JP2005101775A - 画像処理装置および画像データ圧縮方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像データをより高圧縮率で圧縮でき、かつ、圧縮に伴う画像の劣化を抑制できる画像処理装置および画像データ圧縮方法を提供する。
【解決手段】スキャナ２で読み取った原稿の画像データに基づいて、領域分離部６で画像に含まれる網点領域および文字領域を検出（分離）する。画像データ分割部７で画像データを網点領域、文字領域およびその他の領域の各画像データに分割する。網点領域の画像データに対して平滑化フィルタ処理部８で平滑化処理を施し、画像データ結合部９でその他の領域の画像データと結合して、その結合された画像データを非可逆圧縮部１０で非可逆圧縮する。文字領域の画像データに対して二値化処理部１１で二値化処理を施し、その二値化処理後の画像データを可逆圧縮部１０で可逆圧縮する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、画像データに対して所定の処理を施すための画像処理装置および画像データ圧縮方法に関する。

デジタル複写機などの画像形成装置は、通常、原稿読取部で読み取った原稿の画像データを記憶しておくための画像メモリを備えている。画像メモリに記憶された画像データは、所定のタイミングで読み出され、その読み出された画像データに基づく画像（トナー像）が用紙に記録される。画像メモリの容量は有限であるため、原稿の画像データをより高圧縮率で圧縮して画像メモリに記憶させることにより、画像メモリの使用量を抑制できるようになっていることが好ましい。

そこで、比較的高圧縮率で圧縮を行うことができる非可逆圧縮形式（たとえば、ＪＰＥＧ形式など）で画像データを圧縮して画像メモリに記憶させることにより、画像メモリの使用量を抑制することが考えられる。しかし、原稿によっては文字領域、網点領域および写真領域などの複数種類の領域が含まれているものがあり、このような複数種類の領域を含む原稿の画像データを非可逆圧縮すると、その後の画像形成時などに画像データを伸長した際、画像が劣化して所望の出力物を得られない場合がある。特に、文字領域の画像データを非可逆圧縮した場合には、画像が劣化しやすい。

そこで、従来から、画像データを領域によって異なる態様で圧縮して画像メモリに記憶させる種々の手法が提案されている（たとえば、特許文献１〜６参照）。
特開２００１−１８６３５６号公報 特開２００２−３６９０１１号公報 特開平８−１２９６４５号公報 特開平１０−２８５４０５号公報 特開２０００−３０７８６７号公報 特開２０００−３５００４０号公報

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、画像データをより高圧縮率で圧縮でき、かつ、圧縮に伴う画像の劣化を抑制できる画像処理装置および画像データ圧縮方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、画像データに基づいて画像に含まれる網点領域を検出する網点領域検出手段（６）と、画像データに基づいて画像に含まれる文字領域を検出する文字領域検出手段（６）と、上記網点領域検出手段によって検出された網点領域の画像データに対して平滑化処理を施す平滑化処理手段（８）と、上記平滑化処理手段によって平滑化処理が施された後の画像データを非可逆圧縮する非可逆圧縮手段（１０）と、上記文字領域検出手段によって検出された文字領域の画像データを可逆圧縮する可逆圧縮手段（１２）とを含むことを特徴とする画像処理装置（１）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、網点領域の画像データに対して平滑化処理を施した後に非可逆圧縮することにより、当該網点領域の画像データをより高圧縮率で圧縮できるとともに、圧縮された網点領域の画像データをその後に伸長した場合に、画像に格子状の濃度むらが現れる現象（いわゆるブロック歪み）が生じるのを防止できるので、圧縮に伴う網点領域の画像の劣化を抑制できる。

また、圧縮に伴う画像の劣化がない可逆圧縮を用いて文字領域の画像データを圧縮するので、圧縮に伴う文字領域の画像の劣化を抑制できる。
請求項２記載の発明は、網点領域および文字領域のいずれでもない領域の画像データを、上記平滑化処理手段（８）によって平滑化処理が施された後の画像データと合成する合成手段（９）を含み、上記非可逆圧縮手段（１０）は、上記合成手段によって合成された後の画像データを非可逆圧縮するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置（１）である。

この構成によれば、網点領域および文字領域のいずれでもない領域の画像データを、平滑化処理後の網点領域の画像データとともに非可逆圧縮することにより、画像データをさらに高圧縮率で圧縮できる。
上記可逆圧縮手段（１２）によって可逆圧縮された画像データを伸長する可逆圧縮データ伸長手段（１５）と、上記非可逆圧縮手段（１０）によって非可逆圧縮された画像データを伸長する非可逆圧縮データ伸長手段（１４）と、上記可逆圧縮データ伸長手段によって伸長された画像データと上記非可逆圧縮データ伸長手段によって伸長された画像データとを合成して出力する出力手段（１６）とを含むような構成であってもよい。

請求項３記載の発明は、画像データに基づいて画像に含まれる網点領域および文字領域をそれぞれ検出し、網点領域の画像データに対して平滑化処理を施して非可逆圧縮するとともに、文字領域の画像データを可逆圧縮することを特徴とする画像データ圧縮方法である。
この構成によれば、網点領域の画像データに対して平滑化処理を施した後に非可逆圧縮することにより、当該網点領域の画像データをより高圧縮率で圧縮できるとともに、圧縮された網点領域の画像データをその後に伸長した場合に、画像に格子状の濃度むらが現れる現象（いわゆるブロック歪み）が生じるのを防止できるので、圧縮に伴う網点領域の画像の劣化を抑制できる。

また、圧縮に伴う画像の劣化がない可逆圧縮を用いて文字領域の画像データを圧縮するので、圧縮に伴う文字領域の画像の劣化を抑制できる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る画像処理部１を備えたデジタルカラー複写機の概略構成を示すブロック図である。
図１を参照して、このデジタルカラー複写機は、スキャナ２で読み取った原稿のカラー画像データ（レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）の各濃度値データ）に基づいて、画像形成部３でシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｂｋ）の各色トナーを用紙に対して重ね合わせることによって、いわゆる電子写真方式によりフルカラー画像を形成するものである。

画像形成部３の構成は、たとえば、感光体、メインチャージャ、現像装置および転写装置などを含む周知の構成である。すなわち、画像形成時には、略円筒状の感光体の表面がメインチャージャによって一様に帯電され、この感光体の表面に画像データに基づいて光が照射されることにより、感光体の表面にいわゆる静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体の表面には、現像装置によりシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｂｋ）の各色トナーが選択的に付着され、トナー像が形成される。そして、感光体の表面に形成されたトナー像は、転写装置の働きによって記録用紙に転写される。

スキャナ２は、原稿に向けて光を照射するための光源と、原稿からの反射光を受光してアナログ画像信号を出力するＣＣＤイメージセンサとが備えられている（図示せず）。ＣＣＤイメージセンサは、複数個のＣＣＤ素子がライン状に配列されることにより構成されていて、これらのＣＣＤ素子の配列方向の電気的な主走査と、光源およびＣＣＤイメージセンサの原稿に対する相対的な移動による副走査とによって、原稿画像の読取りが達成される。

スキャナ２から出力されたアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路４によって多値（０〜２５５）のデジタルデータ（画像データ）にＡ／Ｄ変換された後、画像処理部１に入力される。画像処理部１は、たとえば、マイクロコンピュータを含む構成であって、このマイクロコンピュータがプログラム処理を実行することにより、入力補正部５、領域分離部６、画像データ分割部７、平滑フィルタ処理部８、画像データ結合部９、非可逆圧縮部１０、二値化処理部１１、可逆圧縮部１２、メモリ制御部１３、非可逆圧縮データ伸長部１４、可逆圧縮データ伸長部１５および画像合成部１６などを機能的に備えている。

入力補正部５は、スキャナ２におけるＣＣＤイメージセンサの各ＣＣＤ素子の感度や光源の配光特性のばらつきに起因して生じる読取り濃度むらを補正するためのシェーディング補正処理、およびシェーディング補正後の画像データに対して原稿画像の濃度に比例する諧調特性を持たせるための入力γ処理などを行うものである。
領域分離部６は、入力補正後の画像データに基づいて画像に含まれる文字領域および網点領域を検出（分離）するものである。より具体的には、原稿画像を構成する複数の画素をｍ行×ｎ列の複数の画素群（ブロック）に分割し、各ブロック内の画素間の濃度変化の態様に基づいて文字領域および網点領域を検出する。すなわち、ブロック内における最大濃度の画素と最小濃度の画素との濃度差が所定値以上のブロックのうち、主走査方向および副走査方向にそれぞれ周期的な濃度変化が所定回数以上生じているブロックは網点領域と検出され、主走査方向および副走査方向の少なくとも一方に周期的な濃度変化が上記所定回数以上生じていないブロックは文字領域と検出される。

画像データ分割部７は、領域分離部６による領域分離の結果に基づいて、画像データを文字領域の画像データ、網点領域の画像データおよびその他の領域の画像データに分割するものである。
図２は、画像データ分割部７で画像データが分割される態様について説明するための概念図である。

図２（ａ）に示すように網点領域２１および文字領域２２を含む原稿２０の画像をスキャナ２で読み取った場合、その原稿の画像データは、画像データ分割部７で網点領域２１の画像データ（図２（ｂ）参照）と、文字領域２２の画像データ（図２（ｃ）参照）と、その他の領域（たとえば、写真領域など）の画像データ（図２（ｄ）参照）とに分割される。これらの３つの画像データに基づく画像のサイズは同じであって、網点領域２１の画像データでは網点領域２１以外の領域の画素が白色に置き換えられ、文字領域２２の画像データでは文字領域２２以外の領域の画素が白色に置き換えられ、その他の領域の画像データでは網点領域２１および文字領域２２の画素が白色に置き換えられる。

再び図１を参照して、平滑フィルタ処理部８は、網点領域の画像データに対して平滑化フィルタ（たとえば、積分フィルタ）を用いた平滑化処理を施すものである。すなわち、平滑化フィルタ処理部８で網点領域に含まれる各画素の濃度値と平滑フィルタとの演算が行われることにより、網点領域に含まれる各画素間の濃度差が平滑化される。
画像データ結合部９は、平滑フィルタ処理部８で平滑化処理が施された網点領域の画像データとその他の領域（網点領域および文字領域のいずれでもない領域）の画像データとを結合するものである。この実施形態のように、画像データ結合部９に入力された画像データがＲＧＢ各色の濃度値データによって構成されている場合には、網点領域の画像データの各画素（白色に置き換えられた網点領域以外の画素も含む。）の濃度値と、その他の領域の画像データの同一画素位置の画素（白色に置き換えられた網点領域および文字領域の画素も含む。）の濃度値との論理積を求めることにより画像データが結合される。ただし、ＲＧＢ各色の濃度値データがＣＭＹ各色の濃度値データに変換された後に画像データ結合部９に入力されるような構成の場合などには、網点領域の画像データの各画素の濃度値と、その他の領域の画像データの同一画素位置の画素の濃度値との論理和を求めることにより画像データが結合されるようになっていてもよい。

非可逆圧縮部１０は、画像データ結合部９で結合された画像データ（網点領域とその他の領域の画像データ）をＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式などの非可逆圧縮形式で圧縮（符号化）するものである。画像データを非可逆圧縮する場合、比較的高圧縮率で圧縮を行うことができるという利点がある一方、その後の画像形成時などに画像データを伸長した際、画像が劣化してしまうという欠点がある。

二値化処理部１１は、文字領域の画像データ（ＲＧＢ各色の濃度値データ）を二値化する処理を行うものである。この二値化処理により、文字領域の画素がモノクロ画素に置き換えられる。
可逆圧縮部１２は、二値化処理部１１で二値化された画像データ（文字領域の画像データ）をＭＭＲ（modified MR(modified relative edge address designate)）形式などの可逆圧縮形式で圧縮するものである。画像データを可逆圧縮する場合、圧縮に伴う画像の劣化がないという利点がある一方、圧縮率が比較的低いという欠点がある。

非可逆圧縮部１０で非可逆圧縮された画像データおよび可逆圧縮部１２で可逆圧縮された画像データは、メモリ制御部１３の制御によって画像メモリ１７に記憶される。この画像メモリ１７に記憶された画像データは、その後に所定のタイミング（たとえば、画像形成を行うタイミング）でメモリ制御部１３により読み出され、非可逆圧縮部１０で非可逆圧縮された画像データは非可逆圧縮データ伸長部１４に与えられて伸長されるとともに、可逆圧縮部１２で可逆圧縮された画像データは可逆圧縮データ伸長部１５に与えられて伸長される。そして、伸長された画像データは、画像合成部１６でビット幅が揃えられた後に合成され、画像形成部３へと出力される。

この実施形態によれば、網点領域の画像データに対して平滑化フィルタ処理部８で平滑化処理を施した後に非可逆圧縮部１０で非可逆圧縮することにより、当該網点領域の画像データをより高圧縮率で圧縮できるとともに、圧縮された網点領域の画像データをその後に非可逆圧縮データ伸長部１４で伸長した場合に、画像に格子状の濃度むらが現れる現象（いわゆるブロック歪み）が生じるのを防止できるので、圧縮に伴う網点領域の画像の劣化を抑制できる。

また、圧縮に伴う画像の劣化がない可逆圧縮を用いて文字領域の画像データを圧縮するので、圧縮に伴う文字領域の画像の劣化を抑制できる。
さらに、この実施形態によれば、網点領域および文字領域のいずれでもない領域（その他の領域）の画像データを、平滑化処理後の網点領域の画像データとともに非可逆圧縮するので、画像データをさらに高圧縮率で圧縮できる。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、この実施形態では、二値化処理部１１で文字領域の画像データに対して二値化処理を行うことにより、文字領域の画素をモノクロ画素に置き換えるような構成について説明したが、文字領域に含まれる文字の色を判定するための文字色判定部を設けて、可逆圧縮データ伸長処部１５で伸長した文字領域の画像データに対して所定の処理を施すことにより、モノクロ画素に置き換えられた文字領域の画素を文字色判定部で判定した文字色に置き換えることができるようになっていてもよい。

この発明の一実施形態としてデジタルカラー複写機を例にとって説明したが、この発明は、デジタルカラー複写機に限らず、デジタルモノクロ複写機にも適用可能である。
また、この発明は、複写機に限らず、ファクシミリなどの他の画像形成装置や、スキャナ装置などの画像読取装置にも適用可能である。
さらに、画像処理部１が画像形成装置等に備えられたような構成に限らず、画像処理装置（画像圧縮装置）として画像形成装置等とは別個に構成されていてもよい。

この発明の一実施形態に係る画像処理部を備えたデジタルカラー複写機の概略構成を示すブロック図である。 画像データ分割部で画像データが分割される態様について説明するための概念図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
６ 領域分離部
８ 平滑フィルタ処理部
９ 画像データ結合部
１０ 非可逆圧縮部
１２ 可逆圧縮部

Claims (3)

1. 画像データに基づいて画像に含まれる網点領域を検出する網点領域検出手段と、
   画像データに基づいて画像に含まれる文字領域を検出する文字領域検出手段と、
   上記網点領域検出手段によって検出された網点領域の画像データに対して平滑化処理を施す平滑化処理手段と、
   上記平滑化処理手段によって平滑化処理が施された後の画像データを非可逆圧縮する非可逆圧縮手段と、
   上記文字領域検出手段によって検出された文字領域の画像データを可逆圧縮する可逆圧縮手段とを含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 網点領域および文字領域のいずれでもない領域の画像データを、上記平滑化処理手段によって平滑化処理が施された後の画像データと合成する合成手段を含み、
   上記非可逆圧縮手段は、上記合成手段によって合成された後の画像データを非可逆圧縮するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 画像データに基づいて画像に含まれる網点領域および文字領域をそれぞれ検出し、網点領域の画像データに対して平滑化処理を施して非可逆圧縮するとともに、文字領域の画像データを可逆圧縮することを特徴とする画像データ圧縮方法。

Images