JP2007037098A - 画像処理装置と画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】白抜け（ホワイトボーダ）の発生を選択的に防止して、画質を良好に再現することを可能とする画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像の読取部と、読み取った画像信号に基づき文字領域と背景領域とに像域識別する識別部と、画像信号に非文字用フィルタ処理を施すことで、非文字用フィルタ処理された画像信号を出力する非文字用フィルタ部と、画像信号に文字用フィルタ処理を施すことで、文字用フィルタ処理された画像信号を出力する文字用フィルタ部と、画像信号と文字用フィルタ処理された画像信号とを比較する比較部と、画像信号を背景領域と判断した場合、非文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、画像信号を文字領域と判断し、比較部の比較結果が第１所定結果である場合、文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、画像信号を文字領域と判断し、比較部の比較結果が第２所定結果である場合、画像信号を出力する制御部とをもつ画像処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、原稿画像を処理する画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に、エッジ処理等のフィルタ処理により発生する、ある濃度をもった下地上の文字のエッジ部分が白く抜ける（ホワイトボーダ）を抑制する画像処理装置及び画像処理方法に関する。又、これを用いた画像形成装置が示される。

最近、デジタル複写機等の画像形成装置の性能向上に伴い、複写機能だけに止まらず、プリンタとしての機能も併せもった総合デジタル機器が開発され普及してきている。このような画像形成装置においては、各機能について一層の向上が望まれている。

ここで、特許文献１においては、エッジ処理の影響がカラー画像とモノクロ画像とによって異なるため、これらに応じたエッジ処理の調整を行なう画像形成装置が開示されている。
特開２００１−１０３３１２公報。

しかしながら、画像形成装置における実際のエッジ処理の影響は、例えば、文字画像の背景領域について、像域識別により文字部分として識別された画素が、ある濃度をもった下地上の文字の一部であるような場合、フィルタ処理による強調処理を行うと、文字と下地の境界部分にアンダーシュートが起こり、文字のエッジ部分が白く抜ける（ホワイトボーダ）ものとして現れる。従来の画像形成装置においては、このような、背景画像に応じたホワイトボーダに対する対応ができないという問題がある。

本発明に係る画像形成装置の一実施の形態として、原稿の画像を読み取って画像信号を出力する読取部と、前記読取部が読み取った画像信号に基づき、文字領域と背景領域とに像域識別する識別部と、前記読取部が読み取った画像信号に非文字用フィルタ処理を施すことで、非文字用フィルタ処理された画像信号を出力する非文字用フィルタ部と、前記読取部が読み取った画像信号に文字用フィルタ処理を施すことで、文字用フィルタ処理された画像信号を出力する文字用フィルタ部と、前記読取部からの画像信号と前記文字フィルタ部からの文字用フィルタ処理された画像信号とを比較する比較部と、 and前記識別部が前記画像信号を背景領域と判断した場合、前記非文字用フィルタ部からの前記非文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、前記識別部が前記画像信号を文字領域と判断し、前記比較部の比較結果が第１所定結果である場合、前記文字用フィルタ部からの前記文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、前記識別部が前記画像信号を文字領域と判断し、前記比較部の比較結果が前記第１所定結果とは異なる第２所定結果である場合、前記読取部からの画像信号を出力すべく制御する制御部とを具備することを特徴とする画像形成装置である。

白抜け（ホワイトボーダ）の発生を選択的に防止して、画質を良好に再現することを可能とする画像形成装置を提供する。

以下、図面を用いて詳細に本発明の一実施形態である画像形成装置と画像形成方法を説明する。

本発明の一実施形態の画像形成装置においては、一例として、上述した文字のエッジ部分が白く抜ける（ホワイトボーダ）が発生するような場合、すなわち、フィルタ処理後の画像濃度が、処理前よりも低くなる場合は、ホワイトボーダが発生したものとして、スキャナ部からの画像を直接に供給するものである。

＜本発明の一実施形態である画像形成装置＞
（構成）
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。図１において、本発明に係る画像形成装置１は、原稿を自動的に搬送するＡＤＦ部１０と、画像信号を入力するスキャナ部１１と、この出力を受ける色変換部１２と、色変換後の信号を受けてフィルタ処理を行なうフィルタ部１３と、フィルタ処理した画像信号に墨入れ処理を施す墨入れ部１４と、墨入れ処理した画像信号についてγ補正を行なうγ補正部１５と、γ補正した画像信号につき階調処理を行なう階調処理部１６と、階調処理された画像信号に応じて記録媒体上に画像形成するプリンタ部１７とを有している。又、更に、本発明に係る画像形成装置１は、色変換部１２からの出力を受けて、画像信号の像域識別を行い、これらの像域識別信号をフィルタ部１３、γ補正部１５、階調処理部１６にそれぞれ供給する像域識別部１８と、全体の処理動作を制御する制御部１９と、動作プログラムや処理すべき画像信号等を格納する記憶領域である記憶部２０とを更に有している。

このような構成を有する画像形成装置１においては、以下のように、基本動作が行なわれる。すなわち、スキャナ部１１で原稿が読み取られると、ＲＧＢ画像信号が色変換部１２へと送られる。色変換部１２に入力されたＲＧＢ信号は、記録色であるＣＭＹ信号に変換される。像域識別部１８では、入力されたＣＭＹ信号に基づいて原画中の注目画素が文字部分かを判別し、又、注目画素が白下地上の画素であるか、又は背景を持つのかを判別した結果を像域識別信号として出力する。（この下地の判別に関する技術としては、例えば、日本国特許出願の特開２００２-３３０２８５ などがある。）更に、色変換部１２より出力された画像信号は、フィルタ部１３で像域識別信号に応じて処理を切り替えられた後、墨入れ部１４によりＣＭＹ画像信号から黒信号を生成して、ＣＭＹＫ信号を出力する。このＣＭＹＫ信号を受けたγ補正部１５では、像域識別信号に応じて階調を補正して出力する。この出力データ及び像域識別信号が階調処理部１６においてプリントデータへと変換され、画像形成部であるプリント部１７へと供給されて、記録媒体上に画像形成されるものである。

＜本発明の一実施形態であるフィルタ処理＞
次に、本発明の一実施形態である画像形成装置の領域種類に応じたフィルタ処理について、フローチャート等の図面を用いて詳細に説明する。図２は、同じく画像形成装置のフィルタ処理を説明する周波数特性の一例を示すグラフ、図３は、同じく画像形成装置のフィルタ処理の前後の信号変化の一例を示すグラフ、図４は、同じく画像形成装置のフィルタ処理後の下地上文字の変化の一例を表すグラフ、図５は、同じく画像形成装置の像域識別部とフィルタ部の関係の一例を説明するブロック図、図６は、同じく画像形成装置のフィルタ処理による下地上文字の変化の一例を示す説明図、図７は、同じく画像形成装置のフィルタ処理の一例を示すフローチャートである。

（概要）
初めに、本発明の一実施形態であるフィルタ処理の概要を説明する。像域識別により、文字と検出された画素に対しては、図２に示すように文字の先鋭化を目的とした文字用のフィルタ、それ以外の画素に対してはモアレ除去などを目的とした非文字部用フィルタによる処理を施す。

フィルタ処理は、着目画素Ｐ_ｉｊに対し、７×７を参照領域としたときの各フィルタ係数をＩ_０,０
とすれば、フィルタ処理後の出力値Ｉ'_０,０は、以下の式で与えられる。

Ｉ'_０,０＝Σ（ｉ＝３からｉ＝−３）・Σ（ｉ＝３からｉ＝−３）・Ｐ_ｉｊ×Ｉ_ｉｊ
このとき、文字や細線に対してフィルタ処理による先鋭化（強調）を行うと、図３に示すようにエッジ部分の濃度が変化する。しかし、図４のように、ある濃度を持つ下地（背景）上にある文字に対してこのエッジ処理を行う場合、文字のエッジ近傍部分の下地濃度が低下し、出力結果として文字の周囲に白抜け（ホワイトボーダ）が発生することがある。すなわち、図４において、領域Ｃは、問題のない通常の背景領域、領域Ｂは、白抜け（ホワイトボーダ）が発生した領域、領域Ａは、問題のない通常の文字領域である。

このような白抜け（ホワイトボーダ）を抑制するべく、本発明に係る画像形成装置１においては、その像域識別部１８及びフィルタ部１３において、以下のような特徴的な構成を有するものである。

すなわち、図５に示すように、像域識別部１８の内部において、入力信号Ｐ（＝Ｃ，Ｍ，Ｙ）に対して、下地判定部２１と文字判定部２２、更に、文字判定部２２の出力をうけて文字信号を図６に示すように一定幅だけ膨張させた上で文字判定信号を出力する文字信号膨張部２３とを有している。図６においては、原稿画像ＤＩの文字領域が、図５の文字信号膨張部２３により膨張された上で文字判定信号ＤＥが出力されていることがわかる。なお、この膨張の程度は、制御部１９の制御動作を介して、例えば、図示しない操作部からユーザが任意に与えるものであってもよい。

ここでは、下地判定信号ＤＷ及び文字判定信号ＤＥを像域識別信号として出力する。このとき、フィルタ処理部へと出力する文字判定信号Ｄは、文字信号膨張部２３によって、周囲へ指定した画素分だけ膨張させた信号ＤＥに変換される。これは、後述するフィルタ部１３において、上記白抜け問題に対する補償効果を得るためである。又、フィルタ部１３においては、非文字用フィルタ１３−１と文字用フィルタ１３−２とを少なくとも有している。フィルタ部１３においては、像域識別信号Ｄ及びＤＥに応じて処理を次のように切り替える。ここで、非文字用フィルタ１３−１は、例えば、階調部分の処理用のフィルタである。又、文字用フィルタ１３−２は、例えば、上述したエッジ処理を行なうものである。

すなわち、領域識別部１８が下地判定信号ＤＷにて、画像信号を背景領域と判断した場合、非文字用フィルタ１３−１からの非文字用フィルタ処理された画像信号を出力する。

更に、領域識別部１８が画像信号を文字領域と判断し、制御部１９等の比較処理により非文字用フィルタ１３−１の出力と文字用フィルタ１３−２の出力との比較結果が、文字用フィルタ処理された画像信号が、フィルタ処理する前の画像信号よりも画像形成後において画像濃度が高くなるものと判断した場合、文字用フィルタ１３−２からの文字用フィルタ処理された画像信号を出力する。

更に、領域識別部１８が画像信号を文字領域と判断し、先の制御部の比較結果が、文字用フィルタ処理された画像信号が、フィルタ処理する前の画像信号よりも画像形成後において画像濃度が低くなる、すなわち、白抜け（ホワイトボーダ）が発生すると判断した場合、スキャナ部１１からの画像信号を出力すべく制御するものであり、これにより、白抜け（ホワイトボーダ）を回避するものである。

（フローチャートを用いたフィルタ処理の説明）
次に、図７のフローチャートを用いて、本発明に係る画像形成装置１のフィルタ処理の動作の一例を以下に詳細に説明する。

本発明に係る画像形成装置１は、一例として、制御部１９と記憶部２０に格納された動作プログラムにより実施することが可能となる。初めに、原稿がスキャナ部１１により取り込まれ、その後、色変換部１２で色変換されたＲＧＢ信号である画像信号Ｐが色変換部１２でＣＭＹ信号に変換されてフィルタ部１３に供給されると共に、像域識別部１８の下地判定部２１及び文字判定部２２に供給される。像域識別部１８からは、背景判定信号ＤＷ及び膨張文字判定信号ＤＥが例えば制御部１９に供給される（ステップＳ１１）。

そして、制御部１９において、着目画像が文字領域か否かが判定される（ステップＳ１２）。ここで、非文字領域（ＤＥ＝０）と判定されれば、フィルタ部１３の図示しないスイッチング機能を制御して、画像信号Ｐについて非文字用フィルタ処理を施した画像信号Ｐ１を算出させた信号を、後段の墨入れ部１４に供給するべく出力させる（ステップＳ１３，Ｓ１４）。

墨入れ部１４においては、ＣＭＹ画像信号から黒信号を生成して、ＣＭＹＫ信号を出力する。このＣＭＹＫ信号を受けたγ補正部１５では、像域識別信号に応じて階調を補正して出力する。この出力データ及び像域識別信号が階調処理部１６においてプリントデータへと変換され、画像形成部であるプリント部１７へと供給されて、記録媒体上に画像形成される。

又、ステップＳ１２において、着目画素が文字領域（ＤＥ＝１）であると判定されれば（ステップＳ１２）、出力すべき画像信号（ＹＭＣ）として、文字用フィルタ１３−２の出力である画像信号Ｐ２を用いることとする（ステップＳ２１）。更に、着目画素が白下地（ＤＷ＝１）である場合は（ステップＳ２２）、文字用フィルタ１３−２の出力である画像信号Ｐ２を選択的に後段の墨入れ部１４に供給するべく、制御部１９により、フィルタ部１３の図示しないスイッチング機能を制御する（ステップＳ２３）。

更に、着目画素が背景（ＤＷ＝０）である場合は（ステップＳ２２）、文字用フィルタ１３−２の画像信号Ｐ２と、色変換部１２からの画像信号Ｐとの大小関係を比較する（ステップＳ２４）。ここで、読取部からの画像信号Ｐと文字フィルタ部１３−２からの文字用フィルタ処理された画像信号Ｐ２とを比較して、文字用フィルタ処理された画像信号Ｐ２が、フィルタ処理する前の画像信号よりも画像形成後において画像濃度が高くなるものと判断しなかった場合、すなわち、Ｐ＜Ｐ２である場合は、フィルタ部１３が選択的に文字用フィルタ１３−２の画像信号Ｐ２を出力するべく制御する（ステップＳ２５）。これにより、通常の文字用フィルタ処理された画像信号が後段に出力され、墨入れ部１４、γ補正部１５、階調処理部１６を経てプリント部１７に供給される。

更に、文字用フィルタ１３−２の画像信号Ｐ２と、色変換部１２からの画像信号Ｐとの大小関係を比較した結果、文字用フィルタ処理された画像信号Ｐ２が、フィルタ処理する前の画像信号よりも画像形成後において画像濃度が低くなるものと判断した場合、すなわち、Ｐ＜Ｐ２ではない場合は、フィルタ部１３が選択的に、色変換部１２からの画像信号Ｐをフィルタを通さずにそのまま用いるべく、後段に出力するように制御する（ステップＳ２６）。これにより、この着目画素について文字用フィルタ処理が施されることがなくなるため、図４に示されるような白抜け（ホワイトボーダ）の発生を選択的に防止して、画質を良好に再現することが可能となるものである。

以上、記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態である画像形成装置の構成の一例を示すブロック図。 同じく画像形成装置のフィルタ処理を説明する周波数特性の一例を示すグラフ。 同じく画像形成装置のフィルタ処理の前後の信号変化の一例を示すグラフ。 同じく画像形成装置のフィルタ処理後の下地上文字の変化の一例を表すグラフ。 同じく画像形成装置の像域識別部とフィルタ部の関係の一例を説明するブロック図。 同じく画像形成装置のフィルタ処理による下地上文字の変化の一例を示す説明図。 同じく画像形成装置のフィルタ処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１０…ＡＤＦ部、１１…スキャナ部、１２…色変換部、１３…フィルタ部、１４…墨入れ部、１５…γ補正部、１６…階調処理部、１７…プリント部、１８…像域識別部、１９…制御部、２０…記憶部。

Claims (10)

1. 原稿の画像を読み取って画像信号を出力する読取部と、
   前記読取部が読み取った画像信号に基づき、文字領域と背景領域とに像域識別する識別部と、
   前記読取部が読み取った画像信号に非文字用フィルタ処理を施すことで、非文字用フィルタ処理された画像信号を出力する非文字用フィルタ部と、
   前記読取部が読み取った画像信号に文字用フィルタ処理を施すことで、文字用フィルタ処理された画像信号を出力する文字用フィルタ部と、
   前記読取部からの画像信号と前記文字フィルタ部からの文字用フィルタ処理された画像信号とを比較する比較部と、
   前記識別部が前記画像信号を背景領域と判断した場合、前記非文字用フィルタ部からの前記非文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、前記識別部が前記画像信号を文字領域と判断し、前記比較部の比較結果が第１所定結果である場合、前記文字用フィルタ部からの前記文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、前記識別部が前記画像信号を文字領域と判断し、前記比較部の比較結果が前記第１所定結果とは異なる第２所定結果である場合、前記読取部からの画像信号を出力すべく制御する制御部と、
   を具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記比較部は、前記読取部からの画像信号と前記文字フィルタ部からの文字用フィルタ処理された画像信号とを比較して、前記文字用フィルタ処理された画像信号が、フィルタ処理する前の画像信号よりも、画像形成後において画像濃度が低くなるものと判断した場合を前記第２所定結果として前記制御部に供給することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記制御部の制御により出力された画像信号を受け、これに応じて記録媒体上に画像形成する画像形成部を更に有することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記識別部は、前記文字領域と判断する領域よりも更に広い領域に膨張させて、前記文字領域であるとする識別信号を前記制御部に供給することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 前記識別部の領域の膨張は、その膨張の程度を操作に応じて異ならせるものであることを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
6. 原稿の画像を読み取って画像信号を出力し、
   前記読み取った画像信号に基づき、文字領域と背景領域とに像域識別し、
   前記画像信号に非文字用フィルタ処理を施すことで、非文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、
   前記画像信号に文字用フィルタ処理を施すことで、文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、
   前記画像信号と前記文字用フィルタ処理された画像信号とを比較し、
   前記画像信号を背景領域と判断した場合、前記非文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、前記画像信号を文字領域と判断し更に比較結果が第１所定結果である場合、前記文字用フィルタ処理された画像信号を出力し、前記画像信号を文字領域と判断し更に比較結果が前記第１所定結果とは異なる第２所定結果である場合、前記画像信号を出力すべく制御することを特徴とする画像処理方法。
7. 前記比較処理は、前記画像信号と前記文字用フィルタ処理された画像信号とを比較して、前記文字用フィルタ処理された画像信号が、フィルタ処理する前の画像信号よりも、画像形成後において画像濃度が低くなるものと判断した場合を前記第２所定結果として供給することを特徴とする請求項６記載の画像処理方法。
8. 制御の結果、最終的に出力された画像信号を受け、これに応じて記録媒体上に画像形成することを更に有する請求項６記載の画像処理方法。
9. 前記文字領域と判断する領域よりも更に広い領域に膨張させて、前記文字領域であるとする識別信号を供給することを特徴とする請求項６記載の画像処理方法。
10. 前記領域の膨張は、その膨張の程度を操作に応じて異ならせるものであることを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。

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