JP2005102251A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２色の原稿に対して何れの色彩画像にもモアレがない滑らかな階調性を表現し、色彩が異なる境界において黒の輪郭が発生することがない画像処理装置を提供する。
【解決手段】二色分離部１はＲＧＢの各色信号に基づいて輝度信号Ｋと第２の色彩画像領域信号ＣＤを検出する。分離された第２の色彩画像領域信号ＣＤに基づいて境界設定部９により黒画像領域と第２の色彩領域の境界を示す境界信号ＢＯＵが生成され、この境界信号ＢＯＵの領域において平滑化後の輝度信号レベルＳＭＴと平滑前の輝度信号レベルＯＲＧが比較され、平滑後の輝度信号レベルＳＭＴが平滑化前の輝度信号レベルＯＲＧより高い場合に平滑化前の輝度信号レベルＯＲＧが選択され、フィルタ出力ＦＫとして出力され、信号マスク処理部６で階調処理された輝度信号ＫＫと二値化処理部５で二値化された信号Ｋ２とが重ならないように合成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ装置、カラースキャナなどにおいて黒の第１の色彩と黒以外の第２の色彩を処理する画像処理装置に関する。

図１１は従来の画像処理装置の構成を示し、原稿が不図示のカラーセンサにより読み取られてＲ、Ｇ、Ｂの３原色に分解され、各信号が例えば８ビットのディジタル信号に変換され、二色分離部１に供給される。二色分離部１ではＲ、Ｇ、Ｂの各色信号に対してそれぞれの反射率に基づいてＧ：Ｒ：Ｂ＝５：３：２のような重み付けを行うことにより輝度信号Ｋを生成すると共に、各色信号間のレベル差と色差に基づいて有彩色、特に第２の色彩画像を包含する領域ＣＤを検出する。

ここで、輝度信号Ｋは入力信号と同じく８ビット、第２の色彩画像領域信号ＣＤは領域の有無を示すのみであるので１ビットである。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号は白レベルが８ビット信号の「ＦＦｈ」に対応し、輝度信号Ｋは反転して黒が「ＦＦｈ」である。また、第２の色彩画像領域信号ＣＤはハイの場合にアクティブである。

輝度信号Ｋはフィルタ部２により全面強調処理、全面平滑可処理、局所的な強調／平滑化の適応的処理などのフィルタ処理が施され、フィルタ処理された輝度信号ＦＫが変倍回路３に印加される。第２の色彩画像領域信号ＣＤは変倍回路３に印加され、変倍回路３は輝度信号ＦＫと第２の色彩画像領域信号ＣＤに対して主走査方向の電気変倍を行う。この場合には信号ＦＫ、ＣＤに対して対して同一のリサンプリング処理による拡大又は縮小を行うことにより色ずれの発生を抑制する。なお、副走査方向の変倍はスキャナの移動速度を変更することにより機械的に行う。

変倍回路３により変倍された輝度信号ＨＫは階調処理部４により、プリンタの濃度特性に適合させるためのγ変換処理、中間調を再生するための多値ディザ処理、誤差拡散処理、位相制御及び二値化処理などが行われる。階調処理部４により処理された輝度信号ＫＫは二値化処理部５により閾値ＴＨＣと比較され、第２の色彩画像を再現するための二値化信号Ｋ２が生成される。信号マスク処理部６では、階調処理部４により処理された多値の輝度信号ＫＫと二値化信号Ｋ２が重ならないように、変倍回路３により変倍された第２の色彩画像領域信号ＨＣＤにより排他的論理和され、黒画像情報ＫＯと第２の色彩画像情報ＣＯが生成されて２色プリンタに出力される。

このように構成すると、２色原稿をフルカラーセンサで読み取って輝度信号と黒以外の第２の色彩領域を検出し、文字などを強調する場合には正しく２色分離された再生画像を得ることができる。しかしながら、写真、絵柄などの平滑化すると第２の色彩領域の外に輝度信号が広がるので、黒と第２色彩がにじんだ不透明な再生画像となる。

従来、このような問題点を解決する方法として例えば特開平５−２２７４３０号公報に示すように、マーカ処理を行った原稿をメインカラーとサブカラーの２色に分離し、マーカ領域ではローパスフィルタを通さないバイパス回路を設けることにより、サブカラーの外側のメインカラーの輪郭生成を抑制し、また、メインカラーへのサブカラーの濃度データの影響を防ぐ方法が提案されている。

しかしながら、上記従来の方法では、サブカラーとメインカラーの境界を明確にすることができるが、メインカラー及びサブカラー共に階調性を要求される場合には画質が劣化するという問題点がある。すなわち、例えば２色の網点原稿の場合、メインカラーに関しては平滑化処理が行われて網点の輪郭が除去されるのでモアレのない滑らかな階調性を再現することができるが、サブカラーに関しては平滑化処理が行われないのでモアレを防止することができず、再生画像全体で見た場合にモアレが目につくという問題点がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、２色の原稿に対して何れの色彩画像にもモアレがない滑らかな階調性を表現することができると共に、色彩が異なる境界において黒の輪郭が発生することがない画像処理装置を提供することを目的とする。

第１の手段は上記目的を達成するために、フルカラーセンサにより読み取られた原稿のカラー信号に基づいて輝度信号を生成するとともに、黒以外の第２の色彩領域を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された輝度信号の平滑前又は平滑化後の輝度信号を選択的に出力可能な平滑化手段と、前記輝度信号に基づいて、前記検出手段により検出された第２の色彩領域の外側に境界を設定する境界設定手段と、前記境界設定手段により設定された境界において前記平滑化手段により処理された後の輝度信号レベルと処理される前の輝度信号レベルとを比較し、平滑後の輝度信号レベルが平滑化前の輝度信号レベルより高い場合に前記平滑化手段が平滑化前の輝度信号レベルを選択するように制御する選択手段と、前記平滑化手段から出力された輝度信号に基づいて多値の輝度信号と前記第２の色彩による画像を再現するための二値化信号とを生成する階調処理手段と、前記境界設定手段によって設定された前記第２の色彩領域に基づいて、前記階調処理手段により生成された前記多値の輝度信号と前記２値化信号とが重ならないように合成する合成手段とを備えたことを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記検出手段により検出された輝度信号を強調処理する強調手段を更に備え、文字モード時に前記強調手段が前記検出手段により検出された輝度信号を強調処理し、前記境界設定手段が第２の色彩領域の外側に境界を設定せず、前記階調処理手段が前記強調手段により強調処理された輝度信号に基づいて前記多値の輝度信号と前記二値化信号とを生成し、前記合成手段が前記階調処理手段により生成された前記多値の輝度信号と前記二値化信号とを前記検出手段により検出された前記第２の色彩領域に基づいて合成することを特徴とする。

本発明によれば、境界設定手段によって第２の色彩領域の外側に境界を設定し、選択手段によって前記境界において平滑後の輝度信号レベルが平滑化前より高い場合に平滑化前の輝度信号レベルを選択するので、２色の原稿に対して何れの色彩画像にもモアレがない滑らかな階調性を表現することができ、また、色彩が異なる境界において黒の輪郭が発生することがない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図、図２は図１のフィルタの係数を示す説明図、図３は図１のフィルタにより処理された画像を示す説明図、図４は図１の膨張処理部の参照範囲を示す説明図、図５は図１の膨張処理部の処理を示す説明図、図６は図１の画像処理装置の処理を示す説明図である。

図１に示す回路では図１１に示す二色分離部１、フィルタ２、変倍部３、階調処理部４、二値化処理部５及び信号マスク処理部６に対して膨張処理部７とセレクタ８が追加され、二色分離部１により分離された第２の色彩画像領域信号ＣＤの主及び副走査方向が膨張処理部７により膨張される。また、二色分離部１により分離された第２の色彩画像領域信号ＣＤ又は膨張処理部７により膨張された第２の色彩画像領域信号ＥＣＤがモード信号ＭＯＤＥに基づいてセレクタ８により選択され、この選択された信号ＳＣＤが変倍部３に印加される。

モード信号ＭＯＤＥは例えば文字原稿に対する文字モード、絵柄領域に対する写真モードのようにオペレータにより操作部を介して設定される制御信号でもよいし、また、原稿中の文字領域／絵柄領域を自動的に判別した像域分離信号でもよい。

図２はフィルタ２の係数の一例として５×５画素のサイズの場合を示し、図２（ａ）は平滑化フィルタ、図２（ｂ）は強調フィルタを示している。画像処理モードが「文字」モードの時には光学系によるＭＴＦ特性の劣化を補正するために図２（ｂ）に示す周囲の５×５画素の係数により中心画素を強調処理し、また、「写真」モードの時にはモアレを除去するために図２（ａ）に示す係数により中心画素を平滑処理する。このような係数により輪郭部をフィルタ処理を行うと、強調フィルタでは輪郭部のエッジが鮮明になり、平滑化フィルタでは輪郭を形成する画素の濃度分布が周辺に拡散して境界領域が広がる。

図３を参照してフィルタ処理された画像を説明する。図３（ａ）は第２の色彩画像領域、例えば赤領域の濃度分布Ｋを示している。なお、読み取り原稿は黒と赤の二色原稿とする。図３（ｂ）は第２の色彩画像領域信号ＣＤを示し、ハイレベルの領域が赤領域であり、ローレベルの領域が赤以外の領域（黒及び白地）を示している。図３（ａ）に示す赤領域の濃度データＫに対し、平滑化処理を行った輝度分布ＦＫは図３（ｃ）に示すように輪郭を形成する画素の濃度分布が周辺に拡散し、これに対し、強調処理処理を行った輝度分布ＦＫは図３（ｄ）に示すようにエッジが強調される。

ここで、図３（ｅ）に示す輝度信号Ｋを図３（ｂ）に示す第２の色彩画像領域信号ＣＤでマスクすると、図３（ｆ）に示すように強調処理後の輝度分布に対して濃度分布の拡散が発生しないので領域信号ＣＤと合致し、ピュアな赤画像を再現することができる。しかしながら、従来例（図１１）のように図３（ｃ）に示す平滑化処理後の輝度信号Ｋに対しては濃度分布が当初の領域信号ＣＤを越えるので、図３（ｄ）に示すように色彩領域信号ＣＤ内では輝度信号を赤画像で再現するが、領域信号ＣＤの外側（ローレベル）の存在する輝度分布は多値又は二値の黒画像として再現され、このために赤画像の周辺に黒筋や黒にドットが形成されて不透明な再生画像となる。

図４は第２の色彩画像領域信号ＣＤの膨張に関する参照領域を示し、中心の画素ＣＰが参照結果を反映する。すなわち、画素ＣＰを中心に主、副走査方向共に図示の範囲の信号ＣＤ及び画素情報を反映する。ここで、主走査方向の片側参照範囲ｘは、
（フィルタ２の主走査方向サイズ−１）÷２
の大きさであり、副走査方向の片側参照範囲ｙは、
（フィルタ２の副走査方向サイズ−１）÷２
の大きさである。

次に、図５を参照して膨張処理部７について説明する。図５（ａ）は第２の色彩画像領域信号ＣＤの領域とそれを主、副走査方向共に膨張した領域ＥＣＤを示し、領域ＥＣＤは図５（ｂ）に示す主走査方向膨張部７２、副走査方向膨張部７１及びＯＲゲート７３により最初に検出された領域ＣＤに対し、最大主走査方向に片側ｘｅと最大副走査方向に片側ｙｅだけ膨張される。また、この領域ＥＣＤは常にこの範囲で膨張されるわけではなく、図５（ｂ）に示すインバータ７４及びゲート７５により図４に示す参照画素ＣＰにおける輝度Ｋの値により領域ＣＤの膨張の有無が判定され、領域ＣＤの周辺では黒画素の無い（Ｋ＝０）の領域においてのみ膨張される。したがって、膨張領域ＥＣＤは本来の検出領域ＣＤと、ｘｅ、ｙｅにより囲まれる検出領域ＣＤの周辺において白地（Ｋ＝０）である領域を表す。

次に、図６を参照して上記実施例の処理を説明する。図６（ａ−１）、（ｂ−１）及び（ｃ−１）は各画像領域の例を示し、図６（ａ−１）は白地上に色領域のみが存在する場合、図６（ｂ−１）は色領域と黒領域が隣接すると共に輝度レベルは色領域の方は黒領域より大きい場合、図６（ｃ−１）は色領域と黒領域が隣接すると共に輝度レベルは黒領域の方は色領域より大きい場合を示している。

図６（ａ−２）、（ｂ−２）及び（ｃ−２）はそれぞれ図６（ａ−１）、（ｂ−１）及び（ｃ−１）に示す各画像を平滑化した結果を示し、いずれも領域の境界におけるエッジの濃度が周辺領域に拡散している。図６（ａ−３）、（ｂ−３）及び（ｃ−３）はそれぞれ図６（ａ−１）、（ｂ−１）及び（ｃ−１）に示す色領域を判別した信号ＣＤを示し、図６（ａ−１）に示す白地上の色領域も、図６（ｂ−１）及び（ｃ−１）に示す色領域も平滑前では正しく判別される。

これらの信号ＣＤに対し、膨張処理と輝度レベルＫの相対関係に基づいて膨張領域ＥＣＤに展開すると、図６（ａ−４）、（ｂ−４）及び（ｃ−４）にそれぞれ示すように白地上の色領域のみが膨張され、黒画素との隣接領域においては色領域が黒領域内には膨張されない。したがって、色領域の周辺の不要な黒の輪郭を抑制することができると共に、色領域が黒領域内に不自然に拡張することを抑制することができる。また、白地上の色領域の場合には、白地上の黒領域同様、色領域が滑らかな広がりで再生される。

次に、図７〜図１０を参照して第２の実施例を説明する。図７は第２の実施例を示すブロック図、図８は図７の境界設定部の処理を示す説明図、図９は図７のフィルタの要部を示すブロック図、図１０は図７の画像処理装置の処理を示す説明図である。

図７に示す回路では図１１に示す二色分離部１、フィルタ２、変倍部３、階調処理部４、二値化処理部５及び信号マスク処理部６に対して境界設定部９が追加され、二色分離部１により分離された第２の色彩画像領域信号ＣＤに基づいて境界設定部９により黒画像領域と第２の色彩領域の境界を示す境界信号ＢＯＵが生成され、この境界信号ＢＯＵの領域において平滑化後の輝度信号レベルと平滑前の輝度信号レベルが比較され、平滑後の輝度信号レベルが平滑化前より高い場合に平滑化前の輝度信号レベルが選択される。なお、この境界信号ＢＯＵを生成するか否かは第１の実施例と同様にモード信号ＭＯＤＥに基づいて決定される。また、第２の色彩画像領域信号ＣＤは従来例と同様に、そのまま変倍部３を介して信号マスク処理部６に印加される。

図８（ａ）は第２の色彩画像領域信号ＣＤの領域とその周囲との境界領域ＢＯＵを示し、境界領域ＢＯＵは図８（ｂ）に示す主走査方向膨張部７２、副走査方向膨張部７１及びＯＲゲート７３により最初に検出された領域ＣＤに対し、最大主走査方向に片側ｘｂと最大副走査方向に片側ｙｂだけ膨張される。ここで、領域ＢＯＵはゲート７６により領域ＣＤは含まない。境界領域ＢＯＵの設定は輝度信号Ｋとは独立しており、また、ハイレベルの場合にアクティブである。

図９に示すフィルタ２における信号ＯＲＧは平滑化前の元々の輝度レベルであり、また、信号ＳＭＴは平滑化後の輝度レベルである。これらの輝度レベルＯＲＧ、ＳＭＴは比較器２１により比較され、ＳＭＴ＞ＯＲＧの場合、すなわち平滑化により輝度レベルが上がっている画素に対し、その画素が境界領域ＢＯＵ内にある時（ＡＮＤゲート２２）、セレクタ２３により平滑化前の輝度レベルＯＲＧが選択され、フィルタ出力ＦＫとして出力される。

図１０（ａ−１）、（ｂ−１）及び（ｃ−１）はそれぞれ第１の実施例における図６（ａ−１）、（ｂ−１）及び（ｃ−１）と同一であり、したがって、この輝度レベルは平滑化前の輝度レベルＯＲＧである。また、図１０（ａ−２）、（ｂ−２）及び（ｃ−２）はそれぞれ第１の実施例における（ａ−２）、（ｂ−２）及び（ｃ−２）と同一であり、したがって、この輝度レベルは平滑化後の輝度レベルである。

そして、図１０（ａ−３）、（ｂ−３）及び（ｃ−３）はそれぞれ図１０（ａ−１）、（ｂ−１）及び（ｃ−１）に示す色領域の境界ＢＯＵを示し、この境界ＢＯＵにおいて平滑化により輝度レベルが上がっている場合に平滑化前の輝度レベルＯＲＧを選択すると図１０（ａ−４）、（ｂ−４）及び（ｃ−４）に示すようなレベルとなる。したがって、２色の原稿に対して何れの色彩画像にもモアレがない滑らかな階調性を表現することができ、また、色彩が異なる境界において黒の輪郭が発生することがない。

本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。 図１のフィルタの係数を示す説明図である。 図１のフィルタにより処理された画像を示す説明図である。 図１の膨張処理部の参照範囲を示す説明図である。 図１の膨張処理部の処理を示す説明図である。 図１の画像処理装置の処理を示す説明図である。 第２の実施形態を示すブロック図である。 図７の境界設定部の処理を示す説明図である。 図７のフィルタの要部を示すブロック図である。 図７の画像処理装置の処理を示す説明図である。 従来の画像処理装置を示すブロック図である。

符号の説明

１ 二色分離部
２ フィルタ
５ 二値化処理部
６ 信号マスク処理部
７ 膨張処理部
８ セレクタ
９ 境界設定部

Claims (2)

1. フルカラーセンサにより読み取られた原稿のカラー信号に基づいて輝度信号を生成するとともに、黒以外の第２の色彩領域を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された輝度信号の平滑前又は平滑化後の輝度信号を選択的に出力可能な平滑化手段と、
   前記輝度信号に基づいて、前記検出手段により検出された第２の色彩領域の外側に境界を設定する境界設定手段と、
   前記境界設定手段により設定された境界において前記平滑化手段により処理された後の輝度信号レベルと処理される前の輝度信号レベルとを比較し、平滑後の輝度信号レベルが平滑化前の輝度信号レベルより高い場合に前記平滑化手段が平滑化前の輝度信号レベルを選択するように制御する選択手段と、
   前記平滑化手段から出力された輝度信号に基づいて多値の輝度信号と前記第２の色彩による画像を再現するための二値化信号とを生成する階調処理手段と、
   前記境界設定手段によって設定された前記第２の色彩領域に基づいて、前記階調処理手段により生成された前記多値の輝度信号と前記２値化信号とが重ならないように合成する合成手段と、
   を備えた画像処理装置。
2. 前記検出手段により検出された輝度信号を強調処理する強調手段を更に備え、文字モード時に前記強調手段が前記検出手段により検出された輝度信号を強調処理し、前記境界設定手段が第２の色彩領域の外側に境界を設定せず、前記階調処理手段が前記強調手段により強調処理された輝度信号に基づいて前記多値の輝度信号と前記二値化信号とを生成し、前記合成手段が前記階調処理手段により生成された前記多値の輝度信号と前記二値化信号とを前記検出手段により検出された前記第２の色彩領域に基づいて合成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。

Images