特許 6225090 画像処理方法及び画像処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6225090

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】画像処理方法及び画像処理装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/407 20060101AFI20171023BHJP

【ＦＩ】

   H04N1/40 101B

【請求項の数】12

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-193877(P2014-193877)

(22)【出願日】2014年9月24日

(65)【公開番号】特開2016-66872(P2016-66872A)

(43)【公開日】2016年4月28日

【審査請求日】2016年12月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】591044164

【氏名又は名称】株式会社沖データ

(74)【代理人】

【識別番号】110001357

【氏名又は名称】特許業務法人つばさ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩本 貴良

【審査官】 豊田 好一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１２２５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７８０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５４１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １／４０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１画素からなる画像データを入力し、この入力画像データに対応する前処理後の複数の第２画素からなる処理済み画像データを出力する前処理と、
前記処理済み画像データを入力し、前記複数の第２画素における濃度を示す画素値の閾値レベルを検出して出力する検出処理と、
前記入力画像データ、前記処理済み画像データ及び前記閾値レベルを入力し、前記入力画像データの下地画素を除去した出力画像データを出力する下地除去処理と、
を有し、
前記下地除去処理は、
前記複数の第２画素における前記画素値と、前記閾値レベルと、を比較してその比較結果に基づき、前記複数の第２画素に対応する前記複数の第１画素を前記下地画素と判定して前記下地画素を除去することを特徴とする画像処理方法。

【請求項2】

複数の第１画素からなる画像データを入力し、この入力画像データに前処理を施して、前処理後の複数の第２画素からなる処理済み画像データを出力する前処理部と、
前記処理済み画像データを入力し、前記複数の第２画素における濃度を示す画素値の閾値レベルを検出して出力する検出部と、
前記入力画像データ、前記処理済み画像データ及び前記閾値レベルを入力し、前記入力画像データの下地画素を除去した出力画像データを出力する下地除去部と、
を有し、
前記下地除去部は、
前記複数の第２画素における前記画素値と、前記閾値レベルと、を比較してその比較結果に基づき、前記複数の第２画素に対応する前記複数の第１画素を前記下地画素と判定して前記下地画素を除去することを特徴とする画像処理装置。

【請求項3】

前記下地除去部は、
前記閾値レベルに基づき、前記複数の第１画素の前記画素値を変換して複数の第３画素からなる画素値変換データを出力する画素値変換部と、
前記複数の第２画素における前記画素値と、前記閾値レベルと、を比較し、前記比較結果が前記複数の第２画素における前記画素値が大きい場合には、前記複数の第２画素に対応する前記複数の第１画素を前記下地画素と判定して判定結果を出力する判定部と、
前記画素値変換データ及び前記判定結果を入力し、前記判定結果が前記下地画素である前記複数の第１画素に対応する前記複数の第３画素の前記画素値を最大値に置換する画素値置換部と、
を有することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記画素値変換部は、
前記閾値レベルに基づき、前記複数の第１画素の前記画素値を変換するための画素値変換テーブルを作成し、前記画素値変換テーブルを用いて前記画素値変換データを出力することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記前処理は、フィルタ処理であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記フィルタ処理では、移動平均フィルタ又はガウシアンフィルタを用いることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記検出部は、
前記複数の第２画素における前記画素値毎の画素数を示すヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムに基づき前記閾値レベルを検出することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項8】

請求項２〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置は、更に、
前記入力画像データを記憶する入力画像記憶部と、
前記出力画像データを記憶する出力画像記憶部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。

【請求項9】

前記入力画像データは、
画像を読み取る読み取り部により、前記画像が前記画像データに変換されて入力されることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項10】

前記出力画像データは、
現像剤によって記録媒体に出力画像を形成する画像形成部に出力されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項11】

前記入力画像データは、グレースケールにより表された白黒の画像データ、又はＣＩＥＬＡＢ色空間により表されたカラー画像データであることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項12】

前記画素値は、前記第１画素、前記第２画素又は前記第３画素の輝度を示す輝度値であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像データに含まれる下地画素を除去する画像処理方法及び画像処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

画像を読み取って得られた画像データを入力する画像処理装置において、画像データは、複数の画素から構成されている。その複数の画素には、画像が記録された記録媒体の下地を読み取って得られた下地画素が含まれることがある。この下地画素を除去するためには、画像データの所定の画素が下地画素であるか否かを判定するための閾値レベルを決定する必要がある。特に、下地が複数の異なる濃度の画素からなる網点画像である場合、画素の濃度を示す画素値の振れ幅がノイズ等により大きくなるため、閾値レベルを適切に決定する必要がある。

【0003】

従来、例えば、特許文献１等には、入力された画像データの画素値から閾値レベルを決定する画像処理装置が記載されている。この画像処理装置は、入力された画像データの画素値毎の画素数を示すヒストグラムを作成し、作成されたヒストグラムにおける最大画素数の画素値から下地画素を除去するためのオフセット量を算出し、画像データの画素値からこのオフセット量を減算して閾値レベルを決定するものである。このオフセット量は、画像データの解像度を考慮して所定の値に調整されて決定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−０７８４０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の画像処理方法及び画像処理装置では、入力された画像データの全ての画素値からオフセット値を減算するため、下地画素は除去できるが、下地画素ではない画像データの画素値も小さくなる。そのため、画像全体が薄くなり、画質が劣化するという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の内の第１の発明の画像処理方法は、複数の第１画素からなる画像データを入力し、この入力画像データに対応する前処理後の複数の第２画素からなる処理済み画像データを出力する前処理と、前記処理済み画像データを入力し、前記複数の第２画素における濃度を示す画素値の閾値レベルを検出して出力する検出処理と、前記入力画像データ、前記処理済み画像データ及び前記閾値レベルを入力し、前記入力画像データの下地画素を除去した出力画像データを出力する下地除去処理と、を有し、前記下地除去処理は、前記複数の第２画素における前記画素値と、前記閾値レベルと、を比較してその比較結果に基づき、前記複数の第２画素に対応する前記複数の第１画素を前記下地画素と判定して前記下地画素を除去することを特徴とする。

【0007】

第２の発明の画像処理装置は、複数の第１画素からなる画像データを入力し、この入力画像データに前処理を施して、前処理後の複数の第２画素からなる処理済み画像データを出力する前処理部と、前記処理済み画像データを入力し、前記複数の第２画素における濃度を示す画素値の閾値レベルを検出して出力する検出部と、前記入力画像データ、前記処理済み画像データ及び前記閾値レベルを入力し、前記入力画像データの下地画素を除去した出力画像データを出力する下地除去部と、を有し、前記下地除去部は、前記複数の第２画素における前記画素値と、前記閾値レベルと、を比較してその比較結果に基づき、前記複数の第２画素に対応する前記複数の第１画素を前記下地画素と判定して前記下地画素を除去することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の画像処理方法及び画像処理装置によれば、複数の第２画素の画素値と、閾値レベルと、を比較し、その比較結果に基づいて下地画素であるか否かを判定し、複数の第１画素の内、下地画素であると判定された第１画素を除去する。これにより、下地画素ではない画像データの画素値を保持することが可能となるため、画像全体が薄くなって画質が劣化することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は本発明の実施例１における画像処理装置１の機能を示すブロック図である。

【図2】図２は図１中の入力画像データＩＤの例を示す図である。

【図3】図３は図１中の平滑化フィルタ３１の例を示す図である。

【図4】図４は図１中のヒストグラムＨＧの例を示す図である。

【図5】図５は図１中の輝度値変換テーブル５１ａの例を示す図である。

【図6】図６は図１の画像処理装置１の画像処理方法を示すフローチャートである。

【図7】図７は図６中のステップＳ５の下地除去処理の詳細を示すフローチャートである。

【図8】図８は図１中の輝度値変換画像データＫＤ及び平滑化画像データＳＤの例を示す図である。

【図9】図９は図１中の下地除去後画像データＵＤの例を示す図である。

【図10】図１０は図８中の平滑化画像データＳＤにおける各画素の輝度値Ｙとその画素数の分布を示す分布曲線図である。

【図11】図１１は比較例の下地除去後画像データＵＤａの例を示す図である。

【図12】図１２は図８中の輝度値変換画像データＫＤにおける各画素の輝度値Ｙとその画素数の分布を示す分布曲線図である。

【図13】図１３は本発明の実施例２における輝度値変換テーブル５１ｂの例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

【実施例1】

【0011】

（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における画像処理装置１の機能を示すブロック図である。
画像処理装置１は、例えば、画像データを入力する複合機（Multi Function Printer；ＭＦＰ）である。この画像処理装置１は、入力部２から出力される入力画像データＩＤを入力し、画像処理後の下地除去後画像データＵＤを出力部３へ出力する構成になっている。

【0012】

入力部２は、例えば、画像を読み取って入力画像データＩＤを入力するスキャナであり、図示しない載置台、光源、反射板、受光素子（ラインセンサ）、及び信号処理部を備えている。このスキャナは、載置台に置かれた用紙等の記録媒体に光源から光を照射し、照射した光を記録媒体にて反射させ、その反射光を受光素子が受光して画像信号を読み取り、信号処理部によってアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）やシェーディング補正等の信号処理を施す装置である。入力画像データＩＤは、入力部２によって読み取られた複数の第１画素からなる画像データであり、例えば、ビットマップデータである。

【0013】

出力部３は、例えば、電子写真式のプリンタであり、画像処理装置１から出力された下地除去後画像データＵＤを基に、現像剤によって記録媒体上に画像を形成する装置である。下地除去後画像データＵＤは、入力画像データＩＤから下地画素が除去された除去後の画像データであり、例えば、ビットマップデータである。画像処理装置１は、この装置全体を制御するための制御部１０を有している。制御部１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）等により構成されている。

【0014】

画像処理装置１は、入力画像データＩＤを記憶する入力画像記憶部２０を有している。入力画像記憶部２０は、例えば、揮発性のランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）等により構成されている。入力画像記憶部２０の出力側には、前処理部３０及び下地除去部５０が接続されている。

【0015】

前処理部３０は、入力画像記憶部２０から読み出された入力画像データＩＤを入力し、フィルタ処理を施して処理済み画像データとしての平滑化画像データＳＤを出力するものであり、平滑化処理を行うための平滑化フィルタ３１を有している。平滑化画像データＳＤは、複数の第２画素からなり、入力画像データＩＤのノイズ等を除去するためにフィルタ処理を施したものである。前処理部３０の出力側には、検出部としての閾値レベル検出部４０と、下地除去部５０と、が接続されている。

【0016】

閾値レベル検出部４０は、平滑化画像データＳＤを入力し、この平滑化画像データＳＤの画素値としての輝度値を参照してヒストグラムＨＧを作成し、作成したヒストグラムＨＧに基づいて、下地画素であるか否かを判定する閾値レベルＹｔｈを出力するためのものである。閾値レベル検出部４０の出力側には、下地除去部５０が接続されている。

【0017】

下地除去部５０は、入力画像データＩＤ、平滑化画像データＳＤ、及び閾値レベルＹｔｈを入力し、出力画像データとしての下地除去後画像データＵＤを出力するためのものであり、画素値変換部としての輝度値変換部５１と、判定部としての下地画素判定部５２と、画素値変換部としての下地画素置換部５３と、を有している。

【0018】

輝度値変換部５１は、入力画像データＩＤ及び閾値レベルＹｔｈを入力し、入力した閾値レベルＹｔｈから画素値変換テーブルとしての輝度値変換テーブル５１ａを作成し、作成した輝度値変換テーブル５１ａに基づき、入力画像データＩＤの輝度値を変換して複数の第３画素からなる画素値変換データとしての輝度値変換画像データＫＤを作成するためのものである。

【0019】

下地画素判定部５２は、平滑化画像データＳＤ及び閾値レベルＹｔｈを入力し、入力した平滑化画像データＳＤの輝度値と閾値レベルＹｔｈとを比較して平滑化画像データＳＤの輝度値が大きい場合に下地画素と判定し、判定結果としての２値データである非下地画素判定結果ＵＳ及び下地画素判定結果ＮＳを出力するためのものである。輝度値変換部５１及び下地画素判定部５２の出力側には、下地画素置換部５３が接続されている。

【0020】

下地画素置換部５３は、輝度値変換画像データＫＤ、非下地画素判定結果ＵＳ及び下地画素判定結果ＮＳを入力し、入力した下地画素判定結果ＮＳに対応する輝度値変換画像データＫＤの画素の輝度値を最大値に置換し、下地画素を除去した下地除去後画像データＵＤを出力するためのものである。下地除去部５０の出力側には、出力画像記憶部６０が接続されている。

【0021】

出力画像記憶部６０は、下地除去後画像データＵＤを記憶するためのものであり、例えば、揮発性のＲＡＭ等により構成されている。出力画像記憶部６０の出力側には、下地除去後画像データＵＤを出力するための出力部３が接続されている。

【0022】

図２（ａ）、（ｂ）は、図１中の入力画像データＩＤの例を示す図であり、同図（ａ）は入力画像データＩＤの画素を示す拡大図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）における画素に対応する輝度値を示す図である。

【0023】

図２（ａ）に示す入力画像データＩＤは、文字部分である文字画像ＩＤ１と、下地部分である下地画像ＩＤ２から形成されている。文字画像ＩＤ１及び下地画像ＩＤ２は、それぞれ文字画素ＩＤ１Ｓ及び下地画素ＩＤ２Ｓにより形成されている。文字画素ＩＤ１Ｓ及び下地画素ＩＤ２Ｓは、それぞれ濃度の異なる画素から構成され、網点画像を形成している。文字画像ＩＤ１及び下地画像ＩＤ２は、目視では一様の濃度に見えるように形成されている。

【0024】

図２（ｂ）に示す文字輝度値ＩＤ１Ｎ及び下地輝度値ＩＤ２Ｎは、それぞれ文字画素ＩＤ１Ｓ及び下地画素ＩＤ２Ｓの各画素に対応する輝度値Ｙ（＝Ｙ１，Ｙ２，・・・）を示すものである。輝度値Ｙは、白黒の画像を表現する画像データ（以下「グレースケール」という。）における色の明るさを表す値であり、０以上２５５以下の数値で表わされるものである。輝度値Ｙが０の場合は、黒色を示し、輝度値Ｙが大きくなるに従って明るい色を示し、輝度値Ｙが２５５の場合は、白色を示している。

【0025】

図３は、図１中の平滑化フィルタ３１の例を示す図である。
平滑化フィルタ３１は、平滑化フィルタ処理に用いられる数値からなるオペレータ３１ａを有している。オペレータ３１ａは、入力画像データＩＤの所定の画素及び前後左右２画素の輝度値に掛け合わせて平滑化するための重み係数である。例えば、平滑化フィルタ３１は、所定の画素と、その所定の画素に対して前後左右方向に２画素ずつと、を均等に重み付けをするフィルタ（以下「移動平均フィルタ」という。）であり、全ての画素に対して等しいオペレータ３１ａを有している。

【0026】

図４は、図１中のヒストグラムＨＧの例を示す図である。
ヒストグラムＨＧは、図１の平滑化画像データＳＤの各画素の輝度値Ｙを読み取り、輝度値Ｙ毎の画素数を数えて作成した分布曲線であり、横軸は輝度値Ｙを示し、縦軸は画素数を示し、輝度値Ｙｓ、Ｙｔ、及び閾値レベルＹｔｈを有している。輝度値Ｙｓは、ヒストグラムＨＧを輝度値Ｙが２５５から減少する方向に参照し、最初に画素数が１以上の値になったときの輝度値である。輝度値Ｙｔは、最も画素数が大きいときの輝度値である。閾値レベルＹｔｈ（例えば、２００）は、
Ｙｔｈ＝Ｙｔ−（Ｙｓ−Ｙｔ）
の式にて得られた輝度値である。

【0027】

図５は、図１中の輝度値変換テーブル５１ａの例を示す図である。
図５の横軸は入力画像データＩＤの各画素の入力輝度値Ｙｉを示し、縦軸は輝度値変換画像データＫＤの各画素の出力輝度値Ｙｏを示している。輝度値変換テーブル５１ａにおける実線Ｌ１は、図５のヒストグラムＨＧから算出された閾値レベルＹｔｈに基づき、入力画像データＩＤの各画素の輝度値Ｙを変換して輝度値変換画像データＫＤを作成するための変換前後の輝度値の関係を示すグラフである。入力輝度値Ｙｉが０から閾値レベルＹｔｈまでの場合、入力輝度値Ｙｉと出力輝度値Ｙｏは、等しい値とする。入力輝度値Ｙｉが閾値レベルＹｔｈから２５５までの場合、出力輝度値Ｙｏは、入力輝度値Ｙｉの値に関わらず２５５とする。

【0028】

（実施例１の画像処理方法）
図６は、図１の画像処理装置１の画像処理方法を示すフローチャートである。

【0029】

図６を参照しつつ、図１の画像処理装置１の画像処理方法を説明する。
図１の入力部２が画像を読み取って入力画像データＩＤに変換し、画像処理装置１に対して入力画像データＩＤが入力されると、図６のステップＳ１の入力画像読み込み処理へ進む。ステップＳ１において、制御部１０は、入力部２から入力画像データＩＤを読み込み、ステップＳ２の入力画像記憶処理へ進む。ステップＳ２において、制御部１０は、読み込んだ入力画像データＩＤを入力画像記憶部２０に記憶し、ステップＳ３の前処理としてのフィルタ変換処理へ進む。

【0030】

ステップＳ３において、前処理部３０は、入力画像記憶部２０に記憶された入力画像データＩＤを読み出し、入力画像データＩＤから平滑化フィルタ３１を用いて平滑化を行い、平滑化画像データＳＤを作成する。前処理部３０は、作成された平滑化画像データＳＤを閾値レベル検出部４０へ出力し、ステップＳ４の検出処理としての閾値レベル検出処理へ進む。

【0031】

ステップＳ４において、閾値レベル検出部４０は、入力した平滑化画像データＳＤの各画素の輝度値Ｙを読み取り、輝度値Ｙ毎の画素数を数えてヒストグラムＨＧを作成する。閾値レベル検出部４０は、作成したヒストグラムＨＧから閾値レベルＹｔｈを算出する。閾値レベル検出部４０は、算出した閾値レベルＹｔｈを下地除去部５０へ出力し、ステップＳ５の下地除去処理へ進む。

【0032】

ステップＳ５において、下地除去部５０は、入力した入力画像データＩＤ、平滑化画像データＳＤ、及び閾値レベルＹｔｈから下地除去後画像データＵＤを作成する。下地除去部５０は、作成した下地除去後画像データＵＤを出力画像記憶部６０へ出力し、ステップＳ６の出力画像記憶処理へ進む。

【0033】

ステップＳ６において、制御部１０は、出力された下地除去後画像データＵＤを出力画像記憶部６０に記憶し、ステップＳ７の画像出力処理へ進む。

【0034】

ステップＳ７において、制御部１０は、出力画像記憶部６０に記憶された下地除去後画像データＵＤを出力部３へ出力する。その後、出力部３は、下地除去後画像データＵＤを基に画像を形成して、処理を終了する。

【0035】

図７は、図６中のステップＳ５の下地除去処理の詳細を示すフローチャートである。
図６のステップＳ５の下地除去処理が開始されると、図１の下地除去部５０は、図７のステップＳ５１の輝度値変換テーブル作成処理へ進む。ステップＳ５１において、下地除去部５０の輝度値変換部５１は、入力した閾値レベルＹｔｈに基づき、入力輝度値Ｙｉと出力輝度値Ｙｏとの対応を示す輝度値変換テーブル５１ａを作成し、ステップＳ５２の入力画像輝度値変換処理へ進む。

【0036】

ステップＳ５２において、輝度値変換部５１は、入力画像記憶部２０に記憶された入力画像データＩＤを読み出し、輝度値変換テーブル５１ａの入力輝度値Ｙｉと出力輝度値Ｙｏとの対応から入力画像データＩＤの輝度値Ｙを変換する。輝度値変換部５１は、輝度値Ｙを変換して輝度値変換画像データＫＤを作成して下地画素置換部５３へ出力し、ステップＳ５３の下地画素判定処理へ進む。

【0037】

ステップＳ５３において、下地画素判定部５２は、入力した平滑化画像データＳＤの輝度値Ｙと閾値レベルＹｔｈとを比較する。下地画素判定部５２は、平滑化画像データＳＤの各画素の輝度値Ｙが閾値レベルＹｔｈより大きい場合、下地画素である判定し、判定結果である下地画素判定結果ＮＳを作成する。下地画素判定部５２は、平滑化画像データＳＤの各画素の輝度値Ｙが閾値レベルＹｔｈ以下の場合、下地画素ではないと判定し、非下地画素判定結果ＵＳを作成する。下地画素判定部５２は、作成した非下地画素判定結果ＵＳ又は下地画素判定結果ＮＳを下地画素置換部５３へ出力し、ステップＳ５４の下地判定画素置換処理へ進む。

【0038】

ステップＳ５４において、下地画素置換部５３は、入力した輝度値変換画像データＫＤ、非下地画素判定結果ＵＳ及び下地画素判定結果ＮＳに基づき、下地画素判定結果ＮＳに対応する輝度値変換画像データＫＤの画素の輝度値を最大値に置換して下地画素を除去する。その後、下地画素置換部５３は、下地画素を除去した下地除去後画像データＵＤを作成し、処理を終了する。

【0039】

図６のステップＳ３及び図７のステップＳ５２〜Ｓ５４を、以下、具体的に説明する。
図８は、図１中の輝度値変換画像データＫＤ及び平滑化画像データＳＤの例を示す図である。

【0040】

輝度値変換画像データＫＤは、図２の入力画像データＩＤがステップＳ５２の入力画像輝度値変換処理にて変換されたものであり、輝度値変換画像データＫＤにおける文字部分の画素である文字画素ＫＤ１Ｓと、下地部分の画素である下地画素ＫＤ２Ｓと、から形成されている。文字輝度値ＫＤ１Ｎ及び下地輝度値ＫＤ２Ｎは、それぞれ文字画素ＫＤ１Ｓ及び下地画素ＫＤ２Ｓの各画素に対応する輝度値Ｙ３，Ｙ４を示すものである。

【0041】

平滑化画像データＳＤは、図２の入力画像データＩＤがステップＳ３のフィルタ変換処理にて変換されたものであり、この平滑化画像データＳＤにおける文字部分の画素である文字画素ＳＤ１Ｓと、下地部分の画素である下地画素ＳＤ２Ｓと、から形成されている。文字輝度値ＳＤ１Ｎ及び下地輝度値ＳＤ２Ｎは、それぞれ文字画素ＳＤ１Ｓ及び下地画素ＳＤ２Ｓの各画素に対応する輝度値Ｙ５，Ｙ６を示すものである。

【0042】

図７のステップＳ５２では、図５の輝度値変換テーブル５１ａの入力輝度値Ｙｉと出力輝度値Ｙｏとの対応から、入力画像データＩＤの輝度値Ｙ１，Ｙ２が変換され、輝度値変換画像データＫＤが作成される。入力画像データＩＤの輝度値Ｙ１の値は全て２００以下であるため、輝度値変換画像データＫＤの輝度値Ｙ３の値は、輝度値Ｙ１と同じ値となる。入力画像データＩＤの輝度値Ｙ２の値は２００以上の値を含むため、その画素に対応する輝度値変換画像データＫＤの輝度値Ｙ４の値は、２５５に変換される。

【0043】

図６のステップＳ３では、図３の平滑化フィルタ３１に基づき、入力画像データＩＤにおける輝度値Ｙ１，Ｙ２の画素毎の輝度値の差が平滑化され、平滑化画像データＳＤが作成される。平滑化画像データＳＤの輝度値Ｙ５は、例えば、１００前後の値に平滑化される。平滑化画像データＳＤの輝度値Ｙ６は、例えば、２００前後の値に平滑化される。

【0044】

図７のステップＳ５３では、輝度値Ｙ５の値が全て２００以下であるため、文字画素ＳＤ１Ｓの全ての画素が下地画素ではないと判定される。この場合、下地画素判定部５２は、各画素に対し非下地画素判定結果ＵＳを作成する。下地画素ＳＤ２Ｓは、輝度値Ｙ６の値が全て２００より大きい値であるため、下地画素であると判定されて各画素に対し下地画素判定結果ＮＳが作成される。

【0045】

図７のステップＳ５４では、文字画素ＳＤ１Ｓに対して非下地画素判定結果ＵＳが作成されているため、文字輝度値ＫＤ１Ｎの輝度値Ｙ３は置換されない。下地画素ＫＤ２Ｓは、下地画素判定結果ＮＳが作成されているため、下地輝度値ＫＤ２Ｎの輝度値Ｙ４は最大値である２５５に置換される。

【0046】

図９（ａ）、（ｂ）は、図１中の下地除去後画像データＵＤの例を示す図であり、同図（ａ）は下地除去後画像データＵＤの画素を示す拡大図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）における画素に対応する輝度値を示す図である。

【0047】

図９（ａ）に示す下地除去後画像データＵＤは、文字部分である文字画像ＵＤ１と、下地部分である下地画像ＵＤ２から形成されている。文字画像ＵＤ１及び下地画像ＵＤ２は、それぞれ文字画素ＵＤ１Ｓ及び下地画素ＵＤ２Ｓにより形成されている。図９（ｂ）に示す文字輝度値ＵＤ１Ｎ及び下地輝度値ＵＤ２Ｎは、それぞれ文字画素ＵＤ１Ｓ及び下地画素ＵＤ２Ｓの各画素に対応する輝度値Ｙを示すものである。文字輝度値ＵＤ１Ｎ及び下地輝度値ＵＤ２Ｎは、ステップＳ５４において置換された後の輝度値Ｙ３，Ｙ４と同じ値である輝度値Ｙ７，Ｙ８を有している。

【0048】

文字画像ＵＤ１は、ステップＳ５４にて図８の文字画素ＫＤ１Ｓが置換されなかったため、文字画素ＫＤ１Ｓと同じであり、文字輝度値ＵＤ１Ｎに対応する文字画素ＵＤ１Ｓにより形成されている。下地画像ＵＤ２は、ステップＳ５４にて図８の下地画素ＫＤ２Ｓが置換されたため、下地輝度値ＵＤ２Ｎに対応する白色の下地画素ＵＤ２Ｓにより形成されている。

【0049】

図１０は、図８中の平滑化画像データＳＤにおける各画素の輝度値Ｙとその画素数の分布を示す分布曲線図である。

【0050】

図１０において、実線の分布曲線ＨＧ１は，文字輝度値ＳＤ１Ｎの輝度値Ｙ５とその画素数の分布を示す曲線であり、破線の分布曲線ＨＧ２は，下地輝度値ＳＤ２Ｎの輝度値Ｙ６とその画素数の分布を示す曲線である。図１０の横軸は輝度値Ｙを示し、縦軸は画素数を示している。閾値レベルＹｔｈは、図４の閾値レベルＹｔｈと同じ値を示している。ステップＳ３のフィルタ変換処理をすることにより、分布曲線ＨＧ１は、分布曲線ＨＧ２と重複しないので、閾値レベルＹｔｈにより文字輝度値ＳＤ１Ｎと下地輝度値ＳＤ２Ｎとを区別することが可能となる。

【0051】

（比較例の下地除去後画像データ）
比較例として、実施例１におけるステップＳ３のフィルタ変換処理を行わずにステップＳ５の下地除去処理を行った場合を説明する。

【0052】

図１１（ａ）、（ｂ）は、比較例の下地除去後画像データＵＤａの例を示す図であり、同図（ａ）は下地除去後画像データＵＤａの画素を示す拡大図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）における画素に対応する輝度値を示す図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、実施例１を示す図９中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

【0053】

図１１（ａ）に示す下地除去後画像データＵＤａには、実施例１の文字画像ＵＤ１に代えて、これとは構成の異なる文字画像ＵＤａ１が形成されている。文字画像ＵＤａ１は、実施例１の文字画素ＵＤ１Ｓに代えて、文字画素ＵＤａ１Ｓにより形成されている。図１１（ｂ）に示す文字輝度値ＵＤａ１Ｎは、実施例１の文字輝度値ＵＤ１Ｎに代えて、文字画素ＵＤａ１Ｓの各画素に対応する輝度値Ｙを示すものであり、輝度値Ｙ９を有している。その他の下地除去後画像データＵＤａの構成は、実施例１と同様である。

【0054】

図１２は、図８中の輝度値変換画像データＫＤにおける各画素の輝度値Ｙとその画素数の分布を示す分布曲線図である。

【0055】

図１２において、実線の分布曲線ＨＧ３は，文字輝度値ＫＤ１Ｎの輝度値Ｙ３とその画素数の分布を示す曲線であり、破線の分布曲線ＨＧ４は，下地輝度値ＫＤ２Ｎの輝度値Ｙ４とその画素数の分布を示す曲線である。図１２の横軸は輝度値Ｙを示し、縦軸は画素数を示している。閾値レベルＹｔｈ０（例えば、１４０）は、実施例１の入力画像データＩＤに対して実施例１のステップＳ４と同様に閾値レベルＹｔｈを算出した場合の値である。閾値レベルＹｔｈは、実施例１の閾値レベルＹｔｈと同じ値を示している。

【0056】

比較例では、平滑化されていない入力画像データＩＤに対して閾値レベルＹｔｈ０の算出を行うため、分布曲線ＨＧ３，ＨＧ４は、実施例１の分布曲線ＨＧ１，ＨＧ２と比較して緩斜になり、分布曲線ＨＧ３と分布曲線ＨＧ４との間に重複箇所が生じる。閾値レベルＹｔｈ０は、実施例１の閾値レベルＹｔｈと比較すると小さい値となる。そのため、閾値レベルＹｔｈ０に基づいて図６のステップＳ５の下地除去処理を行うと、図１１（ｂ）に示す文字輝度値ＵＤａ１Ｎは、輝度値Ｙ９の一部が２５５に変換される。図１１（ａ）に示す文字画像ＵＤａ１は、目視では全体的に薄く見えることになる。

【0057】

このように、比較例では、ステップＳ５の下地除去処理を行うと文字画像ＵＤａ１が目視では全体的に薄く見えてしまうという不都合がある。実施例１は、このような不都合を解消し、以下のような効果がある。

【0058】

（実施例１の効果）
本実施例１の画像処理装置１及び画像処理方法によれば、下地画素判定部５２は、入力画像データＩＤを平滑化した平滑化画像データＳＤの輝度値Ｙ５、Ｙ６と、閾値レベルＹｔｈと、を比較する。その比較結果が輝度値Ｙ５、Ｙ６が大きいと判定された場合、下地画素置換部５３は、対応する輝度値変換画像データＫＤの輝度値Ｙ３，Ｙ４を最大値に置換して下地画素を除去した下地除去後画像データＵＤを出力する。これにより、下地除去後画像データＵＤは、文字画像ＵＤ１の輝度値Ｙ７が入力画像データＩＤの輝度値Ｙ１と同じ値となり、下地画像ＵＤ２の輝度値Ｙ８が最大値となるので、文字画像ＩＤ１に影響することなく下地画像ＩＤ２が除去されるので、画質が劣化することを防止できる。

【実施例2】

【0059】

（実施例２の構成）
本発明の実施例２の画像処理装置の構成は、実施例１の輝度値変換画像テーブル５１ａに代えて、これとは構成の異なる輝度値変換画像テーブル５１ｂが作成される点を除き、実施例１の画像処理装置１と同様である。そのため、実施例２については、輝度値変換画像テーブル５１ｂについてのみ説明する。

【0060】

図１３は、本発明の実施例２における輝度値変換画像テーブル５１ｂの例を示す図である。

【0061】

図１３の横軸は入力画像データＩＤの各画素の入力輝度値Ｙｉを示し、縦軸は輝度値変換画像データＫＤの各画素の出力輝度値Ｙｏを示している。輝度値変換画像テーブル５１ｂにおける実線Ｌ２は、実施例１と同様に、閾値レベルＹｔｈに基づき、入力画像データＩＤの各画素の輝度値Ｙを変換して輝度値変換画像データＫＤを作成するための変換前後の輝度値の関係を示すグラフであり、輝度値Ｙｆ及び点Ｐ１，Ｐ２を有している。輝度値Ｙｆ（例えば、１２８）は、入力輝度値Ｙｉが０より大きく閾値レベルＹｔｈ未満の所定の値である。実線Ｌ２上の点Ｐ１は、座標（Ｙｆ，Ｙｆ）を示す点であり、点Ｐ２は、座標（Ｙｔｈ，２５５）を示す点である。実施例１の輝度値変換画像テーブル５１ａは、入力輝度値Ｙｉが０から閾値レベルＹｔｈまでの場合、入力輝度値Ｙｉと出力輝度値Ｙｏは等しい値であるが、本実施例２の輝度値変換画像テーブル５１ｂは、入力輝度値Ｙｉが輝度値Ｙｆから閾値レベルＹｔｈまでの場合、出力輝度値Ｙｏは点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線上の値である点で実施例１と異なる。

【0062】

（実施例２の画像処理方法）
実施例２の画像処理方法は、輝度値変換画像テーブル５１ｂに基づいて図７のステップＳ５２の入力画像輝度値変換処理が行われる点を除き、実施例１の画像処理装置１の画像処理方法と同様である。

【0063】

（実施例２の効果）
本実施例２の画像処理装置及び画像処理方法によれば、輝度値変換画像テーブル５１ｂを用いることにより、出力輝度値Ｙｏが急激に変化することを抑制できる。これにより、入力画像データＩＤと輝度値変換画像データＫＤとの輝度値の差（諧調ギャップ）がなくなることにより、画質が劣化することを防止できる。

【0064】

（変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｆ）のようなものがある。

【0065】

（ａ） 実施例１、２では、入力画像データＩＤをグレースケールにより表された白黒の画像データとして説明したが、明度Ｌと補色次元ａ及びｂにより表されるＣＩＥＬＡＢ色空間により表されたカラー画像データ等にしてもよい。このように変更しても、実施例１と同様の効果が得られる。

【0066】

（ｂ） 実施例１、２では、平滑化フィルタ３１は移動平均フィルタを用いたが、所定の画素付近の画素に対して重み付けを大きくするフィルタ（ガウシアンフィルタ）を用いてもよい。このように変更しても、実施例１と同様の効果が得られる。

【0067】

（ｃ） 実施例１、２では、閾値レベル検出部４０に入力される平滑化画像データＳＤを入力して閾値レベルＹｔｈを検出したが、入力画像データＩＤの一部を抽出して平滑化処理後の画像データを作成し、閾値レベル検出部４０に出力してもよい。このように変更しても、実施例１と同様の効果が得られる。

【0068】

（ｄ） 実施例１、２では、輝度値変換画像テーブル５１ａ，５１ｂにおける入力輝度値Ｙｉと出力輝度値Ｙｏとの変化の度合いを一定にしたが、入力輝度値Ｙｉが増加するに伴って変化させてもよい。

【0069】

（ｅ） 実施例１、２では、入力部２としてのスキャナを例に説明したが、画像処理装置１の内部に組み込んでもよい。又、入力部２として入力画像データＩＤを入力するＵＳＢメモリ、デジタルカメラ、カメラ機能付き携帯端末等にしてもよい。

【0070】

（ｆ） 実施例１、２では、出力部３としての電子写真式のプリンタを例に説明したが、画像処理装置１の内部に組み込んでもよい。又、出力部３としてカラープリンタ、モノクロプリンタ、ファクシミリ装置、複写機等にしてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ 画像処理装置
２ 入力部
３ 出力部
３０ 前処理部
３１ 平滑化フィルタ
４０ 閾値レベル検出部
５０ 下地除去部
５１ 輝度値変換部
５１ａ 輝度値変換テーブル
５２ 下地画素判定部
５３ 下地画素置換部
ＩＤ 入力画像データ
ＳＤ 平滑化画像データ
ＨＧ ヒストグラム
ＫＤ 輝度値変換画像データ
ＵＤ 下地除去後画像データ
Ｙｔｈ 閾値レベル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】