色情報（もしくは輝度情報）を抽出する。画素色判定部２８は、第２の画像中の各画素における色情報（もしくは輝度情報）と色クラスタリング情報記憶部２６に記録されている複数の色クラスタ中心とを比較し、各画素の色を決定する。信号置換部２９は、各画素が所属する色クラスタ中心がある場合、対象画素の信号を色クラスタ中心の信号と置き換える。
【００２３】
累積色ヒストグラム作成部３０は、画像処理装置がアイドル状態の際に、色ヒストグラム作成部２３により作成された第２の画像データの色ヒストグラムと、色ヒストグラム情報記憶部２４に格納されている第１の画像データの色ヒストグラムとを統合し、累積色ヒストグラムを作成し、そのデータを色ヒストグラム情報記憶部２４に格納する。
【００２４】
次に、本実施例の動作を図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
まず、画像処理装置の画像取得部２１は、色クラスタリングを行なう第１の画像データを取得し、データ記憶部２２に取得した第１の画像データを記録する（ステップＳ３０１）。
【００２６】
次に、画像処理装置の色ヒストグラム作成部２３は、第１の画像データの色ヒストグラムを作成し、その結果データを色ヒストグラム情報記憶部２４に格納する（ステップＳ３０２）。
【００２７】
画像処理装置の色クラスタリング部２５は、上記のステップＳ３０２で作成された第１の画像データの色ヒストグラムに基づいて色クラスタリングを行ない、第１の画像に応じて作成した色クラスタを構成する各クラスタの中心（クラスタ中心）を含むその結果データを色クラスタリング情報記憶部２６に格納する（ステップＳ３０３）。
【００２８】
次に、画像処理装置の画像取得部２１は、第２の画像データを取得し、データ記憶部２２に取得した第２の画像データを記録する（ステップＳ３０４）。なお、画像処理装置には以前に入力された画像データから取得した累積色ヒストグラムと色クラスタ数、色クラスタ中心が保存されている(図４参照)。
【００２９】
画像処理装置の画素情報抽出部２７は、第２の画像データの各画素における色情報（もしくは輝度情報）を抽出する（ステップＳ３０５）。
【００３０】
画像処理装置の画素色判定部２８は、第２の画像中の各画素における色情報（もしくは輝度情報）と色クラスタリング情報記憶部２６に記録されている複数の色クラスタ中心とを比較し（ステップＳ３０６）、各画素が所属する色クラスタ中心があるか否かを判定し、その判定結果に応じて各画素の色を決定する（ステップＳ３０７）。なお、ここでの複数の色クラスタ中心は第１の画像データを含む過去の画像データにかかる、後述する累積色ヒストグラムを用いての色クラスタリングの結果としての、色クラスタ中心である。
【００３１】
以下に、各画素が所属する色クラスタを色クラスタリング情報記憶部２６に記録されている複数の色クラスタ中心を使って判別する方法を述べる。判別方法としては色々な方法が考えられるが、ここではＲＧＢ各信号の差の総和を用いる。なお、ここでは色クラスタ中心としてＲＧＢ各信号が用いられる場合を前提として説明するが、色空間としてＲＧＢ（赤（ｒｅｄ）、緑（ｇｒｅｅｎ）、青（ｂｌｕｅ））の他、ＣＭＹ（シアン(ｃｙａｎ)、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ））、ＣＭＹＫ（シアン(ｃｙａｎ)、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）、黒（ｂｌａｃｋ））、ＣＭＫ（シアン(ｃｙａｎ)、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、黒（ｂｌａｃｋ））、ＨＳＶ（＝ＨＳＢ）（色相（ｈｕｅ）、彩度（ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）、明度（ｖａｌｕｅ））、ＨＬＳ（＝ＨＳＬ、ＨＳＩ）（色相（ｈｕｅ）、彩度（ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、輝度（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ））が用いられても良い。
【００３２】
具体的には第２の画像の画素のＲＧＢ各信号の値と各クラスタ中心のＲＧＢ各信号の差を求め、その絶対値の総和を求める（ステップＳ３０６−１）。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
その後、総和が最も小さい色クラスタ中心を探して、その色クラスタ中心に対象画素を所属させる（ステップＳ３０６−２）(図５参照)。
【００３５】
画像処理装置の信号置換部２９は、各画素が所属する色クラスタ中心がある場合、対象画素の信号を色クラスタ中心の信号と置き換える（ステップＳ３０８）。すなわち、対象画素のＲＧＢ各信号を色クラスタ中心のＲＧＢ各信号と置き換える(図６参照)。
【００３６】
データ記憶部２２には、各画素が置き換えられた画像が保存される（ステップＳ３０９）。
【００３７】
画像処理装置がアイドル状態や処理の負荷が少ない状態等の際に、画像処理装置の色ヒストグラム作成部２３は、第２の画像データの色ヒストグラムを作成し、累積色ヒストグラム作成部３０は、色ヒストグラム作成部２３により作成された第２の画像データの色ヒストグラムと、色ヒストグラム情報記憶部２４に格納されている第１の画像データの色ヒストグラムとを統合し、累積色ヒストグラムを作成し、そのデータを色ヒストグラム情報記憶部２４に格納する。（ステップＳ３１０）。なお、例えば、第３の画像を処理するときは、第１の画像の色ヒストグラムと統合するのではなく、第１の画像および第２の画像にかかる累積色ヒストグラムと第３の画像の色ヒストグラムを統合することとなる。
【００３８】
さらに、画像処理装置の色クラスタリング部２５は、上記のステップＳ３１０で作成された累積色ヒストグラムを用いて色クラスタリングを行ない、各クラスタの中心（クラスタ中心）を求めて、その結果データを色クラスタリング情報記憶部２６に格納する（ステップＳ３１１）。なお、累積色ヒストグラムから色クラスタ数と色クラスタ中心を更新してもよい。
【００３９】
上記の処理により画像の減色処理等が実現される。この方法の利点は、色クラスタリングを画像の減色処理後に行うため、画像の減色処理時に負荷が発生しない点である。すなわち、過去に使ったデータを利用して、色クラスタリングの処理速度向上を図ることができるのである。また、入力される画像の傾向が似通っている場合には減色処理結果も妥当なものとなる。
【００４０】
本実施例によれば、色クラスタリングの処理を短くし、かつ大局的な処理結果を得ることができる。具体的には画像処理装置に蓄積された累積色ヒストグラムから色クラスタリング結果を得ることで色クラスタを求める時間を短縮し、かつ、以前のデータからその画像処理装置で扱われる文書に最適な色クラスタリング結果を求めることができる。
【００４１】
（実施例２）
実施例２では実施例１の画像処理装置から取り込まれた画像の各画素が所属する色クラスタを画像処理装置に保存されていた色クラスタ中心を使って判別する処理、すなわち上記のステップＳ３０６における処理の内容が一部変更される。
【００４２】
図７を参照すると、第２の画像の画素のＲＧＢ各信号の値と各クラスタ中心のＲＧＢ各信号の差を求め、その絶対値の総和を求める（ステップＳ７０６−１）。
【００４３】
そして、上記で求めた総和が全て閾値Ｌ以上であるか判定し（ステップＳ７０６−２）、全て閾値Ｌ以上の場合（ステップＳ７０６−２／Ｙｅｓ）、第２の画像の画素を暫定色クラスタ中心として登録する（ステップＳ７０６−３）。一方、全て閾値Ｌ以下の場合（ステップＳ７０６−２／Ｎｏ）、最も総和が小さい色クラスタ中心に所属させる（ステップＳ７０６−４）。
【００４４】
さらに、所属する色クラスタ中心が見つかった場合、第２の画像の画素のＲＧＢ各信号を色クラスタ中心のＲＧＢ各信号と置き換え（ステップＳ７０８）、各画素が置き換えられた画像を保存する処理（ステップＳ７０９）の後、暫定色クラスタ中心は削除され（ステップＳ７１０）。
【００４５】
この方法の利点は既存の色クラスタ中心と違う値が突発的に発生した場合でも、その色を減色せずに保持できる点にある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例１の構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施例１の画像処理装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施例１の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１の概略を説明する図である。
【図５】総和が最も小さい色クラスタ中心を探して、その色クラスタ中心に対象画素を所属させる説明図である。
【図６】対象画素のＲＧＢ各信号を色クラスタ中心のＲＧＢ各信号と置き換える説明図である。
【図７】本発明の実施例２の動作を示すフローチャートである。
【図８】色クラスタリングのアルゴリズムを説明する図である。
【図９】処理範囲を制限する一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    ＣＰＵ
２    メモリ
３    ＣＤ−ＲＯＭドライブ
４    ハードディスク
５    画像処理装置
６    ディスプレイ
７    記録媒体
２１    画像取得部
２２    データ記憶部
２３    色ヒストグラム作成部
２４    色ヒストグラム情報記憶部
２５    色クラスタリング部
２６    色クラスタリング情報記憶部
２７    画素情報抽出部
２８    画素色判定部
２９    信号置換部
３０    累積色ヒストグラム作成部
【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】
2009071736.tif 000009
【図７】
2009071736.tif 000010
【図８】
2009071736.tif 000011
【図９】
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