JP2008103987A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原稿から読み取られたカラー画像をモノクロ印刷させる際に、特定の色で書き込まれた箇所を強調させることができる画像処理装置を提供する。
【解決手段】 原稿から読み取られたピクセルごとの輝度データ及び色度データからなるカラー画像を画像処理し、モノクロ画像を出力する画像処理装置であって、ユーザ操作に基づいて変換対象とする色相を指定する色相指定情報を生成する色相指定部２１と、輝度の上限値を低下させ、かつ、輝度の対応付けが上限値を含む所定の範囲内において単調増加となる変換テーブルを記憶する変換テーブル記憶部２４と、色度データから得られる色相に基づいて、色相指定情報で指定された色相のピクセルをカラー画像から抽出するピクセル抽出部２と、ピクセル抽出部２により抽出されたピクセルの輝度データを変換テーブルに基づいて変換し、カラー画像からモノクロ画像を生成する輝度データ変換部４により構成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像処理装置に係り、さらに詳しくは、スキャナなどの撮像装置が原稿から読み取ったカラー画像を画像処理し、モノクロ画像を出力する画像処理装置の改良に関する。

近年、原稿から読み取られたカラー画像について、特定の色を白レベルに変換して白黒画像（モノクロ画像）を生成する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１に記載の画像処理装置は、原稿から画像を読み取る画像読取部と、色を指定する色指定部と、指定された色を白レベルに変換して白黒画像を生成する画像処理部からなる。この画像処理装置では、予め指定された色相、彩度、明度の範囲内にあるピクセルが抽出され、当該ピクセルについて輝度成分を白レベルに変換する処理が行われる。これにより、カラー画像から特定の色のピクセルを白化させた白黒画像が得られ、原稿中に上記特定の色、例えば、赤インクで印刷されている記入枠などのオブジェクトを画像データから消去することができる。

一方、色相が所定範囲内にある画素の彩度を増加させ、特定の色相を強調してカラー画像を印刷するカラー印刷装置が提案されている（例えば、特許文献２）。このカラー印刷装置では、彩度を増加させる色相の範囲を予め指定させ、色相がこの範囲内にある画素の彩度を増加させることにより、カラー画像の印刷品質を向上させている。
特開２００５−３０３５８４号公報 特開２００３−１１８１６８号公報

カラースキャナなどの撮像装置により原稿から読み取られたカラー画像を印刷用紙にモノクロ印刷させる際、黒で印刷された原稿に赤色のペンで書き込まれている文字などの特定箇所を強調して印刷できれば極めて便利である。特に、赤色で書き込まれた文字などの特定箇所を濃くして強調し、黒で印刷された他の箇所を薄くして印刷することができれば、モノクロ画像であっても、赤色で書き込まれた箇所と、黒で印刷された箇所とを識別することができて便利である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、原稿から読み取られたカラー画像をモノクロ印刷させる際に、特定の色で書き込まれた箇所を強調させることができる画像処理装置を提供することを目的としている。特に、ピクセルごとの輝度データ及び色度データからなるカラー画像からモノクロ画像を得る際に、ユーザが指定する色相のピクセルを強調することができる画像処理装置を提供することを目的としている。また、ユーザが指定する色相と、この色相に色空間において近い色相との境界が目立つのを抑制させることができる画像処理装置を提供することを目的としている。

第１の本発明による画像処理装置は、原稿から読み取られたピクセルごとの輝度データ及び色度データからなるカラー画像を画像処理し、モノクロ画像を出力する画像処理装置であって、ユーザ操作に基づいて、変換対象とする色相を指定する色相指定情報を生成する色相指定手段と、上記色度データから得られる色相に基づいて、上記色相指定情報で指定された色相のピクセルを上記カラー画像から抽出するピクセル抽出手段と、上記ピクセル抽出手段により抽出されたピクセルの上記輝度データに対し、輝度の上限値を低下させ、かつ、上限値を含む所定の範囲内において単調増加する関数を用いて輝度値を変換する処理を行い、上記カラー画像から上記モノクロ画像を生成する輝度データ変換手段とを備えて構成される。

この画像処理装置では、ユーザ操作に基づいて色相指定情報が生成され、色相指定情報で指定された色相のピクセルが原稿から読み取られたカラー画像から抽出される。そして、抽出されたピクセルの輝度データを変換する処理が行われ、カラー画像からモノクロ画像が生成される。この輝度データの変換処理は、輝度の上限値を低下させるとともに、上限値を含む所定の範囲内において単調増加する関数を用いて行われる。この様な構成により、ユーザが指定する色相のピクセルについて、上限値近傍の輝度値が低下するので、モノクロ画像の印刷時に濃く印刷され、当該箇所を強調させることができる。

第２の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記輝度データ変換手段が、輝度値を当該輝度値に一定数を乗じた値に対応付けるように構成される。

第３の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記輝度データ変換手段が、下限値から第１の閾値までの範囲内に存在する輝度値を下限値に対応付け、上記第１の閾値から上限値までの範囲内に存在する輝度値を当該輝度値から一定数を減じた値に対応付けるように構成される。

第４の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記ピクセル抽出手段が、上記色度データから得られる色相に基づいてカラー画像からピクセルを抽出する際、第２の閾値よりも彩度の大きなピクセルを抽出し、上記第２の閾値よりも彩度の小さなピクセルを抽出しないように構成される。この様な構成によれば、第２の閾値よりも彩度の大きなピクセルだけを抽出対象として抽出処理が行われるので、ユーザが指定する色相とは異なる彩度の小さなピクセルが誤って抽出されるのを防止することができる。

第５の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記輝度データ変換手段による変換処理後の輝度データに対して輝度値を第３の閾値と比較し、この比較結果に基づいて２値データを生成する２値化処理手段を備え、ピクセルごとの上記２値データからなる上記モノクロ画像が出力されるように構成される。

第６の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記輝度データ変換手段による変換処理後の輝度データに対して、下限値を含む第１の範囲内に存在する輝度値を上記下限値に変換し、或いは、上限値を含む第２の範囲内に存在する輝度値を上記上限値に変換する処理を行う輝度補正手段を備え、上記２値化処理手段が、上記輝度補正手段による変換処理後の輝度データに基づいて上記２値データを生成するように構成される。

第７の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記輝度データ変換手段が、上記色相指定情報で指定された色相以外のピクセルに対しては、輝度値を増加させるように構成される。

第８の本発明による画像処理装置は、上記構成に加え、上記色相指定情報に基づいて、当該色相指定情報が指定する色相の色空間における周辺領域を指定する周辺領域指定情報を生成する周辺領域指定手段を備え、上記輝度データ変換手段が、上記周辺領域指定情報で指定された周辺領域のピクセルに対して、上記変換処理よりも輝度値を増加させる割合を小さくして輝度データを変換し、上記カラー画像から上記モノクロ画像を生成するように構成される。この様な構成によれば、ユーザが指定した色相の周辺領域のピクセルについても、輝度データが適切に変換されるので、ユーザが指定する色相と、この色相に色空間において近い色相との境界がモノクロ画像の印刷時に目立つのを抑制させることができる。

本発明による画像処理装置によれば、ユーザが指定する色相のピクセルについて、輝度値が低下するので、モノクロ画像の印刷時に特定の色相が濃く印刷され、当該箇所を強調させることができる。ユーザが指定した色相の周辺領域のピクセルについても、輝度データが適切に変換されるので、ユーザが指定する色相と、この色相に色空間において近い色相との境界がモノクロ画像の印刷時に目立つのを抑制させることができる。従って、原稿から読み取られたカラー画像をモノクロ印刷させる際に、特定の色で書き込まれた箇所を強調させることができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による画像処理装置の概略構成の一例を示したブロック図であり、画像処理装置の一例として、カラースキャナ部１０、画像処理部２０及びプリンタ部３０からなるデジタル複合機１００が示されている。カラースキャナ部１０は、読み取り対象とする原稿に光を照射し、当該原稿による反射光を受光して画像データを生成する撮像装置である。ここでは、原稿（用紙）の紙送り方向に照射光を走査（スキャン）させることにより、原稿上の手書き文字や印刷パターンが読み取られるものとする。また、少なくとも３つの異なる色ごとの輝度データからなるカラー画像データが生成されるものとする。

画像処理部２０は、カラースキャナ部１０が原稿から読み取ったカラー画像データについて輝度データの輝度値を変更してモノクロ画像データを生成する処理を行い、生成したモノクロ画像データをプリンタ部３０へ出力する動作を行っている。輝度値を変更する処理は、ユーザが指定する色相に基づいて行われる。画像処理部２０では、表示部４２に色相を指定させるための入力画面を表示させ、操作入力部４１からの入力信号に基づいて色相が指定される。

プリンタ部３０は、モノクロ画像データの出力装置であり、ＬＥＤプリントヘッド３１、駆動制御部３２、感光体ドラム３３、帯電器３４、現像部３５、転写部３６及び定着部３７からなる。ＬＥＤプリントヘッド３１は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を直線上に配置させたＬＥＤアレイを備え、画像処理部２０から入力されるモノクロ画像データに基づいて、光を感光体ドラム３３に照射する動作を行っている。

駆動制御部３２は、感光体ドラム３３、帯電器３４、現像部３５、転写部３６及び定着部３７からなるプリンタ機構の制御を行っている。感光体ドラム３３は、表面に感光体層が形成された円筒状の回転体であり、印刷時には、帯電器３４により表面が一様に帯電される。この様に帯電された感光体ドラム３３の表面に、光を照射させることにより、静電潜像が形成される。

現像部３５は、静電潜像が形成された感光体ドラム３３の表面に、トナーを付着させて、トナー像を形成させる動作を行っている。転写部３６は、感光体ドラム３３の表面に形成されたトナー像を印刷用紙に転写させる動作を行っている。定着部３７は、トナー像が転写された印刷用紙を加熱処理及び加圧処理し、モノクロ画像を印刷用紙表面に定着させる動作を行っている。

図２は、図１のデジタル複合機１００におけるカラースキャナ部１０の構成例を示したブロック図である。このカラースキャナ部１０は、ラインセンサ１１、ＡＦＥ回路１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、シェーディング補正回路１４、γ補正回路１５及び色空間変換回路１６からなる。ラインセンサ１１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）などの複数の受光素子を直線Ｌ上に配置させた受光素子アレイを備え、受光量（輝度）を示すアナログ信号、例えば、電圧信号をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各色ごとに生成する動作を行っている。

ＡＦＥ（Analog Front End：アナログフロントエンド）回路１２は、ラインセンサ１１から入力されたアナログ信号の電圧レベルを調整してＡ／Ｄコンバータ１３へ出力するアンプである。Ａ／Ｄコンバータ１３は、ＡＦＥ回路１２から入力されたアナログ信号を所定のサンプリングレートでサンプリングし、デジタルデータを生成する変換素子である。ここでは、８ビット（２５６階調）のビットデータからなる輝度データが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色ごとに生成されるものとする。

シェーディング補正回路１４は、ラインセンサ１１における画素ごとの受光量の基準を揃えるために、輝度データの補正処理を行うデジタル処理回路である。具体的には、シェーディング補正用に予め作成され、ライン方向（直線Ｌ方向）に配置された光の反射率が既知の複数のオブジェクト、いわゆる「白基準」又は「黒基準」をラインセンサ１１に読み取らせる。このとき得られる輝度データと、上記オブジェクトの反射率情報に基づいて、原稿から新たに読み取られた輝度データが補正される。これにより、原稿読み取り用の光源の明るさにおけるライン方向（直線Ｌ方向）のバラツキ、照射用の集光レンズにおける周辺光量低下の影響、或いは、ラインセンサ１１の受光感度におけるライン方向のバラツキを補正することができる。

γ（ガンマ）補正回路１５は、シェーディング補正回路１４から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの輝度データを色調整するγ補正処理を行うデジタル処理回路である。例えば、デバイスに依存するＲＧＢ色空間に対し、国際標準規格の表色系「ｓＲＧＢ（standard RGB）表色系」に則って輝度データの色調整が行われる。ＲＧＢ色空間は、光の３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を用いて加法混色を表現するのに使われる色空間であり、数値が増すほど白に近づく。ｓＲＧＢ表色系は、スキャナ、デジタルカメラ、プリンタ、モニターなどの様々な画像の入出力機器に採用されており、ｓＲＧＢ表色系に則って色調整することにより、入力時と出力時における色の差異を少なくすることができる。

色空間変換回路１６は、γ補正回路１５から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの輝度データについて、色空間を変換してカラー画像データを出力するデジタル処理回路である。具体的には、ＲＧＢ色空間を輝度及び色相からなる色空間、例えば、ＹＣｂＣｒ表色系に変換する処理が行われる。ＹＣｂＣｒ表色系は、ＪＰＥＧ形式の画像データなどに用いられている表色系であり、Ｙが輝度データを示し、ＣｂＣｒが色度データをそれぞれ示している。この色度データＣｂＣｒでは、Ｃｂが青の差分（色相成分）、Ｃｒが赤の差分（色相成分）をそれぞれ示している。この色空間変換回路１６により、ピクセルごとの輝度データ及び色度データからなるカラー画像データが生成される。

ＹＣｂＣｒ表色系に変換するのに代えて、均等色空間の１つであるＬａｂ表色系に変換するものであっても良い。Ｌａｂ表色系では、Ｌが輝度データを示し、ａｂが色度データをそれぞれ示している。この色度データａｂでは、ａ及びｂがそれぞれ色相成分を示している。なお、Ｌａｂ表色系におけるＬ成分は、通常、明度と呼ばれる。本明細書中における輝度データには、Ｌａｂ表色系のＬ成分データ、すなわち、明度データが含まれるものとする。

図３は、図１のデジタル複合機１００の要部における構成例を示したブロック図であり、画像処理部２０の機能構成の一例が示されている。この画像処理部２０は、色相指定部２１、周辺領域指定部２２、モノクロ画像生成部２３、変換テーブル記憶部２４、周辺領域変換テーブル記憶部２５、輝度補正部２６及び２値化処理部２７からなる。色相指定部２１は、ユーザ操作に基づいて、輝度値の変換対象とする色相を指定する色相指定情報を生成する動作を行っている。

この色相指定では、ＹＣｂＣｒ表色系における異なる色相成分Ｃｂ及びＣｒをそれぞれ独立に指定することができる。ここでは、色空間が複数の色相領域に予め区分され、これらの色相領域のうちの１つがユーザにより選択されるものとする。

周辺領域指定部２２は、色相指定部２１からの色相指定情報に基づいて、当該色相指定情報が指定する色相の色空間における周辺領域を指定する周辺領域指定情報を生成する動作を行っている。この周辺領域指定情報により指定される周辺領域は、ユーザにより指定される色相領域とは重複しない領域である。

変換テーブル記憶部２４は、第１の閾値よりも高い輝度値を飽和させ、第１の閾値よりも低い輝度値を増加させる変換テーブルを記憶するメモリである。この変換テーブルは、輝度値の対応付けを規定する対応付け情報であり、ここでは、下限値から第１の閾値までの範囲内に存在する変換処理前の輝度の入力値に一定数を乗じた値を変換処理後の輝度の出力値とする変換テーブルが予め記憶されているものとする。

周辺領域変換テーブル記憶部２５は、上記変換テーブルよりも輝度値を増加させる割合の小さな周辺領域変換テーブルを記憶するメモリである。

モノクロ画像生成部２３は、色相指定情報及び周辺領域指定情報に基づいてカラー画像データからピクセルを抽出し、抽出したピクセルの輝度データを変換テーブル及び周辺領域変換テーブルに基づいて変換してモノクロ画像データを生成する処理を行っている。

輝度補正部２６は、モノクロ画像生成部２３からのモノクロ画像データについて、ノイズを除去するために、輝度を補正する処理を行っている。具体的には、輝度データに対して、下限値を含む第１の範囲内に存在する輝度値を上記下限値に変換し、上限値を含む第２の範囲内に存在する輝度値を上記上限値に変換する処理が行われる。

カラー画像からピクセルを抽出し、輝度データを変換してモノクロ画像を生成する処理を輝度の補正処理よりも前に行わせることにより、色相判定、すなわち、色度データが示す色相が属する色相領域の判定を正確に行うことができる。

２値化処理部２７は、輝度補正部２６による変換処理後の輝度データについて階調数を減少させて２値化する処理を行っている。具体的には、輝度データの輝度値を所定の閾値（第４の閾値）と比較し、この比較結果に基づいて２値データが生成される。この２値化処理部２７により生成され、ピクセルごとの２値データからなるモノクロ画像データがＬＥＤプリントヘッド３１へ出力される。

ここでは、輝度成分を２値化する際、白黒の多値の階調変化を２値で再現するために、ディザ法などの擬似階調表示処理（中間調表示処理）が行われるものとする。擬似階調表示処理は、２値化のための閾値を複数のピクセルからなるブロックごとに定めてモノクロ画像データを得る画像処理である。

図４は、図３の画像処理部２０におけるモノクロ画像生成部２３の構成例を示したブロック図である。このモノクロ画像生成部２３は、色度データ抽出部１、ピクセル抽出部２、輝度データ抽出部３及び輝度データ変換部４からなる。色度データ抽出部１は、カラー画像データから色度データを抽出する動作を行っている。具体的には、色空間変換回路１６において生成されたカラー画像データ（ここでは、ＹＣｂＣｒ）から色度データＣｂＣｒが抽出され、ピクセル抽出部２へ出力される。

ピクセル抽出部２は、色度データ抽出部１からの色度データＣｂＣｒに基づいて、色相指定情報及び周辺領域指定情報で指定された色相のピクセルを抽出する動作を行っている。

具体的には、色度データＣｂＣｒに含まれる色相成分に基づいて当該ピクセルが属する色空間における色相領域が判別され、ユーザが指定する色相領域と一致するピクセルが抽出される。また、周辺領域指定情報で指定された色相領域と一致するピクセルが抽出される。

輝度データ抽出部３は、カラー画像データから輝度データを抽出する動作を行っている。具体的には、色空間変換回路１６において生成されたカラー画像データＹＣｂＣｒから輝度データＹが抽出され、輝度データ変換部４へ出力される。

輝度データ変換部４は、強調処理部５及び輝度選択部６からなり、ピクセル抽出部２により抽出されたピクセルの輝度データを変換テーブルに基づいて変換し、カラー画像データからモノクロ画像データを生成する動作を行っている。

強調処理部５は、変換テーブル記憶部２４から読み出した変換テーブルと、周辺領域変換テーブル記憶部２５から読み出した周辺領域変換テーブルに基づいて輝度データＹを変換し、輝度値を増大させた第１輝度データ及び第２輝度データを生成する処理を行っている。具体的には、変換テーブルに従って輝度値を変換して第１輝度データが生成される。また、周辺領域変換テーブルに従って輝度値を変換して第２輝度データが生成される。

輝度選択部６は、ピクセル抽出部２からのピクセルの抽出情報に基づいて、輝度データを選択し、モノクロ画像データとして出力する動作を行っている。具体的には、色相指定情報に基づいて抽出されたピクセルについて、第１輝度データが選択され、周辺領域指定情報に基づいて抽出されたピクセルについて、第２輝度データが選択される。また、ピクセル抽出部２により抽出されなかったピクセルについて、輝度データＹが選択される。

本実施の形態では、ピクセル抽出部２により抽出されたピクセルの輝度データについて変換処理する際、輝度値の対応付けが規定された変換テーブルを用いているが、この様なソフトウェア的な処理に代えて、演算回路を用いてハードウェア的に処理させるものであっても良い。

図５は、図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、ユーザに色相を指定させる際に用いられる色空間が示されている。この色空間は、ＹＣｂＣｒ表色系の色空間であり、縦軸にＣｂ軸が配置され、横軸にＣｒ軸が配置されている。Ｃｂ成分が大きくなれば、青味が強くなり、小さくなれば、黄味が強くなる。また、Ｃｒ成分が大きくなれば、赤味が強くなり、小さくなれば、緑味が強くなる。

ここでは、色空間が原点を通る６本の直線５１〜５６、Ｃｂ軸及びＣｒ軸により、１６個の色相領域に区分されているものとする。また、Ｃｂ成分の入力レンジ及びＣｒ成分の入力レンジは、一致しているものとする。

直線５１は、傾き２の直線Ｃｂ＝２Ｃｒ、直線５２は、傾き１の直線Ｃｂ＝Ｃｒ、直線５３は、傾き１／２の直線Ｃｂ＝（１／２）Ｃｒをそれぞれ示している。また、直線５４は、傾き（−１）／２の直線（−２）Ｃｂ＝Ｃｒ、直線５５は、傾き（−１）の直線Ｃｂ＝−Ｃｒ、直線５６は、傾き（−２）の直線Ｃｂ＝（−２）Ｃｒをそれぞれ示している。これらの直線５１〜５６により区分された各色相領域は、互いに面積の等しい領域となっている。

色空間の原点近傍の領域は、色相成分の絶対値が小さな無彩色領域５７となっている。この無彩色（モノトーン）領域５７は、彩度の低い色相を示す領域であり、色相成分Ｃｂ及びＣｒ間に成り立つ所定の関係式によって規定される。この例では、原点を中心とする円の内部として無彩色領域５７が示されている。

この様な無彩色領域５７は、輝度値の変換対象とする色相からは除外される。つまり、色度データに基づいてカラー画像からピクセルを抽出する際には、所定の閾値（第３の閾値）よりも彩度の大きなピクセルだけが抽出され、当該閾値よりも彩度の小さなピクセルについては抽出しないこととなる。

この様な色空間に対し、輝度値を変更してモノクロ画像から白化させる色相領域及び周辺領域が指定される。

図６は、図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、ユーザにより指定された色相領域Ａ１及び周辺領域Ａ２が示されている。この例では、第１象限における直線５２及び直線５３間の色相領域Ａ１がユーザにより指定され、この色相領域Ａ１に隣接する２つの色相領域が周辺領域Ａ２に指定されている。つまり、周辺領域Ａ２は、ユーザにより色相領域Ａ１が１つ指定されれば、当該色相領域Ａ１の色空間内における位置又は区分に基づいて自動的に指定される。

モノクロ画像生成部２３では、色相が色相領域Ａ１に属するピクセルの輝度データを変換テーブルに基づいて変換するとともに、色相が周辺領域Ａ２に属するピクセルの輝度データを周辺領域変換テーブルに基づいて変換する処理が行われる。

図７は、図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、輝度値を変更して特定の色相を白化させる際に用いる変換テーブルを表すグラフＢ２及びＢ３が示されている。グラフＢ１は、傾き１の直線であり、輝度の入力値を同一輝度の出力値に対応付ける対応付けを表すグラフとなっている。

グラフＢ２は、ユーザが指定した色相領域に属するピクセルの変換テーブルを表す折れ線であり、第１の閾値ａ１から輝度の上限値（飽和値）２５５までの範囲内の輝度の入力値を出力値２５５に対応付けている。また、グラフＢ２は、輝度の下限値０から第１の閾値ａ１までの範囲内の輝度の入力値を輝度に比例して増加させた出力値に対応付けている。

この例では、下限値０から第１の閾値ａ１までの範囲におけるグラフＢ２の比例係数（直線の傾き）が４となっており、上限値２５５の１／４が第１の閾値ａ１となっている。

グラフＢ３は、周辺領域に属するピクセルの輝度データを変換する際に用いられる周辺領域変換テーブルを表す折れ線であり、グラフＢ２に比べて輝度値を増加させる割合が小さくなっている。具体的には、閾値ａ２から上限値２５５までの範囲内の輝度の入力値を出力値２５５に対応付け、下限値０から閾値ａ２（>ａ１）までの範囲内の輝度の入力値を輝度に比例して増加させた出力値に対応付けている。下限値０から閾値ａ２までの範囲におけるグラフＢ３の比例係数は、１よりも大きく、グラフＢ２の比例係数よりも小さくなっている。

この例では、下限値０から閾値ａ２までの範囲におけるグラフＢ３の比例係数が２となっており、上限値２５５の１／２が閾値ａ２となっている。

モノクロ画像生成部２３では、この様なグラフＢ２，Ｂ３が表す変換テーブルに基づいて、輝度データを変換する処理が行われ、変換処理後の輝度データがモノクロ画像データとして出力される。

図８は、図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、ノイズ除去のための輝度補正に用いられる変換テーブルを表すグラフＣ１が示されている。このグラフＣ１は、輝度の下限値０を含む第１の範囲内、すなわち、０以上ｂ１以下の範囲内に存在する輝度値を下限値０に対応付け、上限値２５５を含む第２の範囲内、すなわち、ｂ２以上２５５以下の範囲内に存在する輝度値を上限値２５５に対応付ける。また、グラフＣ１は、ｂ１以上ｂ２以下の範囲内の輝度値をｂ１との差分を一定数倍した輝度値に対応付けている。

輝度補正部２６では、モノクロ画像生成部２３により生成されたモノクロ画像データに対して、この様なグラフＣ１が表す変換テーブルに基づく変換処理が行われる。この様な変換テーブルに基づいて輝度を補正することにより、上限値に近い輝度値が飽和され、下限値に近い輝度値が下限値に変換されるので、モノクロ画像において、白の領域の中にノイズ状に黒が点在し、或いは、黒の領域の中にノイズ状に白が点在するのを抑制させることができる。

図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０８は、図３の画像処理部２０における動作の一例を示したフローチャートである。まず、色相指定部２１は、ユーザにより輝度値の変換対象とする色相領域が指定されれば、色相指定情報を生成する（ステップＳ１０１）。周辺領域指定部２２は、色相指定情報が色相指定部２１から入力されると、当該色相指定情報に基づいて、周辺領域指定情報を生成する。

次に、モノクロ画像生成部２３は、色相指定情報及び周辺領域指定情報が入力されると、カラースキャナ部１０からカラー画像データを読み込み、色度データの色相成分に基づいて指定領域に属するピクセルであるか否かを判定し、色相指定情報で指定されている色相領域に属するピクセルと、周辺領域指定情報で指定されている周辺領域に属するピクセルを抽出する（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）。

このとき、モノクロ画像生成部２３は、抽出したピクセルの輝度データについて、変換テーブルに基づく輝度の変換処理を行い、モノクロ画像データを生成する（ステップＳ１０５）。

次に、輝度補正部２６は、モノクロ画像生成部２３からモノクロ画像データが入力されると、当該モノクロ画像データについてノイズ除去のための輝度の補正処理を行う（ステップＳ１０６）。そして、２値化処理部２７は、補正処理後のモノクロ画像データについて階調数を減少させる処理を行い、２値データとして出力する（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。

図１０は、図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、輝度値を変更して特定の色相を白化させる際に用いる変換テーブルの他の例を表すグラフＢ４が示されている。このグラフＢ４は、ユーザが指定した色相領域に属するピクセルの変換テーブルを表す折れ線である。グラフＢ４では、第１の閾値ａ４から上限値２５５までの範囲内の輝度の入力値を出力値２５５に対応付け、第１の閾値ａ４に比べて小さな第２の閾値ａ３（例えば、１２８）よりも高く第１の閾値ａ４よりも低い輝度の入力値を増加させ、下限値０から第２の閾値ａ３までの範囲内の輝度の入力値を同一輝度に対応付けている。

ここでは、第２の閾値ａ３から第１の閾値ａ４までの範囲内の輝度の入力値が閾値ａ３との差分を一定数倍した出力値に対応付けられている。つまり、グラフＢ４では、下限値０及び第１の閾値ａ４間に関して、直線の傾きを２段階で変化させている。

輝度の下限値と第１の閾値との間を多段階に傾きを変化させたこの様なグラフＢ４が表す変換テーブルを用いて輝度データを変換させても良い。この様にすれば、ユーザが指定する色相のピクセルについて輝度データを変更する際、下限値から第１の閾値までの範囲内の輝度値が多段階に変更されるので、モノクロ画像の印刷時に白黒の境界が目立つのをより効果的に抑制させることができる。

図１１は、図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、輝度値を変更して特定の色相を白化させる際に用いる変換テーブルのその他の例を表すグラフＢ５が示されている。このグラフＢ５は、ユーザが指定した色相領域に属するピクセルの変換テーブルを表す折れ線である。グラフＢ５では、第１の閾値ａ６から上限値２５５までの範囲内の輝度の入力値を出力値２５５に対応付け、下限値０から第１の閾値ａ６までの範囲内の輝度の入力値ｘを一定量ａ５だけ増加させた出力値（ｘ＋ａ５）に対応付けている。

また、グラフＢ５では、第１の閾値ａ６が、ａ６＋ａ５＝２５５の関係を満たしている。この様なグラフＢ５が表す変換テーブルを用いて輝度データを変換させても良い。

本実施の形態によれば、ユーザが指定する色相領域に属するピクセルについて、輝度データがその輝度値に応じて変更されるとともに、第１の閾値よりも高い輝度値が輝度の上限値に変更されるので、モノクロ画像の印刷時に白黒の境界が目立つのを抑制しつつ特定の色相を白化させることができる。

具体的には、記入枠やテンプレートなどが薄い色、例えば、明るさ（輝度）の高い赤で印刷された原稿用紙に記入枠などと同じ色のペンで文字などが書き込まれている場合に、ペンで書き込まれた文字や黒で印刷されたオブジェクトを白化させることなく、記入枠やテンプレートのみ白化させてモノクロ画像を印刷させることが想定される。本実施の形態によるデジタル複合機１００では、原稿用紙にペンで書き込まれた文字が記入枠などに比べて輝度が低い（濃い）ことを利用して、手書き文字を残しつつ記入枠やテンプレートを適切に白化させることができる。

また、本実施の形態によれば、第３の閾値よりも彩度の大きなピクセルを抽出対象として抽出処理が行われるので、ユーザが指定する色相領域とは異なる彩度の小さなピクセルが誤って抽出されるのを防止することができる。

また、ユーザが指定した色相領域の周辺領域のピクセルについても、周辺領域変換テーブルに従って輝度データが変換されるので、ユーザが指定する色相と、この色相に色空間において近い色相との境界がモノクロ画像の印刷時に目立つのを抑制させることができる。

なお、本実施の形態では、原稿からカラー画像を読み取るスキャナ機能と、読み取ったカラー画像から得られるモノクロ画像を印刷用紙に印刷するプリンタ機能を備えたデジタル複合機に本発明を適用する場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、スキャナ機能のみを有する画像読取装置、或いは、プリンタ機能のみを有する印刷装置にも本発明は適用することができる。また、原稿から読み取ったカラー画像をモノクロ画像データに変換して通信先に送信し、通信先から受信したカラー画像データをモノクロ画像データに変換して印刷用紙に印刷するファクシミリ装置にも本発明は適用することができる。

また、本実施の形態では、輝度値を変更して特定の色相を白化させる際に用いる変換テーブルとして、図７のグラフＢ２、図１０のグラフＢ４又は図１１のグラフＢ５のいずれかが用いられる場合の例について説明したが、白化させる際に用いる変換テーブルをこれらのグラフが表す変換テーブルのいずれかに必要に応じて切り替え可能とする構成であっても良い。また、色相領域に応じて輝度値の対応付けを異ならせた複数の変換テーブルを保持し、ユーザが色相領域を指定した際に、当該色相領域に対応する変換テーブルを用いて輝度値の変換処理を行うようにしても良い。

また、本実施の形態では、ピクセル抽出部２により抽出されなかったピクセルについて輝度データＹが選択される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、輝度データ抽出部３において抽出された輝度データＹを変換し、輝度値を低下させた第３輝度データを生成する処理を行う。そして、ピクセル抽出部２により抽出されなかったピクセルについて、第３輝度データが選択されるようにしても良い。

また、本実施の形態では、色空間変換回路１６において生成されたカラー画像データＹＣｂＣｒに基づいて、ピクセル抽出及び輝度データの変換処理が行われる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、カラー画像データとしてＲＧＢ色空間によるカラーデータが入力されるものにも本発明は適用することができる。カラー画像データとして、ＲＧＢデータが入力される場合、色度データ抽出部１では、ＲＧＢデータに基づいて、色成分の差分（Ｇ−Ｒ）及び（Ｇ−Ｂ）が算出され、色度データとして出力される。また、輝度データ抽出部３では、ＲＧＢデータからＧ成分が抽出され、輝度データとして出力される。

実施の形態２．
実施の形態１では、ユーザが指定する色相のピクセルについて輝度値を増加させ、モノクロ画像の印刷時に白化させる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、特定の色で書き込まれた箇所を強調させるために、ユーザが指定する色相のピクセルに対して輝度値を低下させる場合について説明する。

図１２は、本発明の実施の形態２による画像処理装置における動作の一例を示した図であり、輝度値を変更して特定の色相を強調させる際に用いる変換テーブルを表すグラフＤ１及びＤ２が示されている。本実施の形態による画像処理装置は、実施の形態１によるデジタル複合機１００と比較すれば、色相が特定の色相領域に属するピクセルの輝度値を変更する際に用いる変換テーブルのみ異なっている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

グラフＤ１は、ユーザが指定した色相領域に属するピクセルに対して、輝度値を変更する際に用いる変換テーブルを表す直線である。このグラフＤ１は、輝度の下限値０から上限値（飽和値）２５５までの範囲内の輝度の入力値を輝度に比例して低下させた出力値に対応付けている。つまり、グラフＤ１は、輝度値を当該輝度値に一定数を乗じた値に対応付ける対応付けを表している。この例では、グラフＤ１の比例係数（直線の傾き）が１／４となっており、例えば、入力値２５５に対し、２５５／４に近い整数６３又は６４を出力値として対応付けている。ここで、入力値及び出力値は、いずれも整数であるものとし、入力値に対応するグラフＤ１上の出力値が小数である場合には、小数点以下は、切り上げ、切り捨て、或いは、四捨五入されるものとする。

グラフＤ２は、色相が周辺領域に属するピクセルに対して、輝度値を変更する際に用いられる周辺領域変換テーブルを表す直線である。このグラフＤ２は、グラフＤ１に比べて輝度値を低下させる割合が小さくなっている。具体的には、グラフＤ２の比例係数は、１よりも小さく、グラフＤ１の比例係数よりも大きくなっている。この例では、グラフＤ２の比例係数が１／２となっており、例えば、入力値２５５を出力値２５５／２に対応付けている。

モノクロ画像生成部２３では、この様なグラフＤ１，Ｄ２が表す変換テーブルに基づいて、輝度データを変換する処理が行われ、変換処理後の輝度データがモノクロ画像データとして出力される。この様な輝度データの変換処理に用いる変換テーブルは、輝度値の対応付けを規定する関数が上限値２５５を含む所定の範囲内において単調増加関数となるようなものであれば良い。

図１３は、本発明の実施の形態２による画像処理装置における動作の一例を示した図であり、輝度値を変更して特定の色相を強調させる際に用いる変換テーブルの他の例を表すグラフＤ３が示されている。このグラフＤ３は、ユーザが指定した色相領域に属するピクセルの変換テーブルを表す折れ線である。

グラフＤ３では、輝度の下限値０から第１の閾値ｄ２までの範囲内の輝度の入力値を出力値０に対応付け、第１の閾値ｄ２から上限値２５５までの範囲内の輝度の入力値ｘを一定数ｄ１だけ減少させた出力値（ｘ−ｄ１）に対応付けている。つまり、グラフＤ３は、下限値０から第１の閾値ｄ２までの範囲内に存在する輝度値を下限値０に対応付け、第１の閾値ｄ２から上限値２５５までの範囲内に存在する輝度値を当該輝度値から一定数ｄ１を減じた値に対応付ける対応付けを表している。

また、グラフＤ３では、第１の閾値ｄ２が、ｄ２−ｄ１＝０の関係を満たしている。この様なグラフＤ３が表す変換テーブルを用いて輝度データを変換させても良い。

本実施の形態によれば、ユーザが指定する色相領域のピクセルについて、輝度値が低下するので、モノクロ画像の印刷時に特定の色相が濃く印刷され、当該箇所を強調させることができる。

具体的には、記入枠やテンプレートなどが黒で印刷された原稿に赤色のペンで書き込まれている文字などの特定箇所を強調して印刷させることができる。特に、赤色で書き込まれた文字などの特定箇所を濃くして強調し、黒で印刷された他の箇所を薄くして印刷することができる。

実施の形態３．
実施の形態２では、ユーザが指定する色相領域のピクセルに対して輝度値を低下させる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、ユーザが指定した色相領域に属するピクセルについて輝度値を低下させるとともに、当該色相領域に属していないピクセルに対して輝度値を増加させる場合について説明する。

本実施の形態による画像処理装置では、色相指定情報で指定された色相領域に属するピクセルに対し、輝度値が変換テーブルに基づいて変更される。すなわち、当該ピクセルについて、輝度値を低下させる処理が行われる。一方、色相指定情報で指定された色相領域に属していないピクセルについては、輝度値を増加させる処理が行われる。

この様に構成すれば、ユーザが指定する色相領域のピクセルについて輝度値を低下させるとともに、他のピクセルについては輝度値を増加させるので、モノクロ画像の印刷時に特定の色相箇所をより強調して印刷することができる。

本発明の実施の形態１による画像処理装置の概略構成の一例を示したブロック図であり、画像処理装置の一例としてデジタル複合機１００が示されている。 図１のデジタル複合機１００におけるカラースキャナ部１０の構成例を示したブロック図である。 図１のデジタル複合機１００の要部における構成例を示したブロック図であり、画像処理部２０の機能構成の一例が示されている。 図３の画像処理部２０におけるモノクロ画像生成部２３の構成例を示したブロック図である。 図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、ユーザに色相を指定させる際に用いられる色空間が示されている。 図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、ユーザにより指定された色相領域Ａ１及び周辺領域Ａ２が示されている。 図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、白化させる際に用いる変換テーブルを表すグラフＢ２及びＢ３が示されている。 図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、ノイズ除去のための輝度補正に用いられる変換テーブルを表すグラフＣ１が示されている。 図３の画像処理部２０における動作の一例を示したフローチャートである。 図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、白化させる際に用いる変換テーブルの他の例を表すグラフＢ４が示されている。 図３の画像処理部２０における動作の一例を示した図であり、白化させる際に用いる変換テーブルのその他の例を表すグラフＢ５が示されている。 本発明の実施の形態２による画像処理装置における動作の一例を示した図であり、色相強調の際に用いる変換テーブルを表すグラフＤ１及びＤ２が示されている。 本発明の実施の形態２による画像処理装置における動作の一例を示した図であり、色相強調の際に用いる変換テーブルの他の例を表すグラフＤ３が示されている。

符号の説明

１ 色度データ抽出部
２ ピクセル抽出部
３ 輝度データ抽出部
４ 輝度データ変換部
５ 強調処理部
６ 輝度選択部
１０ カラースキャナ部
１１ ラインセンサ
１２ ＡＦＥ回路
１３ Ａ／Ｄコンバータ
１４ シェーディング補正回路
１５ γ補正回路
１６ 色空間変換回路
２０ 画像処理部
２１ 色相指定部
２２ 周辺領域指定部
２３ モノクロ画像生成部
２４ 変換テーブル記憶部
２５ 周辺領域変換テーブル記憶部
２６ 輝度補正部
２７ ２値化処理部
３０ プリンタ部
３１ ＬＥＤプリントヘッド
３２ 駆動制御部
３３ 感光体ドラム
３４ 帯電器
３５ 現像部
３６ 転写部
３７ 定着部
４１ 操作入力部
４２ 表示部
１００ デジタル複合機

Claims (8)

1. 原稿から読み取られたピクセルごとの輝度データ及び色度データからなるカラー画像を画像処理し、モノクロ画像を出力する画像処理装置において、
   ユーザ操作に基づいて、変換対象とする色相を指定する色相指定情報を生成する色相指定手段と、
   上記色度データから得られる色相に基づいて、上記色相指定情報で指定された色相のピクセルを上記カラー画像から抽出するピクセル抽出手段と、
   上記ピクセル抽出手段により抽出されたピクセルの上記輝度データに対し、輝度の上限値を低下させ、かつ、上限値を含む所定の範囲内において単調増加する関数を用いて輝度値を変換する処理を行い、上記カラー画像から上記モノクロ画像を生成する輝度データ変換手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 上記輝度データ変換手段が、輝度値を当該輝度値に一定数を乗じた値に対応付けることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 上記輝度データ変換手段が、下限値から第１の閾値までの範囲内に存在する輝度値を下限値に対応付け、上記第１の閾値から上限値までの範囲内に存在する輝度値を当該輝度値から一定数を減じた値に対応付けることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 上記ピクセル抽出手段が、上記色度データから得られる色相に基づいてカラー画像からピクセルを抽出する際、第２の閾値よりも彩度の大きなピクセルを抽出し、上記第２の閾値よりも彩度の小さなピクセルを抽出しないことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 上記輝度データ変換手段による変換処理後の輝度データに対して輝度値を第３の閾値と比較し、この比較結果に基づいて２値データを生成する２値化処理手段を備え、
   ピクセルごとの上記２値データからなる上記モノクロ画像が出力されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
6. 上記輝度データ変換手段による変換処理後の輝度データに対して、下限値を含む第１の範囲内に存在する輝度値を上記下限値に変換し、或いは、上限値を含む第２の範囲内に存在する輝度値を上記上限値に変換する処理を行う輝度補正手段を備え、
   上記２値化処理手段が、上記輝度補正手段による変換処理後の輝度データに基づいて上記２値データを生成することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 上記輝度データ変換手段が、上記色相指定情報で指定された色相以外のピクセルに対しては、輝度値を増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 上記色相指定情報に基づいて、当該色相指定情報が指定する色相の色空間における周辺領域を指定する周辺領域指定情報を生成する周辺領域指定手段を備え、
   上記輝度データ変換手段が、上記周辺領域指定情報で指定された周辺領域のピクセルに対して、上記変換処理よりも輝度値を増加させる割合を小さくして輝度データを変換し、上記カラー画像から上記モノクロ画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

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