JP3927426B2

JP3927426B2 - Image processing method, image processing apparatus, and image forming apparatus including the same

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Publication number: JP3927426B2
Application number: JP2002064469A
Authority: JP
Inventors: 誠大津
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP2003264693A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナやデジタルスチルカメラ等のカラー画像入力装置より読み取られた入力画像データより、有彩・無彩の判定並びに純色・混色の判定を行い、この結果に基づいて適切な中間調処理を行う画像処理方法および画像処理装置並びにそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、デジタルカラー複写機などの画像形成装置において、アナログ画像をデジタル化した後、プリンタまたはディスプレイなどの出力装置に出力する技術が実用化されている。この種の画像形成装置においては、プレスキャン時または本スキャン時に原稿がカラーを含むものであるか白黒であるかを判定して、白黒であると判定された場合には、黒色材だけで出力し、原稿がカラーを含むものであると判定された場合には、複数の色材を用いてカラー再生画像を生成する画像処理方式において、さらに領域分離処理と呼ばれる処理によってたとえば無彩文字領域と有彩文字領域とを識別し、それぞれの文字領域の再現性を高めるために、無彩文字領域に対しては色材の使用量を削減し、合わせて黒色材の量を多くする処理を行う。有彩文字領域に対しては、原稿に形成された色の成分を推定し、その色相に応じて不用な色を取除くことによって色の再現性を高める処理が施されている。
【０００３】
また、文字領域全体に強調処理にあたるフィルタリング処理を行うことによって、文字領域をくっきりと際立たせて見やすさを向上させる処理を行うとともに、中間調処理部において、サイズの異なる二種類のディザテーブルを準備しておき、無彩文字領域または有彩文字領域に対してはサイズの小さいたとえば１×１のディザテーブルを使用する。文字領域以外の領域に対しては、サイズの大きなたとえば２×２以上のディザテーブルを使用することによって、文字領域における再現性と文字領域以外の領域における階調性とを高める処理を行っている。
【０００４】
たとえば、特開平９−２１４７８５号公報においては、画像処理装置内に、代表色割当部と、変化点抽出部と、エッジ検出部とからなる像域分離部が設けられ、代表色割当部は、入力画素を構成する各画素に対して、対象画素の色に近似した代表色を割当て、変化点抽出部は、各画素に割当てられた代表色に基づいて入力画素中の代表色の変化点を抽出し、エッジ検出部は、この抽出結果に基づいて入力画像を各々代表色の異なった複数の像域に区切るエッジを検出するようになっている。
【０００５】
特開２００１−１１１８５０号公報においては、たとえばスキャナによる原稿のプレスキャン時に、画像データの有彩／無彩を検出して原稿がカラー画像か否かを判定し、カラー画像のときには、その画像データの文字領域、有彩色領域、色相情報を求め、その色相に応じて不要色を抑制する処理を画像データに施すようになっている。また、特開平８−３０７７１７号公報においては、文字領域とその他の領域とでディザテーブルを切換える技術が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術において、文字領域に対して解像力を保つべく中間調処理部における処理つまり中間調処理を省略し、出力装置固有の最小単位による出力を行うと、出力装置の性能によっては、中間調処理を施した場合と比べて階調性または色再現性が劣る場合がある。中間調処理を施すことによって、出力装置が持合わせていない色相を再現することができるが、この中間調処理は複数画素による面積階調または面積色再現処理であるため、文字領域に対し解像力が低下して画質劣化を招く。前記各公報に記載の従来技術では、文字領域の解像度を高めるか、色文字の再現性を高めるかを選択する最適化処理が施されないので、文字領域の解像度を高めるとともに、色文字の再現性を高めることは不可能である。
【０００７】
したがって本発明の目的は、文字領域の解像度を高めるか、あるいは、色再現性・階調性を高めるかを適切に選択することにより、文字領域に対して最適な処理を施すことのできる画像処理方法および画像処理装置並びにそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力画像に中間調処理を施す階調再現処理手段と、
入力画像のうちで文字領域に属する注目画素に対して、有彩色であるか無彩色であるかを判定するとともに、純色であるか混色であるかを判定する色判定手段と、
前記色判定手段の判定結果に基づいて、有彩色でかつ純色であると判定された注目画素に対しては解像度を重視した中間調処理を施し、有彩色でかつ混色であると判定された注目画素に対しては階調性を重視した中間調処理を施すように、階調再現処理手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像処理装置である。
【０００９】
本発明に従えば、階調再現処理手段にて、入力画像に中間調処理を施す。階調再現処理手段による中間調処理にあたって、色判定手段にて、入力画像のうちで文字領域に属する注目画素に対して、有彩色であるか無彩色であるかが判定されるとともに、純色であるか混色であるかが判定される。制御手段は、色判定手段の判定結果に基づいて、有彩色でかつ純色であると判定された注目画素に対しては解像度を重視した中間調処理を施し、有彩色でかつ混色であると判定された注目画素に対しては階調性を重視した中間調処理を施すように、階調再現処理手段を制御する。
【００１０】
また本発明は、色判定手段は、入力画像の色空間を均等色空間に変換する色座標変換部を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、色座標変換部にて入力画像の色空間を均等色空間に変換し、色判定手段における色の判定を均等色空間で扱う。
【００１２】
また本発明は、階調再現処理手段は、画像出力装置固有の最小単位である１×１のサイズの第１のマスクを用いて、解像度を重視した中間調処理を行い、前記第１のマスクよりもサイズが大きい第２のマスクを用いて、階調性を重視した中間調処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、画像出力装置固有の最小単位である１×１のサイズの第１のマスクを用いて、解像度を重視した中間調処理が行われ、前記第１のマスクよりもサイズが大きい第２のマスクを用いて、階調性を重視した中間調処理が行われる。
【００１６】
また本発明は、前記画像処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
本発明に従えば、有彩色の文字領域について、純色の場合は解像度を重視した出力方式を適用し、混色の場合は階調性を重視した中間調の出力方式を適用する。
【００１８】
また本発明は、入力画像のうちで文字領域に属する注目画素に対して、有彩色であるか無彩色であるかを判定するとともに、純色であるか混色であるかを判定し、
有彩色でかつ純色であると判定された注目画素に対しては解像度を重視した中間調処理を施し、有彩色でかつ混色であると判定された注目画素に対しては階調性を重視した中間調処理を施すことを特徴とする画像処理方法である。
【００１９】
本発明に従えば、入力画像のうちで文字領域に属する注目画素に対して、有彩色であるか無彩色であるかが判定されるとともに、純色であるか混色であるかが判定される。有彩色でかつ純色であると判定された注目画素に対しては、解像度を重視した中間調処理が施される。有彩色でかつ混色であると判定された注目画素に対しては、階調性を重視した中間調処理が施される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１に適用されるカラー画像処理装置２とカラー画像入力装置３およびカラー画像出力装置４の構成図である。この画像形成装置１は、たとえばデジタルカラー複写機に好適に適用され、たとえば固体撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）を備えたスキャナ部から構成されるカラー画像入力装置３（以下、画像入力装置３と呼ぶ）と、カラー画像処理装置２（以下、画像処理装置２と呼ぶ）と、たとえばインクジェット方式のプリンタなどのカラー画像出力装置４（以下、画像出力装置４と呼ぶ）とを有する。画像入力装置３によって取込まれた入力画像データに対して、画像処理装置２でもって所望の画像処理を施し、その後、画像出力装置４にて出力画像が出力されるようになっている。以下の説明において、入力画像を複数の領域に分離する領域分離処理を施す画像処理方法の説明をも含む。
【００２１】
画像処理装置２は、アナログ／デジタル変換部５（以下、Ａ／Ｄ変換部５と呼ぶ）と、シェーディング補正部６と、入力階調補正部７と、領域分離手段としての領域分離処理部８と、色補正部９と、黒生成下色除去部１０と、空間フィルタ処理部１１と、出力階調補正部１２と、階調再現処理手段としての階調再現処理部１３（中間調生成部１３）と、これらの処理を制御する制御手段としての中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）とを有する。画像入力装置３においては、原稿からの反射光像を赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂのアナログ信号として固体撮像素子にて読取り、これらアナログ信号を画像処理装置２に入力する。
【００２２】
画像入力装置３にて読取られたアナログ信号は、画像処理装置２内において順次、Ａ／Ｄ変換部５、シェーディング補正部６、入力階調補正部７、領域分離処理部８、色補正部９、黒生成下色除去部１０、空間フィルタ処理部１１、出力階調補正部１２、階調再現処理部１３へ送られ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックすなわちＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのデジタルカラー信号として、画像出力装置４へ出力されるようになっている。Ａ／Ｄ変換部５では、赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂのアナログ信号が赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂのデジタル信号（以下、ＲＧＢ信号と呼ぶ）に変換され、シェーディング補正部６にて、画像入力装置３の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みが取除かれる。
【００２３】
次に、入力階調補正部７において、前記歪みが取除かれたＲＧＢ信号（つまりＲＧＢの反射率信号）に対して、カラーバランスを整えると同時に、画像処理に適した濃度信号に変換する処理が施される。また、ＲＧＢの濃度信号は補色反転されてＣin，Ｍin，Ｙin信号に変換される。領域分離処理部８では、Ｃin，Ｍin，Ｙin信号から、入力画素中の各画素を文字領域、網点領域、写真領域のいずれかに分離する。この領域分離処理部８は、分離結果に基づいて画素がいずれの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部１０と、空間フィルタ処理部１１と、階調再現処理部１３とへ出力するとともに、入力階調補正部７から出力された入力信号をそのまま後段の色補正部９に出力する。
【００２４】
色補正部９においては、色再現性を高めるために、不要吸収成分を含むシアン、マゼンタ、イエロー色材つまりＣＭＹ色材の分光特性に基づいた色濁りを取除く処理が施される。その後、黒生成下色除去部１０において、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する処理が行われ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックすなわちＣＭＹＫ４色信号に変換されるようになっている。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一般的方法がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性を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（ＵＣＲ：Under Color Removal）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は以下の数１で表わされる。
【００２５】
【数１】

【００２６】
空間フィルタ処理部１１は、黒生成下色除去部１０から入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、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って、階調再現処理部１３も、空間フィルタ処理部１１と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基に所定の処理を施すものである。たとえば、領域分離処理部８にて文字に分離された領域すなわち文字領域は、特に黒文字または色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部１１による空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理を行うことで高周波数の強調量が大きくされる。同時に、階調再現処理部１３においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの二値化または多値化処理が選択される。
【００２７】
また、領域分離処理部８にて網点に分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部１１において、入力網点成分を除去するためのローパスフィルタ処理が施される。そして、出力階調補正部１２では、濃度信号などの信号を画像出力装置４の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行った後、階調再現処理部１３において、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（中間調生成）が施される。領域分離処理部８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または多値化処理が行われる。上述した各処理が施された画像データは、たとえばラム（ＲＡＭ：Random Access Memory）などの記憶手段に一旦記憶され、所定のタイミングで読出されて画像出力装置４に入力される。
【００２８】
図２は領域分離処理部８の構成図であり、図３は、注目画素の周辺に７×７画素の局所マスクを形成した場合の説明図であり、図４は水平方向のエッジと垂直方向のエッジを検出する方法を説明する図である。領域分離処理部８は、文字領域判定部１４と網点領域判定部１５とを有し、入力信号Ｃin，Ｍin，Ｙin（ＲＧＢ信号を補色反転したデータ）に対して注目画素を中心とした局所マスクを形成して領域分離処理を施し、少なくとも文字領域と、文字領域以外の領域すなわち網点領域とに分離する。文字領域でも網点領域でもない場合には、写真領域と判定する。文字領域判定部１４は、文字領域検出部１６と、エッジ検出部１７と、パターンマッチング部１８と、色判定部１９と、判定信号生成部２０とを有し、これらのうち文字領域検出部１６、エッジ検出部１７、パターンマッチング部１８が文字領域抽出部に相当する。文字領域検出部１６において文字の特徴を有する領域を抽出し、誤判別を極力抑制するために、垂直エッジ検出部２１と水平エッジ検出部２２とから成るエッジ検出部１７にてエッジ検出を行い、パターンマッチング部１８にてパターンマッチングを行って文字領域を分離する。さらに、文字領域については、有彩色であるか無彩色であるかを判定し、この判定結果に基づいて黒文字と色文字とを分離し、色文字についてはさらに純色であるか混色であるかを判定する。ここで示した純色とは、カラー画像出力装置４で色材を混色することなく再現できる色である。
【００２９】
色判定部１９は、有彩／無彩判定部２３と、純色／混色判定部２４と、判定部２５とで構成されている。文字領域検出部１６の判定結果に基づき、有彩／無彩判定部２３において、文字領域に属すると判定された注目画素に対して、有彩色であるか無彩色であるかを判定する。純色／混色判定部２４においては、画像出力装置４によって一次色または二次色として再現することができる色相を純色とし、画像出力装置４によって３つ以上の色材を混ぜることによって再現することができる色を混色として、入力信号に対して判別を行う。判定部２５においては、これら有彩／無彩判定部２３と純色／混色判定部２４との判定結果に基づいて、文字領域を、黒文字と純色の色文字と混色の色文字とに分離する。一次色は、画像出力装置４に用いられている複数の色材のうち、主に一つの色材を用いて表現される色であり、二次色は、前記複数の色材のうち、二つの色材をメインに用いて表現される色である。
【００３０】
最終的に画像出力装置４によって純色として再現することができる色文字領域と、それ以外の文字領域とを、文字領域判定部１４の判定信号生成部２０で生成され出力される文字領域識別信号によって識別し、階調再現処理手段としての階調再現処理部１３にて行われる中間調処理を適宜切換えることが可能となる。
【００３１】
図５は複数の文字検出用パターンの説明図であり、図６は、パターンマッチングを行う際に７×７画素の局所マスク内に３×３画素のサブマスクを形成した様子を示す説明図であり、図７は色判定処理の模式図であり、図８は純色エリアの模式図であり、図９は、文字領域判定部１４の判定結果に基づく中間調切換え処理のフローチャートである。ここで、Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステップを示す。ＲＧＢ信号を補色反転した信号である入力信号Ｃin，Ｍin，Ｙinに対し、処理対象の注目画素を（i，j）とすると、この注目画素における入力信号値は（Ｃin（i，j），Ｍin（i，j），Ｙin（i，j））で与えられるものとする。ステップ１では、文字領域検出部１６において文字領域検出処理が行われ、次に、ステップ２およびステップ３に移行して、注目画素点の周辺に対しＭ×Ｎ画素の局所マスク（図３参照）を形成し、たとえば隣接する画素間の差分（図４参照）を求め、その差分をしきい値処理することによって、エッジを検出する。いま、注目画素（i，j）における局所マスクに属する画素Mask(ｉ，ｊ)を数２のように定義する。
【００３２】
【数２】

【００３３】
数２から垂直方向のエッジ画素EdgeV(ｉ，ｊ)および水平方向のエッジ画素EdgeH(ｉ，ｊ)は、それぞれ数３および数４のように表される。
【００３４】
【数３】

【００３５】
【数４】

【００３６】
これら数３を含む垂直エッジ検出部２１と、数４を含む水平エッジ検出部２２とによって、垂直方向および水平方向のエッジを検出する（図４参照）。ただし、この方法では端1画素分エッジを検出することができないため便宜上端にエッジ無しを代入し、局所マスクと同サイズの垂直方向および水平方向のエッジ検出を行う。その後ステップ４に移行して検出結果の論理和EdgeV(ｉ，ｊ) ∪EdgeH(ｉ，ｊ)を求め、エッジ検出結果Edge(ｉ，ｊ)とする。
【００３７】
ステップ５にて検出されたエッジEdge(ｉ，ｊ)に対し、ステップ６においてパターンマッチング処理を行って文字領域をさらに分離する。つまり、前記エッジEdge(ｉ，ｊ)に対し、図６に示すように、たとえば７×７のマスク内に３×３のサブマスクを形成し、その３×３のサブマスクが７×７のマスク全てを覆うように１画素ずらしながら走査することによって、テンプレートを検出する。同じパターンが検出された場合に、処理を行っている注目画素点が文字領域であると判定するようになっている。
【００３８】
ステップ７において前記同じパターンが検出された場合には、ステップ８，９に移行して、有彩／無彩判定部２３にて色判定処理と、純色／混色判定部２４にて純色／混色判定処理が並列に行われる。ステップ８における色判定処理において、単純に、無彩領域ではシアン、マゼンタ、イエロー間のバランスが揃っているのに対し、有彩領域ではシアン、マゼンタ、イエロー間のバランスが揃っていない特徴を利用し、シアン、マゼンタ、イエロー間の最大濃度差をしきい値処理することによって、注目画素点での有彩、無彩判定を行うことが可能となる。したがって、色判定処理は以下の数５によって行うことができる。
【００３９】
【数５】

【００４０】
ＴＨ colorは色判定用しきい値で、予め設定する定数であるが、以下のように入力の濃度値の最小値に応じて、しきい値を変更する方法がよく行われている（図７参照）。ここで、ＴＨintennは予め定められるしきい値である。
【００４１】
【数６】

【００４２】
上述したエッジ検出結果と色判定結果とに基づいて、以下の表１によって色文字と白黒文字とを判定する。
【００４３】
【表１】

【００４４】
ステップ９における純色／混色判定処理において、色文字と判定された領域に対して、画像出力装置４が再現可能な一次色であるか否かを判定する。画像出力装置４として電子写真方式の複写機を考えた場合、通常出力用の色材としては、シアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いて減法混色によって色を再現している。この三原色に対しては、他の色材を混色することなく出力再現することが可能である。したがって、入力原稿の中からこの色に属する領域を検出し、この色とその他の色とを分離処理することによって高画質化を図ることができる。分離処理方法については、次の［数７］を用いてしきい値処理することによって実現し、純色判定を行う。ここで、注目画素点での入力信号は（Ｃin（i，j），Ｍin（i，j），Ｙin（i，j））で与えられるものとする。
【００４５】
【数７】

【００４６】
図１１は一次色文字の読取り例を示す説明図である。実際には、シアン文字であっても画像入力装置３の精度によっては、マゼンタ成分またはイエロー成分が含まれてしまう。同様にマゼンタ文字、イエロー文字であっても他の色成分が含まれてしまうため、上述した判定方法ではうまく判別することができない場合が存在する。この種の画像入力装置３においては、各色成分の分布が直線によって近似することが可能であるため、画像入力装置３の特性に応じた各色文字の色成分を直線近似し、次の数８におけるＰの値を設定し判定するうえでの幅を広げて、すなわち誤差を考慮したうえで、数８を用いて精度よく判定することが可能となる。
【００４７】
【数８】

【００４８】
ステップ１０では、色判定処理の結果が有彩色であるのか無彩色であるのかの判定がなされ、有彩色の判定がなされた場合、ステップ１１で純色か混色かの判定がなされる。そして、次の表２に示すように、上述した文字検出結果と色判定結果である文字領域識別信号に基づいて、制御手段としてのＣＰＵが中間調処理の方式を切換えることによって、たとえば画像出力装置４が一次色として再現可能な色相に対してはステップ１２に移行して解像度を重視して出力し、それ以外の色文字に対してはステップ１３に移行して、複数画素を用いた中間調処理によって階調性もしくは色再現性を高めて出力することができる。表２において、＊は一次色、混色のどちらでもよいことを表す。
【００４９】
【表２】

【００５０】
文字検出結果が色文字でかつ純色判定結果が一次色と判定された場合には、中間調処理において、画像出力装置固有の最小単位である１×１のマスクサイズでもって出力し、色文字でかつ混色と判定された場合には、たとえば８×８のマスクサイズを用いて面積変調処理の一種であるディザ処理を行う。ディザ処理としては、たとえば一般的に用いられている組織的ディザマトリックス法を用いて処理するものとする。図１２は二次色文字の読取り例を示す説明図である。ステップ１１における純色の判定においては、電子写真方式の複写機を考慮した場合、画像出力装置４の二次色であっても精度よく出力することが可能であるため、二次色を含めたかたちで判定するものとする。二次色の判定も前記一次色を判定した方法と略同様に次の数９を用いて判定することが可能である。
【００５１】
【数９】

【００５２】
しかし、スキャナの精度によっては色分解精度が不十分であり、たとえば画像入力装置３によっては図１２のように色成分が分布する。このような色成分が分布する画像入力装置３を用いる場合には、次の数１０を用いて判定することによって、精度よく判定することが可能である。以下、前記方法と同様に、判定部２５、判定信号生成部２０において次の表３のように判定し、制御手段としてのＣＰＵが中間調処理を切換える。
【００５３】
【数１０】

【００５４】
【表３】

【００５５】
上記した文字領域検出部１６での文字の特徴を有する領域を抽出する方法および網点領域判定部１５での処理方法としては、例えば「画像電子学会研究会予稿90-06-04」に記載されている方法を用いることができる。すなわち、注目画素を中心としたＭ×Ｎ（Ｍ、Ｎは自然数）画素のブロック内で以下のような判定を行い、それを注目画素の領域識別信号とする。ブロック内の画素に対して信号レベルの平均値Ｄaveを求め、その平均値を用いてブロック内の各画素を二値化する。また、最大画素信号レベルＤmax、最小画素信号レベルＤminも同時に求める。
【００５６】
網点領域では、小領域における画像信号の変動が大きいことと、背景に比べて濃度が高いこととを利用し、網点領域を識別する。二値化されたデータに対して主走査方向および副走査方向でそれぞれ０から１への変化点数、１から０への変化点数を求めて、それぞれＫ_H，Ｋ_Vとし、しきい値Ｔ_H，Ｔ_Vと比較して両者が共にしきい値を上回ったら網点領域とする。また、背景との誤判定を防ぐために、先に求めたＤmax，Ｄmin，Ｄaveをしきい値Ｂ１，Ｂ２と比較する。つまり、最大画素信号レベルＤmaxから信号レベルの平均値Ｄaveを減じた値がしきい値Ｂ1より大きく（Ｄmax −Ｄave ＞Ｂ１）、かつ、信号レベルの平均値Ｄaveから最小画素信号レベルＤminを減じた値がしきい値Ｂ２より大きく（Ｄave −Ｄmin ＞Ｂ２）、かつ、Ｋ_H ＞Ｔ_H 、かつ、Ｋ_V ＞Ｔ_Vならば網点領域であり、そうでなければ非網点領域である。
【００５７】
文字領域では、最大信号レベルと最小信号レベルとの差が大きく、濃度も高いと考えられることから、文字領域の識別を以下のように行う。最大信号レベルと、最小信号レベルと、それらの差分Ｄsubを、しきい値Ｐ_A ，Ｐ_B ，Ｐ_C とそれぞれ比較し、Ｄmax ＞Ｐ_A またはＤmin ＜Ｐ_BまたはＤsub ＞Ｐ_Cの条件を充たすならば文字領域とする。網点領域でも文字領域でもない領域の画素はその他（写真）領域とする。
【００５８】
以上説明した画像処理装置２によれば、文字領域に属する注目画素に対して、有彩色か無彩色かが判定され、有彩色と判定された注目画素に対して予め定められる色相の範囲内にあるか否かが判定された後、これら判定結果に基づいて階調再現処理部１３の処理内容が設定されるので、再現可能な有彩色の文字領域に対しては、解像度を高めることが可能となり、再現不可能な有彩色の文字領域に対しては、色文字の再現性を高めることが可能となる。制御手段としてのＣＰＵは、有彩色でかつ予め定められる色相の範囲内にあると判定された注目画素に対しては、解像度を重視した中間調処理を選択し、有彩色でかつ前記色相の範囲内にないと判定された注目画素に対しては、階調性を重視した中間調処理を選択するので、文字領域の解像度を高めるとともに、色文字の再現性を高めることができる。
【００５９】
また、色判定部１９にて、有彩色であると判定された注目画素に対して、階調再現処理手段によって制御可能な解像度を重視した中間調処理によって再現することが可能な色相の範囲内にあるか否かを判定する。たとえば、シアン、マゼンタ、イエロー色材つまりＣＭＹ色材によって画像を形成するような装置を想定すると、前記ＣＭＹ色材の二色を混色することによって赤、青、緑の二次色は比較的容易に出力することが可能となる。したがって、このような二次色を入力信号から同時に判定し、純色の場合と同様な処理を行うことによって、純色文字と同等の解像度を高めた出力を行うことが可能となる。
【００６０】
前記画像処理装置２を備える画像形成装置１によれば、色文字領域のうち色材を多く混色することなく再現できる色相と、複数の色材を混色することによってのみ再現できる色相とを予め設定しておき、前者において解像度を重視した出力方式を適用し、後者において色味または階調を重視した中間調の出力方式を適用することができる。このように出力方式を適宜切換えることによって、前記従来のものと比べて高品質の画像を出力することが可能となり、しかも前記画像をリアルタイムで高速に出力することが可能となる。
【００６１】
本発明の実施の他の形態として、上述したエッジ検出法は、必ずしも差分によるしきい値処理によって検出するものではなく、さまざまなエッジ検出法を利用することが可能である。
【００６２】
色を判定する色空間は、ＲＧＢ（補色反転したＣＭＹ）空間に限定されるものではなく、CIE1976L^*a^*b^*（ＣＩＥ：Commission Internationale de
l'Eclairage：国際照明委員会。L^*：明度、a^*・b^*：色度）の均等色空間で行うことが可能である。
【００６３】
図１０は色判定部１９に色座標変換部２６を備えた図２相当図である。ただし、前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。CIE1976L^*a^*b^*の均等色空間で色判定する場合、有彩／無彩判定部２３および純色／混色判定部２４の前段に、補色反転したＣＭＹ空間をCIE1976L^*a^*b^*空間に変換する色座標変換部２６を設ければよい。色座標変換の方法としては、例えば、カラーチャート原稿の各色パッチを測色器で測色してＬ^*ａ^*ｂ^*値を求める（Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系のデータを求める）一方、測色に用いたカラーチャート原稿を画像入力装置３から読取ってＲＧＢデータを得てＣＭＹデータに補色反転し、このようにして得たＬ^*ａ^*ｂ^*値とＣＭＹ値とを基に、両者を対応付けるための係数をニューラルネットワークやマスキング演算係数決定法により求め、求めた係数を用いて色座標変換を行う。有彩／無彩判定部では、下記の数１１に基づいて彩度Ｃ^*を求め、予め定められている閾値と比較することにより有彩／無彩の判定を行う。
【００６４】
【数１１】

【００６５】
純色／混色判定部では、下記の数１２により色相Hを求め、１次色の範囲内にあるか否かにより判定を行えば良い。
【００６６】
【数１２】

【００６７】
中間調処理は、組織的ディザマトリックス法に限定されるものではなく、誤差拡散などさまざまな中間調処理を適用することが可能である。画像出力装置４は、画像データをたとえば紙などの記録媒体上に出力するもので、たとえば、電子写真方式またはインクジェット方式を用いたものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。その他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、階調再現処理手段による中間調処理にあたって、色判定手段にて、入力画像のうちで文字領域に属する注目画素に対して、有彩色であるか無彩色であるかが判定されるとともに、純色であるか混色であるかが判定される。制御手段は、色判定手段の判定結果に基づいて、階調再現処理手段を制御する。
有彩色の文字領域に対して解像度を重視した中間調処理を行うと、色再現性が低くなる場合と色再現性が低くならない場合とがある。混色の文字領域は、解像度を重視した中間調処理を行うと、色再現性が低くなる。純色の文字領域は、解像度を重視した中間調処理を行っても、色再現性が低くならない。
このような点を考慮して、制御手段にて階調再現処理手段を制御して、次のように中間調処理を行う。有彩色でかつ混色であると判定された注目画素に対しては、階調性を重視した中間調処理を施す。これによって色再現性の低下を防ぐことができる。有彩色でかつ純色であると判定された注目画素に対しては、解像度を重視した中間調処理を施す。これによって解像度を高くすることができる。このとき色再現性は低くならない。このような本発明では、有彩色の文字領域について、全体として、色再現性を低下させることなく、解像度を高くすることができる。
【００６９】
また本発明によれば、色座標変換部にて入力画像の色空間を均等色空間に変換し、色判定手段における色の判定を均等色空間で扱うことによって、機器依存性を無くし、高精度の判定結果を得ることが可能となる。
【００７０】
また本発明によれば、画像出力装置固有の最小単位である１×１のサイズの第１のマスクを用いて中間調処理を行うことによって、有彩色の文字領域について解像度を高くすることができる。また前記第１のマスクよりもサイズが大きい第２のマスクを用いて中間調処理を行うことによって、有彩色の文字領域について階調性を高くして色再現性を高くすることができる。
【００７３】
また本発明によれば、有彩色の文字領域について、純色の場合は解像度を重視した出力方式を適用し、混色の場合は階調性を重視した中間調の出力方式を適用することができる。このように出力方式を適宜切換えることによって、前記従来のものと比べて高品質の画像を出力することが可能となり、しかも前記画像をリアルタイムで高速に出力することが可能となる。
【００７４】
また本発明によれば、入力画像のうちで文字領域に属する注目画素に対して、有彩色であるか無彩色であるかが判定されるとともに、純色であるか混色であるかが判定される。有彩色でかつ混色であると判定された注目画素に対しては、階調性を重視した中間調処理が施される。これによって色再現性の低下を防ぐことができる。有彩色でかつ純色であると判定された注目画素に対しては、解像度を重視した中間調処理が施される。これによって解像度を高くすることができる。このとき色再現性は低くならない。このような本発明では、有彩色の文字領域について、全体として、色再現性を低下させることなく、解像度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】領域分離処理部の構成図である。
【図３】注目画素の周辺に７×７画素の局所マスクを形成した場合の説明図である。
【図４】水平方向のエッジと垂直方向のエッジを検出する方法を説明する図である。
【図５】複数の文字検出用パターンの説明図である。
【図６】パターンマッチングを行う際に７×７画素の局所マスク内に３×３画素のサブマスクを形成した様子を示す説明図である。
【図７】色判定処理の模式図である。
【図８】純色エリアの模式図である。
【図９】文字領域判定部の判定結果に基づく中間調切換え処理のフローチャートである。
【図１０】色判定部に色座標変換部を備えた図２相当図である。
【図１１】一次色文字の読取り例を示す説明図である。
【図１２】二次色文字の読取り例を示す説明図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
２画像処理装置
８領域分離処理部
１３階調再現処理部
１４文字領域判定部
１６文字領域検出部
１７エッジ検出部
１８パターンマッチング部
１９色判定部
２３有彩／無彩判定部
２４純色／混色判定部
２５判定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention performs chromatic / achromatic determination and pure / mixed color determination from input image data read by a color image input device such as a scanner or a digital still camera, and appropriate halftone processing is performed based on the result. The present invention relates to an image processing method, an image processing apparatus, and an image forming apparatus including the same.
[0002]
[Prior art]
For example, in an image forming apparatus such as a digital color copying machine, a technique for digitizing an analog image and outputting it to an output device such as a printer or a display has been put into practical use. In this type of image forming apparatus, it is determined whether the document includes color or black and white during pre-scanning or main scanning, and if it is determined to be black-and-white, only black material is output. In the image processing method for generating a color reproduction image using a plurality of color materials when it is determined that the document includes color, for example, an achromatic character region and a chromatic character region by a process called region separation processing In order to improve the reproducibility of each character area, the amount of color material used is reduced for the achromatic character area and the amount of black material is increased. The chromatic character area is subjected to a process for improving the color reproducibility by estimating the color component formed on the original and removing the unnecessary color according to the hue.
[0003]
In addition, by performing a filtering process that is an emphasis process on the entire character area, the character area is clearly highlighted to improve visibility, and two types of dither tables with different sizes are prepared in the halftone processing unit. For example, a small 1 × 1 dither table is used for the achromatic character region or the chromatic character region. For areas other than the character area, a process for improving the reproducibility in the character area and the gradation in the area other than the character area is performed by using a dither table having a large size, for example, 2 × 2 or more. .
[0004]
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-214785, an image area separation unit including a representative color allocation unit, a change point extraction unit, and an edge detection unit is provided in the image processing apparatus. A representative color approximate to the color of the target pixel is assigned to each pixel constituting the input pixel, and the change point extraction unit determines a change point of the representative color in the input pixel based on the representative color assigned to each pixel. Based on the extraction result, the edge detection unit detects edges that divide the input image into a plurality of image areas each having a different representative color.
[0005]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-111850, for example, when a document is pre-scanned by a scanner, chromatic / achromatic color of image data is detected to determine whether the document is a color image. The character area, chromatic color area, and hue information are obtained, and processing for suppressing unnecessary colors according to the hue is performed on the image data. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-307717 describes a technique for switching a dither table between a character area and other areas.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional technique, if the processing in the halftone processing unit, that is, the halftone processing, is omitted in order to maintain the resolving power with respect to the character area, and output is performed in the minimum unit specific to the output device, depending on the output device performance, There are cases where the gradation or color reproducibility is inferior to the case where tone processing is performed. By applying halftone processing, it is possible to reproduce hues that the output device does not have. However, since this halftone processing is area gradation or area color reproduction processing by a plurality of pixels, the resolving power for character regions is high. Decreasing the image quality. In the prior art described in each of the above publications, no optimization process is performed to select whether to increase the resolution of the character area or to increase the reproducibility of the color character. It is impossible to increase.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to perform image processing that can perform optimum processing on a character area by appropriately selecting whether to increase the resolution of the character area or to improve color reproducibility and gradation. To provide a method, an image processing apparatus, and an image forming apparatus including the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention provides an input imageGradation reproduction processing means for performing halftone processing on
  Color determination means for determining whether the pixel of interest in the character area in the input image is a chromatic color or an achromatic color, and determining whether it is a pure color or a mixed color;
  Based on the determination result of the color determination means, the target pixel determined to be chromatic and pure is subjected to halftone processing with an emphasis on resolution, and the target determined to be chromatic and mixed color Controls gradation reproduction processing means so that halftone processing with an emphasis on gradation is applied to pixels.And an image processing apparatus.
[0009]
  According to the present invention,The gradation reproduction processing means performs halftone processing on the input image. In the halftone processing by the gradation reproduction processing means, the color determination means determines whether the pixel of interest belonging to the character area in the input image is a chromatic color or an achromatic color, and is a pure color. It is determined whether there is a color mixture. Based on the determination result of the color determination means, the control means performs a halftone process with an emphasis on resolution on the target pixel determined to be chromatic and pure color, and determines that the pixel is chromatic and mixed color The gradation reproduction processing means is controlled so that halftone processing with an emphasis on gradation is applied to the target pixel.
[0010]
  The present invention also provides color determination.meansIs provided with a color coordinate conversion unit that converts the color space of the input image into a uniform color space.
[0011]
  According to the present invention, the color coordinate conversion unit converts the color space of the input image into a uniform color space, and performs color determination.meansThe color judgment in is handled in a uniform color space.
[0012]
  The present invention also providesThe gradation reproduction processing means performs halftone processing with an emphasis on resolution using a first mask having a size of 1 × 1, which is a minimum unit unique to the image output apparatus, and is larger in size than the first mask. Use the second mask to perform halftone processing with an emphasis on gradation.It is characterized by that.
[0013]
  According to the present invention,A halftone process with an emphasis on resolution is performed using a first mask having a size of 1 × 1, which is a minimum unit unique to the image output apparatus, and a second mask having a size larger than that of the first mask is used. Thus, halftone processing with an emphasis on gradation is performed.
[0016]
In addition, the present invention is an image forming apparatus including the image processing apparatus.
[0017]
  According to the present invention,For chromatic character areas, apply an output method that emphasizes resolution for pure colors, and gradation for mixed colors.Apply a halftone output method that emphasizes.
[0018]
  The present invention also provides an input image.Determine whether the pixel of interest is a chromatic color or an achromatic color, and whether it is a pure color or a mixed color,
  The pixel of interest that is determined to be chromatic and pure is subjected to halftone processing with an emphasis on resolution, and gradation is emphasized to the pixel of interest that is determined to be chromatic and mixed. Apply halftone processingAn image processing method characterized by this.
[0019]
  According to the present invention, the input imageAmong them, it is determined whether the pixel of interest belonging to the character region is a chromatic color or an achromatic color, and whether it is a pure color or a mixed color. A target pixel determined to be a chromatic color and a pure color is subjected to halftone processing with an emphasis on resolution. The pixel of interest that is determined to be chromatic and mixed is subjected to halftone processing that emphasizes gradation.Is done.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a color image processing apparatus 2, a color image input apparatus 3, and a color image output apparatus 4 that are applied to an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 is suitably applied to, for example, a digital color copying machine, and includes, for example, a color image input apparatus 3 (hereinafter referred to as an image input apparatus 3) including a scanner unit including a solid-state imaging device (CCD: Charge Coupled Device). A color image processing apparatus 2 (hereinafter referred to as an image processing apparatus 2), and a color image output apparatus 4 (hereinafter referred to as an image output apparatus 4) such as an ink jet printer. The input image data captured by the image input device 3 is subjected to desired image processing by the image processing device 2, and then an output image is output by the image output device 4. The following description includes a description of an image processing method for performing a region separation process for separating an input image into a plurality of regions.
[0021]
The image processing apparatus 2 includes an analog / digital conversion unit 5 (hereinafter referred to as an A / D conversion unit 5), a shading correction unit 6, an input tone correction unit 7, and a region separation processing unit 8 as a region separation unit. A color correction unit 9, a black generation and under color removal unit 10, a spatial filter processing unit 11, an output gradation correction unit 12, and a gradation reproduction processing unit 13 (halftone generation unit as gradation reproduction processing means). 13) and a central processing unit (CPU) as a control means for controlling these processes. In the image input device 3, the reflected light image from the document is read as red R, green G, and blue B analog signals by the solid-state imaging device, and these analog signals are input to the image processing device 2.
[0022]
Analog signals read by the image input device 3 are sequentially converted into an A / D conversion unit 5, a shading correction unit 6, an input tone correction unit 7, a region separation processing unit 8, and a color correction unit 9 in the image processing device 2. , Black generation and under color removal unit 10, spatial filter processing unit 11, output tone correction unit 12, tone reproduction processing unit 13, and cyan, magenta, yellow, black, that is, C, M, Y, K digital colors A signal is output to the image output device 4. In the A / D converter 5, red R, green G, and blue B analog signals are converted into red R, green G, and blue B digital signals (hereinafter referred to as RGB signals). Various distortions generated in the illumination system, the imaging system, and the imaging system of the image input apparatus 3 are removed.
[0023]
Next, the input tone correction unit 7 adjusts the color balance of the RGB signal from which the distortion has been removed (that is, the RGB reflectance signal) and simultaneously converts it into a density signal suitable for image processing. Is given. Further, the RGB density signals are inverted in complementary colors and converted into Cin, Min, and Yin signals. The region separation processing unit 8 separates each pixel in the input pixel into one of a character region, a halftone dot region, and a photograph region from the Cin, Min, and Yin signals. The region separation processing unit 8 outputs a region identification signal indicating which region a pixel belongs to based on the separation result, a black generation and under color removal unit 10, a spatial filter processing unit 11, and a tone reproduction processing unit. 13, and the input signal output from the input gradation correction unit 7 is output to the subsequent color correction unit 9 as it is.
[0024]
In the color correction unit 9, in order to improve color reproducibility, a process of removing color turbidity based on the spectral characteristics of cyan, magenta, and yellow color materials including unnecessary absorption components, that is, CMY color materials is performed. Thereafter, the black generation and under color removal unit 10 performs processing for generating a black (K) signal from the CMY three-color signals after color correction, and converts them into cyan, magenta, yellow, black, that is, CMYK four-color signals. It has become. As an example of the black generation process, there is a general method for generating black with skeleton black. In this method, the input / output characteristic of the skeleton curve is y = f (x), the input data is C, M, Y, the output data is C ″, M ″, Y ″, K ′, and the under color removal ( When the UCR (Under Color Removal) rate is α (0 <α <1), the black generation and under color removal processing is expressed by the following equation (1).
[0025]
[Expression 1]

[0026]
The spatial filter processing unit 11 performs spatial filter processing using a digital filter on the image data of the CMYK signal input from the black generation and under color removal unit 10 based on the region identification signal, thereby correcting the spatial frequency characteristics. The gradation reproduction processing unit 13 performs processing so as to prevent blurring of the output image and deterioration of graininess. Similarly to the spatial filter processing unit 11, the gradation reproduction processing unit 13 also uses a region identification signal based on the image data of the CMYK signal. Is subjected to predetermined processing. For example, a region separated into characters by the region separation processing unit 8, that is, a character region is subjected to sharp enhancement processing in the spatial filter processing by the spatial filter processing unit 11 in order to improve the reproducibility of black characters or color characters. The amount of high frequency enhancement is increased. At the same time, the gradation reproduction processing unit 13 selects binarization or multi-value processing on a high-resolution screen suitable for high-frequency reproduction.
[0027]
Further, with respect to the region separated into halftone dots by the region separation processing unit 8, the spatial filter processing unit 11 performs low-pass filter processing for removing the input halftone component. The output tone correction unit 12 performs output tone correction processing for converting a signal such as a density signal into a halftone dot area ratio that is a characteristic value of the image output device 4. Gradation reproduction processing (halftone generation) is performed so that the image is finally separated into pixels and each gradation is reproduced. For the region separated into photographs by the region separation processing unit 8, binarization or multi-value processing is performed on the screen with an emphasis on gradation reproducibility. The image data subjected to the above-described processes is temporarily stored in a storage means such as a RAM (Random Access Memory), read out at a predetermined timing, and input to the image output device 4.
[0028]
2 is a configuration diagram of the region separation processing unit 8, FIG. 3 is an explanatory diagram in the case where a 7 × 7 pixel local mask is formed around the pixel of interest, and FIG. 4 is a horizontal edge and a vertical direction It is a figure explaining the method to detect this edge. The region separation processing unit 8 includes a character region determination unit 14 and a halftone dot region determination unit 15, and a local area centered on the target pixel with respect to the input signals Cin, Min, and Yin (data obtained by complementing RGB signals). A mask is formed and a region separation process is performed to separate at least a character region and a region other than the character region, that is, a halftone dot region. If it is neither a character area nor a halftone dot area, it is determined as a photo area. The character area determination unit 14 includes a character area detection unit 16, an edge detection unit 17, a pattern matching unit 18, a color determination unit 19, and a determination signal generation unit 20, and among these, the character region detection unit 16. The edge detection unit 17 and the pattern matching unit 18 correspond to a character region extraction unit. In order to extract a region having character characteristics in the character region detection unit 16 and suppress erroneous determination as much as possible, the edge detection unit 17 including the vertical edge detection unit 21 and the horizontal edge detection unit 22 performs edge detection, The pattern matching unit 18 performs pattern matching to separate character areas. Furthermore, for the character area, it is determined whether it is a chromatic color or an achromatic color, and the black character and the color character are separated based on the determination result, and the color character is further determined whether it is a pure color or a mixed color. judge. The pure color shown here is a color that can be reproduced by the color image output device 4 without mixing color materials.
[0029]
The color determination unit 19 includes a chromatic / achromatic determination unit 23, a pure color / mixed color determination unit 24, and a determination unit 25. Based on the determination result of the character region detection unit 16, the chromatic / achromatic determination unit 23 determines whether the pixel of interest determined to belong to the character region is a chromatic color or an achromatic color. In the pure color / mixed color determination unit 24, a hue that can be reproduced as a primary color or a secondary color by the image output device 4 is set as a pure color, and is reproduced by mixing three or more color materials by the image output device 4. The input signal is discriminated using the possible colors as a mixed color. Based on the determination results of the chromatic / achromatic determination unit 23 and the pure color / mixed color determination unit 24, the determination unit 25 separates the character area into black characters, pure color characters, and mixed color characters. The primary color is a color that is mainly expressed using one color material among the plurality of color materials used in the image output device 4, and the secondary color is a second color among the plurality of color materials. It is a color that is expressed using two color materials.
[0030]
The color character area that can be finally reproduced as a pure color by the image output device 4 and the other character areas are determined by the character area identification signal generated and output by the determination signal generation unit 20 of the character area determination unit 14. It is possible to discriminate and appropriately switch halftone processing performed in the gradation reproduction processing unit 13 as gradation reproduction processing means.
[0031]
FIG. 5 is an explanatory diagram of a plurality of character detection patterns, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which a 3 × 3 pixel submask is formed in a 7 × 7 pixel local mask when pattern matching is performed. 7 is a schematic diagram of color determination processing, FIG. 8 is a schematic diagram of a pure color area, and FIG. 9 is a flowchart of halftone switching processing based on the determination result of the character region determination unit 14. Here, Si (i = 1, 2, 3,...) Indicates a step. Assuming that the target pixel to be processed is (i, j) with respect to the input signals Cin, Min, Yin that are signals obtained by complementing the RGB signals, the input signal value at the target pixel is (Cin (i, j), Min). (I, j), Yin (i, j)). In step 1, character area detection processing is performed in the character area detection unit 16, and then the process proceeds to step 2 and step 3 where an M × N pixel local mask around the target pixel point (see FIG. 3). , For example, a difference between adjacent pixels (see FIG. 4) is obtained, and an edge is detected by thresholding the difference. Now, the pixel Mask (i, j) belonging to the local mask in the target pixel (i, j) is defined as in Equation 2.
[0032]
[Expression 2]

[0033]
From Equation 2, the edge pixel EdgeV (i, j) in the vertical direction and the edge pixel EdgeH (i, j) in the horizontal direction are expressed as Equation 3 and Equation 4, respectively.
[0034]
[Equation 3]

[0035]
[Expression 4]

[0036]
Vertical edges and horizontal edges are detected by the vertical edge detector 21 including Equation 3 and the horizontal edge detector 22 including Equation 4 (see FIG. 4). However, since this method cannot detect an edge for one end pixel, for convenience, no edge is substituted for the end, and edge detection in the vertical and horizontal directions of the same size as the local mask is performed. Thereafter, the process goes to step 4 to obtain the logical sum EdgeV (i, j) ∪EdgeH (i, j) of the detection result and set it as the edge detection result Edge (i, j).
[0037]
A pattern matching process is performed on the edge Edge (i, j) detected in step 5 in step 6 to further separate the character area. That is, for the edge Edge (i, j), as shown in FIG. 6, for example, a 3 × 3 submask is formed in a 7 × 7 mask, and the 3 × 3 submask is all 7 × 7 masks. The template is detected by scanning while shifting by one pixel so as to cover. When the same pattern is detected, it is determined that the target pixel point being processed is a character area.
[0038]
If the same pattern is detected in step 7, the process proceeds to

steps

8 and 9, where the chromatic / achromatic determination unit 23 performs color determination processing and the pure color / mixed color determination unit 24 performs pure color / color mixing determination. Processing is performed in parallel. In the color determination process in step 8, the characteristic that cyan, magenta, and yellow are simply balanced in the achromatic area, but the characteristic that cyan, magenta, and yellow are not balanced in the chromatic area is used. In addition, by performing threshold processing on the maximum density difference among cyan, magenta, and yellow, it becomes possible to perform chromatic or achromatic determination at the target pixel point. Therefore, the color determination process can be performed by the following formula 5.
[0039]
[Equation 5]

[0040]
TH color is a color determination threshold value, which is a constant set in advance, and a method of changing the threshold value in accordance with the minimum value of the input density value is often performed as follows (FIG. 7). reference). Here, THintenn is a predetermined threshold value.
[0041]
[Formula 6]

[0042]
Based on the edge detection result and the color determination result described above, color characters and monochrome characters are determined according to Table 1 below.
[0043]
[Table 1]

[0044]
In the pure color / mixed color determination process in step 9, it is determined whether or not the region determined to be a color character is a primary color that can be reproduced by the image output apparatus 4. When an electrophotographic copying machine is considered as the image output device 4, colors are reproduced by subtractive color mixture using cyan, magenta, and yellow toners as color materials for normal output. For these three primary colors, output reproduction is possible without mixing other color materials. Therefore, it is possible to improve the image quality by detecting a region belonging to this color from the input document and separating the color from other colors. The separation processing method is realized by threshold processing using the following [Equation 7] and performs pure color determination. Here, it is assumed that the input signal at the target pixel point is given by (Cin (i, j), Min (i, j), Yin (i, j)).
[0045]
[Expression 7]

[0046]
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of reading primary color characters. Actually, even a cyan character includes a magenta component or a yellow component depending on the accuracy of the image input apparatus 3. Similarly, even for magenta characters and yellow characters, other color components are included, and therefore there are cases where the above-described determination method cannot be well determined. In this type of image input device 3, since the distribution of each color component can be approximated by a straight line, the color component of each color character according to the characteristics of the image input device 3 is linearly approximated, and It is possible to make a precise determination using Equation 8 with a wider range in setting and determining the value of P, that is, in consideration of an error.
[0047]
[Equation 8]

[0048]
In step 10, it is determined whether the result of the color determination process is a chromatic color or an achromatic color. If a chromatic color is determined, a determination is made in step 11 as to whether it is a pure color or a mixed color. Then, as shown in the following Table 2, the CPU as the control means switches the halftone processing method based on the character detection result and the character region identification signal which is the color determination result, for example, an image output device. For hues where 4 is reproducible as a primary color, the process shifts to step 12 and outputs with emphasis on resolution, and for other color characters, the process shifts to step 13 for halftone using a plurality of pixels. It is possible to output with enhanced gradation or color reproducibility by processing. In Table 2, * indicates that either a primary color or a mixed color may be used.
[0049]
[Table 2]

[0050]
When the character detection result is determined to be a color character and the pure color determination result is determined to be a primary color, in the halftone process, the image is output with a 1 × 1 mask size, which is a minimum unit unique to the image output apparatus, and is displayed as a color character. If it is determined that the colors are mixed, dithering, which is a kind of area modulation processing, is performed using, for example, an 8 × 8 mask size. As the dither processing, for example, processing is performed using a generally used systematic dither matrix method. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of reading secondary color characters. In the determination of the pure color in step 11, when an electrophotographic copying machine is considered, even the secondary color of the image output device 4 can be output with high accuracy. Shall be judged. The determination of the secondary color can also be performed using the following equation 9 in substantially the same manner as the method for determining the primary color.
[0051]
[Equation 9]

[0052]
However, the color separation accuracy is insufficient depending on the accuracy of the scanner. For example, depending on the image input device 3, color components are distributed as shown in FIG. When the image input device 3 in which such color components are distributed is used, the determination can be made with high accuracy by using the following equation (10). Thereafter, similarly to the above-described method, the determination unit 25 and the determination signal generation unit 20 perform determination as shown in the following Table 3, and the CPU as the control unit switches halftone processing.
[0053]
[Expression 10]

[0054]
[Table 3]

[0055]
A method for extracting a region having character characteristics in the character region detecting unit 16 and a processing method in the halftone region determining unit 15 are described in, for example, “Image Electronics Society of Japan Proceedings 90-06-04”. Can be used. That is, the following determination is performed within a block of M × N (M and N are natural numbers) pixels centered on the pixel of interest, and this is used as a region identification signal of the pixel of interest. An average value Dave of the signal level is obtained for the pixels in the block, and each pixel in the block is binarized using the average value. Also, the maximum pixel signal level Dmax and the minimum pixel signal level Dmin are obtained at the same time.
[0056]
In the halftone dot region, the halftone dot region is identified using the fact that the fluctuation of the image signal in the small region is large and the density is higher than the background. With respect to the binarized data, the number of change points from 0 to 1 in the main scanning direction and the sub-scanning direction is obtained, and the number of change points from 1 to 0 is obtained._H, K_VAnd threshold T_H, T_VIf both of them exceed the threshold, the halftone dot region is set. Further, in order to prevent erroneous determination with the background, the previously obtained Dmax, Dmin, and Dave are compared with threshold values B1 and B2. That is, the value obtained by subtracting the average value Dave of the signal level from the maximum pixel signal level Dmax is larger than the threshold value B1 (Dmax−Dave> B1), and the minimum pixel signal level Dmin is subtracted from the average value Dave of the signal level. The value is larger than the threshold value B2 (Dave−Dmin> B2), and K_H > T_H And K_V > T_VIf so, it is a halftone dot region, otherwise it is a non-halftone dot region.
[0057]
In the character area, since the difference between the maximum signal level and the minimum signal level is large and the density is considered high, the character area is identified as follows. Maximum signal level, minimum signal level, and their difference Dsub_A , P_B , P_C And Dmax> P_A Or Dmin <P_BOr Dsub> P_CIf the above condition is satisfied, the character area is set. Pixels in a region that is neither a halftone dot region nor a character region are defined as other (photo) regions.
[0058]
According to the image processing apparatus 2 described above, it is determined whether the pixel of interest belonging to the character area is a chromatic color or an achromatic color, and is within a predetermined hue range for the pixel of interest determined to be a chromatic color. After determining whether or not there is, the processing contents of the gradation reproduction processing unit 13 are set based on these determination results, so that it is possible to increase the resolution for reproducible chromatic character regions. Thus, it becomes possible to improve the reproducibility of color characters for chromatic character regions that cannot be reproduced. The CPU as the control means selects a halftone process that places importance on resolution for a pixel of interest that is determined to be a chromatic color and within a predetermined hue range, and is a chromatic color and the hue range. For the target pixel determined not to be within, halftone processing with an emphasis on gradation is selected, so that the resolution of the character area can be increased and the reproducibility of the color characters can be improved.
[0059]
Further, the target pixel determined to be a chromatic color by the color determination unit 19 is within a hue range that can be reproduced by halftone processing with an emphasis on resolution controllable by the gradation reproduction processing means. It is determined whether or not. For example, assuming an apparatus that forms an image with cyan, magenta, and yellow color materials, that is, CMY color materials, the secondary colors of red, blue, and green are relatively easy by mixing the two colors of the CMY color materials. Can be output. Therefore, it is possible to perform output with an increased resolution equivalent to that of pure color characters by simultaneously determining such secondary colors from the input signal and performing the same processing as in the case of pure colors.
[0060]
According to the image forming apparatus 1 including the image processing apparatus 2, a hue that can be reproduced without mixing many color materials in a color character region and a hue that can be reproduced only by mixing a plurality of color materials are set in advance. In addition, it is possible to apply an output method that emphasizes resolution in the former and a halftone output method that emphasizes color or gradation in the latter. By appropriately switching the output method in this way, it is possible to output a higher quality image than the conventional one, and it is possible to output the image at high speed in real time.
[0061]
As another embodiment of the present invention, the edge detection method described above is not necessarily detected by threshold processing using a difference, and various edge detection methods can be used.
[0062]
The color space for judging the color is not limited to the RGB (CMY with complementary color inversion) space.^*a^*b^*(CIE: Commission Internationale de
l'Eclairage: International Lighting Commission. L^*: Brightness, a^*・ B^*: Chromaticity) in a uniform color space.
[0063]
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 2 in which the color determination unit 19 includes the color coordinate conversion unit 26. However, the same reference numerals are given to the same members as those in the above embodiment, and the description thereof is omitted as appropriate. CIE1976L^*a^*b^*When the color is determined in the uniform color space, the CMY space in which the complementary colors are inverted is placed in front of the chromatic / achromatic determination unit 23 and the pure color / mixed color determination unit 24.^*a^*b^*What is necessary is just to provide the color coordinate conversion part 26 converted into space. As a method of color coordinate conversion, for example, each color patch of a color chart document is measured by a colorimeter and L^*a^*b^*Find the value (L^*a^*b^*On the other hand, the color chart document used for colorimetry is read from the image input device 3 to obtain RGB data, and complementary color inversion is performed on the CMY data.^*a^*b^*Based on the value and the CMY value, a coefficient for associating the two is obtained by a neural network or a masking calculation coefficient determination method, and color coordinate conversion is performed using the obtained coefficient. In the chromatic / achromatic determination unit, saturation C based on the following equation 11^*Is determined and compared with a predetermined threshold value to determine chromatic / achromatic.
[0064]
## EQU11 ##

[0065]
In the pure color / mixed color determination unit, the hue H is obtained by the following formula 12, and the determination may be made based on whether or not it is within the primary color range.
[0066]
[Expression 12]

[0067]
The halftone processing is not limited to the systematic dither matrix method, and various halftone processing such as error diffusion can be applied. The image output device 4 outputs image data on a recording medium such as paper, and examples thereof include, but are not limited to, those using an electrophotographic system or an inkjet system. In addition, various partial changes may be made to the embodiment without departing from the scope of the claims.
[0068]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention,In the halftone processing by the gradation reproduction processing means, the color determination means determines whether the pixel of interest belonging to the character area in the input image is a chromatic color or an achromatic color, and is a pure color. It is determined whether there is a color mixture. The control unit controls the gradation reproduction processing unit based on the determination result of the color determination unit.
  When halftone processing with an emphasis on resolution is performed on a chromatic character region, color reproducibility may be low or color reproducibility may not be low. In a mixed-color character area, color reproducibility is lowered when halftone processing is performed with emphasis on resolution. The color reproducibility of a pure color character area does not deteriorate even if halftone processing is performed with emphasis on resolution.
  In consideration of such points, the gradation reproduction processing means is controlled by the control means, and halftone processing is performed as follows. A target pixel determined to be a chromatic color and a mixed color is subjected to halftone processing with an emphasis on gradation. This can prevent the color reproducibility from being lowered. The target pixel determined to be a chromatic color and a pure color is subjected to halftone processing with an emphasis on resolution. As a result, the resolution can be increased. At this time, color reproducibility is not lowered. In the present invention, the resolution of the chromatic character region can be increased as a whole without reducing the color reproducibility.
[0069]
  According to the present invention, the color coordinate conversion unit converts the color space of the input image into a uniform color space, and performs color determination.meansBy handling the color determination in the uniform color space, it is possible to eliminate the device dependency and obtain a highly accurate determination result.
[0070]
  Also according to the invention,By performing halftone processing using a first mask having a size of 1 × 1, which is the smallest unit unique to the image output apparatus, the resolution of a chromatic character region can be increased. Further, by performing halftone processing using a second mask having a size larger than that of the first mask, the tone reproduction is enhanced and the color reproducibility is enhanced for the chromatic character region.be able to.
[0073]
  Also according to the invention,For chromatic character areas, apply an output method that emphasizes resolution for pure colors, and gradation for mixed colors.A halftone output method can be applied. By appropriately switching the output method in this way, it is possible to output a higher quality image than the conventional one, and it is possible to output the image at high speed in real time.
[0074]
  According to the present invention, the input imageAmong them, it is determined whether the pixel of interest belonging to the character region is a chromatic color or an achromatic color, and whether it is a pure color or a mixed color. A target pixel determined to be a chromatic color and a mixed color is subjected to halftone processing that emphasizes gradation. This can prevent the color reproducibility from being lowered. A target pixel determined to be a chromatic color and a pure color is subjected to halftone processing with an emphasis on resolution. As a result, the resolution can be increased. At this time, color reproducibility is not lowered. In the present invention, the resolution of the chromatic character region can be increased as a whole without reducing the color reproducibility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a region separation processing unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram when a local mask of 7 × 7 pixels is formed around a pixel of interest.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of detecting horizontal edges and vertical edges.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a plurality of character detection patterns.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which a 3 × 3 pixel submask is formed in a 7 × 7 pixel local mask when pattern matching is performed.
FIG. 7 is a schematic diagram of color determination processing.
FIG. 8 is a schematic diagram of a pure color area.
FIG. 9 is a flowchart of halftone switching processing based on the determination result of the character area determination unit.
10 is a diagram corresponding to FIG. 2 in which the color determination unit includes a color coordinate conversion unit.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of reading primary color characters.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of reading secondary color characters.
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
2 Image processing device
8 Region separation processing unit
13 Tone reproduction processing section
14 Character area judgment part
16 character area detector
17 Edge detector
18 Pattern matching section
19 color judgment part
23 Achromatic / Achromatic Judgment Unit
24 Pure color / mixed color judgment unit
25 judgment part

Claims

Gradation reproduction processing means for performing halftone processing on the input image ;
Color determination means for determining whether the pixel of interest in the character area in the input image is a chromatic color or an achromatic color, and determining whether it is a pure color or a mixed color;
Based on the determination result of the color determination means, the target pixel determined to be chromatic and pure is subjected to halftone processing with an emphasis on resolution, and the target determined to be chromatic and mixed color An image processing apparatus comprising: control means for controlling gradation reproduction processing means so as to perform halftone processing with an emphasis on gradation characteristics for pixels.

The image processing apparatus according to claim 1, wherein the color determination unit includes a color coordinate conversion unit that converts a color space of the input image into a uniform color space.

The gradation reproduction processing means performs halftone processing with an emphasis on resolution using a first mask having a size of 1 × 1, which is a minimum unit unique to the image output apparatus, and is larger in size than the first mask. The image processing apparatus according to claim 1, wherein halftone processing with an emphasis on gradation is performed using the second mask .

An image forming apparatus comprising the image processing apparatus according to any one of claims 1-3.

In the input image, for the target pixel belonging to the character area, determine whether it is a chromatic color or an achromatic color, determine whether it is a pure color or a mixed color,
The pixel of interest that is determined to be chromatic and pure is subjected to halftone processing with an emphasis on resolution, and gradation is emphasized to the pixel of interest that is determined to be chromatic and mixed. An image processing method characterized by performing halftone processing.