DE3839299A1

DE3839299A1 - Bildverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE3839299A1
Application number: DE3839299A
Authority: DE
Inventors: Hidefumi Ohsawa; Kenichi Ohta; Akihiro Usami
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1989-06-22
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: DE3839299C2; US5126838A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungseinrichtung und insbesondere auf eine Farbbildverarbeitungseinrichtung, mit der in einem digitalen Farbkopiergerät oder dergleichen die Farbrücknahme ausgeführt wird.

In herkömmlichen Farbbildverarbeitungsgeräten werden Tinten in vier Farben, nämlich Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz verwendet, mit denen ein Vollfarbenbild nach dem subtraktiven Farbmischverfahren hergestellt wird.

Zum Darstellen eines Schwarzbereichs auf einem Druckblatt gibt es allgemein zwei Verfahren: ein Verfahren, bei dem "Schwarz" durch das Drucken mit Tinten in drei Farben, nämlich Gelb, Magenta und Cyan unter Überlagerung, und ein Verfahren, bei dem "Schwarz" durch Drucken mit schwarzer Tinte anstelle der Tinten in den drei Farben Gelb, Magenta und Cyan dargestellt wird. Je nach den Umständen wird das eine oder andere dieser Verfahren wahlweise angewandt.

Das bei dem Drucken oder dergleichen angewandte sog. Farbrücknahmeverfahren (UCR-Verfahren) ist ein Verfahren, bei dem von jeweiligen Mengen von Gelb-, Magenta- und Cyan-Tinte die kleinste bzw. Minimummenge ermittelt wird, die tatsächlich verwendete Menge jeder Tinte entsprechend der ermittelten Minimummenge verringert wird und die gesamte Abzugsmenge (um die die Menge der Tinten verringert wurde) durch schwarze Tinte ersetzt wird.

Auf diese Weise wird es möglich, ein Schwarz zu reproduzieren, das eine höhere optische Dichte hat als ein Schwarz, welches durch das Drucken von Gelb-, Magenta- und Cyan-Tinte unter Überlagerung erzeugt ist. Darüber hinaus ist es möglich, den Verbrauch an Tinten für Gelb, Magenta und Cyan zu verringern.

Wenn jedoch das ganze "Schwarz" eines Bereichs durch schwarze Tinte ersetzt wird (100% Farbrücknahme), erhalten Halbtonbilder ein rauhes bzw. grobes Aussehen. Daher kann in der Praxis keine 100%ige Farbrücknahme ausgeführt werden, so daß ein Teil eines solchen Schwarzbereichs mit den Tinten für Gelb, Magenta und Cyan unter Überlagerung gedruckt wird.

Wenn auf diese Weise ein Teil des Schwarzbereichs mit Gelb-, Magenta- und Cyantinte unter Überlagerung gedruckt wird, entstehen Probleme dadurch, daß auch in einem Schwarzschriftbereich die Tinten für Gelb, Magenta und Cyan aufgebracht werden und die Auswirkungen einer unvollkommenen Registration bzw. Farbdeckung sowie der Dispersion der Tinten bemerkbar werden könnten, wodurch die Qualität der schwarzen Schriftzeichen verschlechtert wird.

In der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 59- 2 05 876 (1984), entspr. der am 4. Juni 1987 als Fortsetzung der US-Patentanmeldung Seriennr. 06/6 08 238 eingereichten US- Patentanmeldung Seriennr. 07/0 58 625 vom 8. Mai 1984 ist eine Einrichtung beschrieben, in der Farbauszugssignale R, G und B in vier Primärfarbsignale Y, M, C und K umgesetzt werden und darauffolgend allein nach dem Signal K beurteilt wird, ob ein jeweiliger Bildbereich ein Bereich hoher Auflösung wie ein Schriftbild oder dergleichen oder ein Bereich wie ein Fotobild oder dergleichen ist, in dem keine hohe Auflösung erforderlich ist. Wenn dabei der Bereich als Hochauflösungsbereich bewertet wird, werden alle vier Signale Y, M, C und K in binären Zahlen ausgegeben, während bei der Bewertung als Fotobildbereich alle vier Signale Y, M, C und K in Mehrfachzahlen unverändert ausgegeben werden.

Es ist auch eine andere Einrichtung bekannt, in der die Bildbereicherkennung unabhängig für ein jedes der Signale Y, M, C und K ausgeführt wird, um entsprechend dem Erkennungsergebnis zu bestimmen, ob die jeweilige Farbe bzw. das jeweilige Signal in binären Zahlen oder unverändert in Mehrfachzahlen auszugeben ist.

Bei der unabhängigen Bildbereicherkennung für ein jedes der Signale Y, M, C und K wird jedoch das Erkennungsergebnis für eine jeweilige Farbe manchmal unterschiedlich, so daß das sich ergebende Ausgabebild eine ungleichmäßige Färbung, verschwommene Farben oder dergleichen erhalten kann.

Wenn ferner die Bildbereicherkennung unter Heranziehen allein des Signals K vorgenommen wird, entstehen darüber hinaus beispielsweise folgende Mängel: Es sei angenommen, daß ein Objektbildelement durch jeweils vier digitale 8-Bit-Signale Y, M, C und K dargestellt ist und beispielsweise Y=255, M= 255, C=150 und K=min(Y, M, C)=150 gilt, was einer schwärzlich-roten Färbung entspricht. Wenn das Objektbildelement entsprechend dem Zustand des Signals K für ein benachbartes Bildelement als ein Bildelement in einem Schriftzeichenbereich bewertet wird, werden alle Signale Y, M, C und K in binäre Zahlen umgesetzt. Falls als Schwellenwert für das Umsetzen in eine binäre Zahl der Mittelwert "128" angesetzt wird, werden die binären Ausgangssignale für das Objektbildelement zu Y=M=C=K=1 (Pegel 255), so daß das Bildelement durch völlig dichtes bzw. tiefes Schwarz ersetzt wird.

In der US-PS 47 00 399 und der am 25. März 1988 eingereichten US-Patentanmeldung Seriennr. 07/1 73 654 sind andere Bildverarbeitungseinrichtungen beschrieben, doch bedürfen diese Einrichtungen Verbesserungen hinsichtlich der nachstehend aufgeführten Aufgabe der Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe, eine Farbbildungsverarbeitungseinrichtung zu schaffen, mit der schwarze Bereiche in einem Farbbild einwandfrei reproduziert werden können.

Ferner soll mit der Erfindung eine Farbbildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, mit der schwarze Schriftbildbereiche in einem Farbbild zufriedenstellend reproduziert werden.

Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, die das Erfassen von tatsächlich nur echtem "Schwarz" und das Reproduzieren von "Schwarz" in hervorragender Qualität ermöglicht.

Die Aufgabe wird gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung mit einer Farbbildverarbeitungseinrichtung gelöst, in der in einem farblos-schwarzem Randbereich die Mengen an Tinten für Gelb, Magenta und Cyan entsprechend einem Randwert verringert werden und die Menge an schwarzer Tinte entsprechend dem Randwert erhöht wird, so daß daher zum Verbessern der Qualität von schwarzen Buchstaben oder Schriftzeichen in deren Bereich die Mengen an Tinten für Gelb, Magenta und Cyan verringert sind und die Menge an schwarzer Tinte erhöht ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2(1) ist eine Blockdarstellung einer Randauszugschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2(2) ist eine Darstellung zur Erläuterung von Fig. 2(1).

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Maskierschaltung und einer Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Grausignal- Rechenschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 5(1) ist ein Blockschaltbild eines Pegeldetektors bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 5(2) ist eine Darstellung zur Erläuterung der Fig. 5(1).

Fig. 6(1) ist ein Schaltbild einer Randwertumsetztabellenschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 6(2), (3) und (4) sind Darstellungen zur Erläuterung der Randwertumsetztabellenschaltung.

Fig. 7(1) ist ein Blockschaltbild einer Randbetonungsschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 7(2) ist eine Logiktabelle.

Fig. 8 ist eine Blockdarstellung der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 ist eine Blockdarstellung eines digitalen Farbkopiergeräts als weiteres Ausführungsbeispiel für die Bildverarbeitungseinrichtung.

Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Hadamard-Transformation bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Fig. 11 ist eine Darstellung einer ykl-Anordnung bei der Hadamard-Transformation bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 1 zeigt in Blockdarstellung ein Ausführungsbeispiel der Bildverarbeitungseinrichtung.

Die Einrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel enthält einen Eingabesensor 10, einen Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 11, einen Komplementärfarbenumsetzer 12, eine Farbrücknahme/ Schwarzzusatz-Schaltung 13, eine Maskierschaltung 14, eine Randauszugsschaltung 15, eine Randbetonungsschaltung 16, einen Farbdrucker 17, eine Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18, eine Grausignal-Rechenschaltung 19, eine Randauszugschaltung 20, einen Multiplizierer 21, einen Pegeldetektor 22 und eine Randwertumsetztabelle 23.

Mit dem Eingabesensor 10 wird eine Vorlage oder dergleichen mittels einer fotoelektrischen Wandlereinheit wie einer Ladungskopplungsvorrichtung bzw. CCD-Kamera oder dergleichen gelesen, wobei Farbauszugssignale R, G und B für drei Farben ausgegeben werden. Der A/D-Wandler 11 setzt die Farbauszugssignale in digitale 8-Bit-Signale um, die für eine jede Farbe die Gradation in 256 Stufen darstellen. Der Komplementärfarbenumsetzer 12 führt eine Dichteumsetzung aus und gibt Signale C 1, M 1 und Y 1 ab, die jeweils die Tintenmengen für die drei Farben Cyan, Magenta und Gelb darstellen. Die Farbrücknahme/ Schwarzzusatz-Schaltung 13 führt die Aufbereitung zur Farbrücknahme (UGR) und zum Hinzusetzen von Schwarz aus. Die Maskierschaltung 14 führt eine Farbkorrektur aus, durch die in Farbauszugsfiltern und in Tinten hervorgerufene Schleier- bzw. Verfärbungskomponenten ausgeschieden werden. In der Randauszugschaltung 15 wird aus jedem Farbsignal eine Randkomponente Ee herausgegriffen. Die Helligkeit/Farbdifferenz- Wandlerschaltung 18 ist eine Schaltung, die entsprechend den Signalen R, G und B ein Helligkeitssignal V bzw. tatsächlich den Kehrwert V′ von V, und Farbkomponentensignale I und Q abgibt.

Die Randbetonungsschaltung 16 wählt entsprechend einem Pegelwert Bl und dem Vorzeichen der Randkomponente Ee entweder die Randkomponente Ee oder ein Randwert-Ausgangssignal Ve der Randwertumsetztabelle 23 und fügt dem gewählten Signal Farbsignale C 3, M 3, Y 3 und K 2 aus der Maskierschaltung 14 hinzu, um dadurch den Rand hervorzuheben. Es ist anzumerken, daß die Randkomponente durch das Anwenden eines Laplace-Operators an einem Bild erzeugt wird. Die Grausignal-Rechenschaltung 19 ist eine Schaltung, die die Farbkomponentensignale I und Q in ein Farbfreiheit- bzw. Grausignal W umsetzt. Diese Schaltung ist ein Beispiel für eine Einrichtung zum Erfassen von farblosen bzw. ungefärbten Bereichen in einem Farbbild bzw. in einer Farbvorlage.

Der Multiplizierer 21 multipliziert das Grausignal W mit dem Helligkeitssignal V′. Der Pegeldetektor 22 unterteilt das Ausgangssignal des Multiplizierers 21 in vier Stufen des Pegelwerts Bl.

Die Randwertumsetztabelle 23 ist eine Tabelle, die einen herausgegriffenen Randwert entsprechend einem mittels des Pegeldetektors 22 erfaßten Schwarzpegel umsetzt.

Es werden nun die Betriebsvorgänge bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert.

Der Eingabesensor 10 gibt für die drei Farben die Farbauszugssignale R, G und B aus, die durch den A/D-Wandler 11 in die digitalen 8-Bit-Signale R 1, G 1 und B 1 umgesetzt werden, wonach der Komplementärfarbenumsetzer 12 diese Signale in die Signale C 1, M 1 und Y 1 umsetzt. Danach führt die Farbrücknahme/ Schwarzzusatz-Schaltung 13 die Aufbereitung zur Farbrücknahme und zum Zusetzen von Schwarz aus. Das heißt, es wird K 1 = min (y 1, M 1, C 1) (1) ermittelt, um aus den Signalen C 1, M 1 und Y 1 das Signal mit dem kleinsten Wert herauszugreifen und im weiteren Signale C 2, M 2, Y 2 und K 2 nach folgenden Gleichungen zu berechnen: Y 2 = Y 1 - α Y × (K 1 - β Y)
M 2 = M 1 - α M × (K 1 - β M)
C 2 = C 1 - a C × (K 1 - β C)
K 2 = α K × (K 1 - β K) (2)

Im weiteren gibt die Maskierschaltung 14 die Signale Y 3, M 3 und C 3 ab, die hinsichtlich der Farbe nach folgenden Gleichungen korrigiert sind: Y 3 = α 11 · Y 2 + α 21 · M 2 + α 31 · C 2 M 3 = α 12 · Y 2 + a 22 · M 2 + α 32 · C 2 Y 3 = α 13 · Y 2 + α 23 · M 2 + α 33 · C 2 (3) wobei a 11 bis α 33 Parameter sind, die experimentell festgelegt werden.

Ferner werden von der Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18 aus den Signalen R, G und B die Helligkeitskomponente V eines Bilds und die Farbkomponentensignale I und Q beispielsweise nach folgenden Gleichungen ermittelt:

V = 0,30 × R 1 + 0,59 × G 1 + 0,11 × B 1 I = 0,60 × R 1 - 0,28 × G 1 - 0,32 × B 1 Q = 0,21 × R 1 - 0,52 × G 1 + 0,31 × B 1 (4) Die Farbkomponentensignale I und Q sind Signale, die für einen farblosen Bereich zu "0" werden. Das Signal V ist ein die Helligkeit darstellendes Leuchtdichtesignal. Das Helligkeitssignal V wird aus der Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18 als invertiertes Signal bzw. Kehrwert V′ ausgegeben. Das Signal V′ ist ein Signal, das um so größer wird, je dunkler das Bild ist. Die Randauszugschaltung 20 greift entsprechend dem Signal V′ einen Rand des Helligkeitssignals heraus. Ferner setzt die Rechenschaltung 19 die Farbkomponentensignale I und Q in ein Farblosigkeits- bzw. Grausignal W nach folgender Gleichung um:

W = 255 × exp (- (16 × I/255)² - (16 × Q/255)²) (5)

Der Multiplizierer 21 multipliziert dann das Signal W mit dem Signal V′. Der Wert des sich aus der Multiplikation ergebenden Signals V′×W wird groß, wenn ein Bild farblos bzw. farbfrei und darüber hinaus schwarz ist. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 21 wird in dem Pegeldetektor 22 in vier Stufen des Pegelwerts Bl eingestellt. Entsprechend dem Pegelwert Bl und dem Vorzeichen der Randkomponente Ee wählt die Randbetonungsschaltung 16 entweder die Randkomponente Ee oder das Ausgangssignal Ve. Zur Hervorhebung oder Betonung des Randes werden dem gewählten Signal die Farbsignale C 3, M 3, Y 3 und K 2 hinzugefügt. In diesem Fall wird das Ausgangssignal Ve gewählt, wenn ein Bild ein schwarzes Schriftzeichen bzw. ein schwarzer Buchstabe ist, bei dem sich ein größerer Pegelwert Bl ergibt.

Es ist anzumerken, daß die Umsetztabelle 23 derart gestaltet ist, daß für die Signale Y, M und C ein negativer Wert und für das Signal K ein positiver Wert ausgegeben wird. Infolgedessen werden in einem Schwarzschriftbildbereich die Signale Y, M und C verringert, während das Signal K vergrößert wird, so daß daher ein schwarzes Schriftzeichen nahezu einfarbig in "Schwarz" ausgedruckt wird. Dadurch ergibt sich eine Qualitätsverbesserung von schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben.

Die Fig. 2(1) zeigt in Blockdarstellung ein Beispiel für die Randauszugschaltungen 15 und 20 in der Einrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird der Randauszug mittels einer Laplace-Operation ausgeführt. Das heißt, es wird das von einem Multiplizierer 24 ausgegebene Vierfache eines Werts für ein in Fig. 2(1) strichliert dargestellten mittigen Bildelements und die von einem Addierer 25 ausgegebene Summe der Werte für um das mittige Bildelement herum angeordneten vier Bildelementen von einem Addierer/Subtrahierer 26 aufgenommen. Auf diese Weise wird durch eine Laplace-Operation ein Randwert für einen Bereich aus 5×5 Bildelementen gemäß Fig. 2(2) herausgegriffen.

Die Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Maskierschaltung 14 und die Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18 zeigt.

Wenn Eingangssignale 301, 302 und 303 Linearwandler (LUT) 31 a bis 31 i durchlaufen, werden sie mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert, wonach sie mit Addierern 32 a bis 32 f addiert werden. Dadurch werden an Ausgängen 304, 305 und 306 Daten erhalten, die sich aus den in den Gleichungen (3) und (4) dargestellten linearen Transformationen ergeben.

Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Grausignal-Rechenschaltung 19 zeigt.

Linearwandler (LUT) 40 und 41 bestimmen die Werte (16I/255)² und (16Q/255)², wonach ein Addierer 42 die Ergebnisse addiert und ein Linearwandler (LUT) 43 das Grausignal folgendermaßen berechnet:

W = 255 exp (- X) ,

wobei

X = (16I/255)² + (16Q/255)²

gilt.

Die Fig. 5(1) ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den Pegeldetektor 22 bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zeigt.

Vergleicher 50, 51 und 52 vergleichen das Eingangssignal V′×W mit Schwellenwerten T 1, T 2 und T 3. Wenn das Eingangssignal höher als T 1, T 2 und T 3 ist, sind Ausgangssignale l 1, l 2 und l 3 alle gleich "1". Ein Codierer 53 codiert diese Ausgangssignale l 1, l 2 und l 3 entsprechend einer in Fig. 5(2) gezeigten Logiktabelle und bestimmt damit den Pegelwert Bl. Das heißt, der Pegelwert Bl wird in absteigender Ordnung der Eingangssignale V′×W zu 0, 1, 2 und 3.

Die Fig. 6(1) ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Randwertumsetztabelle 23 zeigt.

Ein Linearwandler (LUT) 60 schneidet von Eingangssignalen 601 gemäß Fig. 6(2) Signale weg, die nicht höher als T 4 sind. Ein Linearwandler (LUT) 61 setzt Bandsignale Ve (Y, M, C), die den Signalen Y, M und C hinzuzufügen sind, entsprechend der in Fig. 6(3) gezeigten grafischen Darstellung um. Gemäß dieser Darstellung wird ein Eingangssignal entsprechend dem Pegelwert Bl umgewandelt. Ein Linearwandler (LUT) 62 setzt ein dem Signal K hinzuzufügendes Randsignal Ve(K) gemäß der in Fig. 6(4) gezeigten grafischen Darstellung um. Gemäß dieser Darstellung wird gleichfalls ein Eingangssignal entsprechend dem Pegelwert Bl umgesetzt.

Die Fig. 7(1) ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Randbetonungsschaltung 16 bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zeigt.

Ein Vorzeichendetektor 72 ermittelt, ob das Vorzeichen der einen Randwert darstellenden Randkomponente Ee negativ ist, und gibt in diesem Fall das Ausgangssignal "1" ab. Andererseits gibt ein Pegeldetektor 73 das Ausgangssignal "1" ab, wenn er ermittelt, daß der Pegelwert Bl gleich "0" ist.

Wenn der Vorzeichendetektor 72 oder der Pegeldetektor 73 das Ausgangssignal "1" abgibt, gibt ein Wähler 70 die Randkomponente Ee aus. Wenn die Randkomponente Ee "0" ist, wird von dem Wähler 70 das Randsignal Ve gewählt.

Das heißt, wenn die Randkomponente negativ ist oder der Pegelwert "0" ist, nämlich die Schwarzbereiche in einem Objektbild klein sind, wird eine normale Randbetonung ausgeführt. Wenn dagegen die Randkomponente Ee positiv ist, nämlich die Schwarzbereiche in einem Objektbild groß sind, wird der Wert des Signals K groß, so daß daher die schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben nahezu in einfarbigen bzw. ungefärbtem Schwarz ausgedruckt werden.

Die Fig. 7(2) ist eine Logiktabelle, die zeigt, wie entsprechend dem Vorzeichen der Randkomponente Ee und dem Pegelwert Bl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen der Randkomponente Ee und dem Randsignal Ve gewählt wird.

Die Fig. 8 ist eine Blockdarstellung der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird anstelle des in Fig. 1 gezeigten Helligkeitssignals V′ das Signal K 1=min(Y, M, C) herangezogen. Dadurch ist es möglich, das Format einer Matrixrecheneinheit einer Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18′ auf zwei Drittel zu verkleinern.

Als Einrichtungen zum Erhalten des Farblosigkeit- bzw. Grausignals W können verschiedenerlei Einrichtungen in Betracht gezogen werden. Das Grausignal W kann beispielsweise unter Verwendung folgender Gleichungen erhalten werden:

L = - log V
C 1 = - log R 1 M 1 = - log G 1 Y 1 = - log B 1 (6) Ar = C 1 - L
Ab = Y 1 - L (7)

W = Kb × exp (- (4Ar/Kw) ² - (4Ab/Kw) ²) (8)

wobei Kb und Kw Konstanten sind.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden in den Bereichen schwarzer Schriftzeichen oder Buchstaben die Tintenmengen für Gelb, Magenta und Cyan verringert, während die Menge an schwarzer Tinte erhöht wird, wodurch die Qualitätsverbesserung von schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben erreicht wird.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Bildverarbeitungseinrichtung beschrieben.

Die Fig. 9 ist eine Blockdarstellung eines digitalen Farbkopiergeräts gemäß diesem Ausführungsbeispiel. In Fig. 9 ist ein Eingabebild 101 beispielsweise ein Bild einer Farbvorlage, in der Schriftzeichenbilder, Fotobilder oder dergleichen gemischt enthalten sind. Mit einem Leser 102 wird das Bild 101 der Farbvorlage unter Farbtrennung in drei Primärfarben R, G und B gelesen, wonach diese drei Lesesignale der A/D-Umsetzung unterzogen werden, um die digitalen Bildsignale bzw. Helligkeitssignale R, G und B mit jeweils 8 Bit auszugeben. Eine Transformationsschaltung 103 führt eine logarithmische Transformation an den Helligkeitssignalen R, G und B aus und gibt als Ergebnis der Tranformation Dichtesignale C 1, M 1 und Y 1 ab. Eine Minimalwert-Auszugsschaltung 104 läßt die eingegebenen Dichtesignale C 1, M 1 und Y 1 unverändert durch und greift zugleich aus diesen Signalen das Signal mit dem kleinsten Wert min(C 1, M 1, Y 1) heraus, das dann abgegeben wird. Eine Schwarzzusatz/Farbrücknahme-Schaltung 105 erzeugt entsprechend dem eingegebenen Minimalwertsignal min(C 1, M 1, Y 1) ein Schwarzzusatz- bzw. Schwarzsignal K 2, während die Schaltung zugleich Dichtesignal C 2, M 2 und Y 2 erzeugt und abgibt, die durch die Farbrücknahme (UCR) der eingegebenen Dichtesignale C 1, M 1 und Y 1 gebildet sind. Eine Maskierschaltung 106 führt einen bekannten Maskierungs-Matrixvorgang aus, um entsprechend den Eigenschaften der Tinten (Toner oder dergleichen) in einem Drucker 114 die Dichtesignale C 2, M 2 und Y 2 an die Tinte oder dergleichen anzupassen. In einer Gradationskorrekturschaltung 107 werden Dichtesignale C 3, M 3, Y 3 und K 2 nach dem Maskieren entsprechend der Gradation bzw. Graustufung des Druckers 114 korrigiert. Auf diese Weise werden Ausgangssignale C 4, M 4, Y 4 und K 4 für das normale Ausdrucken erhalten. Eine Torschaltung 113 nimmt diese Ausgangssignale C 4, M 4, Y 4 und K 4 auf und wählt zur Ausgabe nur ein Schwarzsignal K 5, wenn dieses als Signal für ein schwarzes Bildelement beurteilt wird, oder vier Primärfarbensignale C 5, M 5, Y 5 und K 5, wenn diese als solche für ein anderes als das schwarze Bildelement bewertet werden. Der Drucker 114 wie beispielsweise ein Laserstrahldrucker erzeugt ein den vier Primärfarbensignalen C 5, M 5, Y 5 und K 5 entsprechendes Farbbild. Auf diese Weise wird letztlich ein Ausgabebild 115 erhalten. Eine Matrix-Wandlerschaltung 108 ist die gleiche Schaltung wie die in Fig. 1 gezeigte Wandlerschaltung 18. Eine Nachschlagetabelle 109 nimmt die vorangehend beschriebenen Farbdifferenz- bzw. Farbkomponentensignale I und Q auf und gibt unter Tabellenumsetzung ein Farbfreiheitsausmaß- bzw. Grausignal W ab, das das Ausmaß der Farblosigkeit der Farbdifferenz- bzw. Farbkomponentensignale darstellt. Das Grausignal W hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen maximalen Wert, wenn das Eingabebild farblos ist (I=Q=0). Das Grausignal W steht mit den Farbdifferenzsignalen I und Q beispielsweise nach folgender Gleichung in Beziehung:

W = 255 × exp (- (I/1024)² - (Q/1024)²) (9)

In dieser Gleichung (9) hat der Exponentialausdruck an der rechten Seite einen maximalen Wert "1", wenn das Eingabebild farblos ist (I=Q=0), so daß infolgedessen das Grausignal W einen Maximalwert "255" hat (8 Bit). Ein Multiplizierer 116 multipliziert ein Helligkeitssignal y aus der Wandlerschaltung 108 mit dem Grausignal W, um ein Grauhelligkeits- bzw. Grauwertsignal V zu erhalten. Diese Umwandlung ist gegeben durch:

V = (255 - y) × W/255 (10)

In dieser Gleichung (10) ist das Helligkeitssignal y an der rechten Seite in der Form (255-y) eingesetzt, so daß es im Bereich geringer Helligkeit einen höheren Wert darstellt. Infolgedessen wird der Faktor (255-y) minimal, wenn ein Eingabebild hell ist (Weißbereich), oder maximal, wenn ein Eingabebild dunkel ist (Schwarzbereich). Andererseits wird der Faktor (W/255) in einem farblosen Bereich zu "1" und nimmt in einem gefärbten Bereich einen Wert an, der nicht größer als "1" ist. Infolgedessen hat das Grauhelligkeitssignal V, das das Produkt aus den vorstehend genannten beiden Faktoren ist, einen maximalen Wert "255", wenn das eingegebene Bild nicht gefärbt und zugleich schwarz ist, oder einen kleineren Wert, wenn das eingegebene Bild farblos, jedoch weiß oder grau ist. Es ist anzumerken, daß es nicht immer erforderlich ist, als Grauhelligkeitssignal V das Produkt aus den beiden Faktoren heranzuziehen. Es ist offensichtlich, daß beispielsweise durch das Wählen eines geeigneten Schwellenwerts der Dunkelzustand aus (255-y) und der nahezu farblose Zustand aus (W) beurteilt werden können und dann das logische Produkt aus diesen beiden Zuständen ermittelt werden kann.

Ein Zeilenpuffer 110 speichert die Grauhelligkeitssignale V über vier Zeilen, die für eine nachstehend beschriebene Hadamard-Transformation benötigt werden. Für ein jedes Bildelement kann einzeln die Erkennung schwarzer Bildelemente aus den Grauhelligkeitssignalen V vorgenommen werden. In Anbetracht des Umstands, daß Bilder wie schwarze Buchstaben, Schriftzeichen oder dergleichen im allgemeinen über im Vergleich zu den Dimensionen eines Bildelements ziemlich große Bereiche (von beispielsweise 16 Bildelementen) oder dergleichen verteilt sind, kann eine gleichmäßigere Bewertung und Steuerung eines schwarzen Bildelements dadurch ausgeführt werden, daß statt des einzelnen Bewertens eines jeweiligen Bildelements die Eigenschaften der Bilder um ein jeweiliges Bildelement herum in Betracht gezogen werden, nämlich ob das Bildelement in einem Schriftzeichen- oder Zeichnungs- bzw. Tabellenbildbereich oder aber in einem Fotobildbereich oder dergleichen enthalten ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist daher für die Beurteilung von 4×4 Bildelementen ein Zeilenpuffer für vier Zeilen vorgesehen. Eine Hadamard-Transformationsschaltung 111 bildet eine Hadamard-Transformationsmatrix für beispielsweise 4×4 Bildelemente.

Die Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Hadamard- Transformation bei dem Ausführungsbeispiel. In Fig. 10 ist der Wert eines Grauhelligkeitssignals V für ein jeweiliges Bildelement mit aÿ dargestellt, wobei angenommen ist, daß ein Objekt-Bildelement ein Bildelement a 22 in einer annähernd mittigen Lage ist. Eine Hadamard-Transformation ykl in diesem Blockbereich ist durch folgende Gleichung gegeben:

Hierbei ist Ckl (i,j) ein Koeffizient für das Erhalten einer Komponente einer Ordnung (k,l) bei der Hadamard-Transformation, wofür einige Beispiele die folgenden sind:

Die Hadamard-Transformation ykl in der Gleichung (11) stellt eine räumliche Struktur bzw. Form eines schwarzen Bilds in einem betreffenden Block dar. Wenn ein Wert der Hadamard- Transformation ykl mit kleinerer Ordnung (k, l) groß ist, enthält der betreffende Block ein Bild mit gleichförmiger Helligkeitsverteilung. Wenn ein Wert der Hadamard-Transformation ykl mit hoher Ordnung (k, l) groß ist, ist daraus zu ersehen, daß der Block ein Bild mit Rand- bzw. Kantenkomponenten enthält.

Eine Bewertungsschaltung 112 nach Fig. 9 ermittelt beispielsweise nach folgenden Bewertungskriterien, ob der betreffende Block zu einem Schriftzeichen- oder Zeichnungsbereich gehört oder nicht:

Die Fig. 11 zeigt eine Anordnung von Hadamard-Transformationen ykl bei dem Ausführungsbeispiel. In Fig. 11 ist mit y 11 ein Mittelwert innerhalb eines Blocks bezeichnet. Wenn die Ordnung k größer ist, werden in horizontaler Richtung liegende Randkomponenten erfaßt, während bei größer werdender Ordnung l die in vertikaler Richtung liegenden Randkomponenten erfaßt werden. Wenn die Ordnungen k und l größer werden, werden die in horizontaler und vertikaler Richtung vorhandenen Randkomponenten (an Gitterpunkten oder dergleichen) erfaßt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden dann aus den erhaltenen Hadamard-Transformationen ykl die folgenden Werte herausgegriffen:

YV = y 12 + y 13 + y 14 YH = y 21 + y 31 + y 41 YS = y 44 + y 34 + y 43 (12) Aus dieser Gleichung ist es demnach ersichtlich, daß bei einem großen Wert von YV in einem betreffenden Block ein vertikaler Rand enthalten ist, bei einem großen Wert von YH ein horizontaler Rand enthalten ist und bei einem großen Wert von YS ein kompliziertes Muster wie ein Gitterkreuzungspunkt oder dergleichen vorhanden ist. Infolgedessen werden vorbestimmte Schwellenwerte T 1, T 2 und T 3 gewählt, und es wird der betreffende Block als ein Schwarzschriftzeichen- oder Schwarzzeichnungs-Bereich dann bewertet, wenn folgende Bedingungen eingehalten sind: (YV<T 1 oder YH<T 2) und auch YS<T 3 (13) Das heißt, die Bedingungen sind, daß ein vertikaler oder ein horizontaler Rand vorliegt, während zugleich kein kompliziertes Bildmuster wie ein Gitterkreuzungspunkt vorhanden ist. Es ist anzumerken, daß die Erfassung eines Bereichs mit flacher Schwarzverteilung dadurch vorgenommen werden kann, daß von Anfang bis zum Ende die Bedingung YV<T 1 oder YH<T 2 überprüft wird oder daß auf direkte Weise der Wert y 11 mit dem vorbestimmten Schwellenwert geprüft wird. Wenn durch den vorstehend beschriebenen Prozeß ein farbloser Bereich eines schwarzen Schriftzeichens oder dergleichen erkannt wird, wird als Ergebnis der Bewertung oder Erkennung ein Signal S in die Torschaltung 113 eingegeben, die normalerweise die Dichtesignale C 4, M 4, Y 4 und K 4 unverändert als Ausgangsdichtesignale C 5, M 5, Y 5 und K 5 weitergibt. Wenn im Gegensatz dazu auf die vorstehend beschriebene Weise ein Bereich als Schwarzbereich bewertet wird, werden jeweilige Schaltglieder für jeweilige Farben derart ein- bzw. ausgeschaltet, daß die Dichtesignale C 5, M 5 und Y 5 zu "0" werden, während das Dichtesignal K 5 zu K 4 wird. Auf diese Weise wird die beschriebene Steuerung unter aufeinanderfolgendem einzelnen Versetzen eines Objekt- Bildelements und entsprechend der Hadamard-Transformation bezüglich eines Objektblocks aus benachbarten Bildelementen zu dem jeweiligen Zeitpunkt ausgeführt. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde zwar eine Hadamard-Transformation angewandt, jedoch besteht keine Einschränkung hierauf. Beispielsweise können andere orthogonale Transformationen angewandt werden, oder es können in einem Objektblock der maximale und der minimale Wert des Signals V erfaßt werden, wonach der Rand aus der Größe der Differenz zwischen den beiden Werten erkannt wird.

Hinsichtlich der Einrichtungen für das Bilden des Grausignals W oder des Helligkeitssignals Y besteht gleichfalls keine Einschränkung auf die vorstehend beschriebenen Einrichtungen bei den Ausführungsbeispielen.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist es bei dem letzteren Ausführungsbeispiel möglich, Bereiche von schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben mit hervorragender Genauigkeit zu ermitteln. Es wird daher möglich, eine durch eine falsche Bewertung verursachte Unschärfe bzw. Trübung in einem Farbschriftzeichen oder eine durch einen Bewertungsfehler für eine jeweilige Farbe verursachte ungleichmäßige Färbung zu verhindern und darüber hinaus aus einem schwarzen Schriftzeichen eine Trübung, Verfärbung, Abschattung oder dergleichen auszuscheiden, da das schwarze Schriftzeichen selbst als einfarbiges bzw. farbloses "Schwarz" ausgegeben werden kann.

Das in Fig. 9 gezeigte Ausführungsbeispiel ist derart gestaltet, daß die Torschaltung 113 entsprechend einem Ausgangssignal der Bewertungsschaltung 112 geschaltet wird, wobei jedoch keine Einschränkung hierauf besteht. Vielmehr kann statt dessen ein Ausgangssignal der Bewertungsschaltung 112 beispielsweise statt des Ausgangssignals des Pegeldetektors 22 in die Randwertumsetztabelle 23 oder in die Randbetonungsschaltung 16 eingegeben werden.

In diesem Fall können beispielsweise drei Schwellenwerte für die Beurteilung in der Bewertungsschaltung 112 vorgesehen werden und mittels dieser drei Schwellenwerte die anhand der Fig. 6(3) und 6(4) erläuterten Korrekturen entsprechend dem Bewertungsergebnis in vier Stufen ausgeführt werden.

Es wird eine Bildverarbeitungseinrichtung angegeben, in der ein Randbereich eines Bilds herausgegriffen wird, der Grauwert des Bilds bewertet wird und das Bild entsprechend den Ausgangssignalen der Einrichtungen für den Randauszug und die Grauwertbestimmung aufbereitet wird.

Claims

1. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) zum Herausgreifen eines Randbereichs eines Objektbilds (101), eine zweite Einrichtung (18, 19; 108, 109) zum Ermitteln eines Grauwerts des Objektbilds und eine Bildaufbereitungseinrichtung (13 bis 16, 23; 104 bis 113) zum Aufbereiten des Objektbilds entsprechend den Ausgangssignalen der ersten und der zweiten Einrichtung.

2. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufbereitungseinrichtung (13 bis 16, 23; 104 bis 113) eine Hintergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung (13, 16; 105, 113) zum Verarbeiten von Hintergrundfarben des Bilds (101) aufweist.

3. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hintergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung (13, 16; 105, 113) die Art der Verarbeitung der Hintergrundfarben entsprechend den Ausgangssignalen der ersten Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) und der zweiten Einrichtung (18, 19; 108, 109) ändert.

4. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hintergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung eine Farbrücknahmeeinrichtung und eine Schwarzzusatzeinrichtung aufweist.

5. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbrücknahmeeinrichtung und die Schwarzzusatzeinrichtung (13, 16; 105, 113) in einem farblosen Bereich und einem Randbereich des Bilds (101) jeweils das Ausmaß der Farbrücknahme bzw. das Ausmaß des Schwarzzusatzes erhöhen.

6. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) eine Einrichtung zum Anwenden eines Laplace-Operators an den das Bild darstellenden Daten ist.

7. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (18, 19; 108, 109) eine Einrichtung (18; 108) zum Ermitteln von Farbkomponenten I und Q des Bilds und eine Einrichtung (19; 109) zum Bilden eines Werts I ²+Q ² aus den Farbkomponenten I und Q aufweist.

8. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) zum Herausgreifen eines Linienbereichs eines Bilds (101), eine zweite Einrichtung (18, 19; 108, 109) zum Ermitteln eines Grauwerts des Bilds und eine Bildaufbereitungseinrichtung (13 bis 16, 23; 104 bis 107, 113) zum Aufbereiten des Bilds entsprechend den Ausgangssignalen der ersten und der zweiten Einrichtung.

9. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (110 bis 112) einen Linienbereich des Bilds (101) durch eine Hadamard-Transformation herausgreift.

10. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufbereitungseinrichtung (13 bis 16, 23; 104 bis 107, 113) eine Hintergrundfarben- Verarbeitungseinrichtung (13, 16; 105, 113) zum Verarbeiten von Hintergrundfarben des Bilds (101) aufweist.

11. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hintergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung (13, 16; 105, 113) die Art der Verarbeitung der Hintergrundfarben entsprechend den Ausgangssignalen der ersten Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) und der zweiten Einrichtung (18, 19; 108, 109) ändert.

12. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hintergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung eine Farbrücknahmeeinrichtung und eine Schwarzzusatzeinrichtung aufweist.

13. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbrücknahmeeinrichtung und die Schwarzzusatzeinrichtung (13, 16; 105, 113) in einem farblosen Bereich und einem Randbereich des Bilds (101) jeweils das Ausmaß der Farbrücknahme bzw. das Ausmaß des Schwarzzusatzes erhöhen.

14. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) eine Einrichtung zum Anwenden eines Laplace-Operators an den das Bild darstellenden Daten ist.

15. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (18, 19; 108, 109) eine Einrichtung (18; 108) zum Ermitteln von Farbkomponenten I und Q und eine Einrichtung (19; 109) zum Bilden eines Werts I ²+Q ² aus den Farbkomponenten I und Q aufweist.

16. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (18, 19; 108, 109) zum Ermitteln eines Grauwerts eines Bilds (101), eine zweite Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) zum Ermitteln eines anderen Merkmals des Bilds und eine Bewertungseinrichtung (16, 23; 112, 113) zum Bewerten der Merkmale des Bilds entsprechend den Ausgangssignalen der ersten und der zweiten Einrichtung.

17. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) eine Einrichtung (18; 108) zum Ermitteln von Farbkomponenten I und Q des Bilds und eine Einrichtung (19; 109) zum Bilden eines Werts I ²+Q ² aus den Farbkomponenten I und Q aufweist.

18. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) eine Einrichtung zum Ermitteln einer Randkomponente des Bilds (101) ist.

19. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungseinrichtung (16, 23; 112, 113) einen durch die erste Einrichtung (18, 19; 108, 109) als farblosen Bereich bewerteten und durch die zweite Einrichtung (15, 20; 110 bis 112) als Randkomponente erfaßten Bereich als Bereich eines schwarzen Schriftzeichens bewertet.