JP2008092567A - 走査オリジナルのカラーステータス決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オリジナルページのカラーまたは白黒ステータスを決定する。
【解決手段】２値ハーフトーン像を所定数のローカルウィンドウに区分すること、各ローカルウィンドウをデバイス独立色空間に変換すること、各ローカルウィンドウの色空間パラメータを決定すること、走査オリジナルのカラーステータスを決定すべくローカルウィンドウの色空間パラメータを少なくとも１つの閾値と比較すること、を含む走査オリジナルのカラーステータス決定方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、カラー２値領域におけるカラーステータスの検出に関する。

カラー多機能周辺装置（ＭＦＰ）の課金メータは、白黒コピーおよびカラーコピーについてページ毎に異なる料金を請求する。通常、ＭＦＰはオリジナルがカラーであるか白黒であるかに応じて決定を行う。通常、白黒検出アルゴリズムは、分類を行うために非中間色、カラーエッジなどのカラー特徴認識を利用する。通常、この検出は連続階調カラー走査画像においてデバイス独立色空間で行われる。

ある例では、システムは白黒検出アルゴリズムへの入力として利用できる画像の２値ハーフトーンビットマップのみを有する。この現象は画像パスにおけるプロセッサが、構築された白黒検出プロセスを有さないことから発生する。システムは連続階調画像の保存に当たり十分なメモリ空間を保有しない場合もある。ページのカラーまたは白黒ステータスを決定することは２値ハーフトーン像ではさらに困難である。
米国特許第５２８７２０４号 米国特許第５２８２０２６号 米国特許第６２４９５９２号

ステータス決定が困難である理由として、見る距離によって白黒ページとして認識されるオリジナルページであっても、ＣＭＹＫ（シアン・マゼンタ・イエロー・ブラック）の混合色を含む２値ビットマップが存在すること挙げられる。例えば走査画像はスキャナ色較正を施した後であっても正確な色中立性を有さない場合がある。これは、異なる印刷技術からのオリジナルに対するスキャナ色反応が変化するためである。また、プリンタエンジンはコントラストと白黒テキスト品質を向上すべくカラー（ＣＭＹ）ドットをブラックドットに混合する場合がある。この場合、画像がスキャナＲＧＢ空間からＣＭＹＫ空間に変換される際に、近中間色をレンダリングするためのカラードットの利用に問題が生ずる。

さらなる問題は２値ハーフトーン像がデバイス依存であることに起因する。一般的に、２値ハーフトーン像を再度Ｌ*ａ*ｂなどのデバイス独立色空間もしくはその他の標準色空間に変換するための単純な分析的変形は存在しない。変換は高い色精度用の四次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を必要とする場合もあるが、このためにメモリ負荷が著しく増加する。

さらに、変換プロセスは複数の四次元ＬＵＴを必要とする場合がある。例えば、デバイスはＬ*ａ*ｂまたはその他のデバイス独立色空間からハーフトーン２値画像へ、異なる変換法を利用することがある。テキストモードがあるルックアップテーブルを利用し、フォトモードが別のルックアップテーブルを利用することもある。各モードは別々のルックアップテーブルを要求する。ある例では、システムはコピー出力を意図した情報にアクセスできないがゆえに正しいＬＵＴにアクセスできない場合もある。さらに、８ビット分離から１ビット分離へのビット深度デシメーションにより画像情報の重大な損失が生ずる。

これらの要因が結びついて、２値領域における白黒ページのロバスト検出が困難となっている。

本発明は、２値ハーフトーン像を所定数のローカルウィンドウに区分し、各ローカルウィンドウをデバイス独立色空間に変換し、各ローカルウィンドウの色空間パラメータを決定し、走査オリジナルのカラーステータスを決定すべくローカルウィンドウの色空間パラメータを少なくとも１つの閾値と比較する、ことを含む走査オリジナルのカラーステータス決定方法である。

図１は多機能周辺装置（ＭＥＰ）または多機能デバイス（ＭＦＤ）をブロック図で示す。通常、「多機能」とは印刷、コピー、ファックス、走査の各デバイス能力を指す。通常これらのデバイスはさらにイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））インタフェースなどのローカルエリア接続（ＬＡＮ）、あるいは図示しない電話回線に接続可能なモデムなどのネットワーク接続を含む。

例示的なＭＦＰ１０はスキャナ１２、課金メータ１４、少なくとも１つのプロセッサ１８および２０、メモリ１６、プリンタ２２を含む。スキャナはデバイスがハードコピーのオリジナルを走査し、画像をメモリに保存しもしくはオリジナルの印刷コピーを作成し、あるいはこの両方を行うことを可能とする。なお、プリンタ２２は印刷要求、コピー要求、あるいは受信したファクスのいずれかからハードコピー出力を生成する。「プリンタ」は印刷要求のみに限定されない。

使用の際、ユーザはオリジナルをスキャナに載せ、ＭＦＰがオリジナルを走査する。通常、スキャナはレッド・グリーン・ブルー（ＲＧＢ）入力カラーを利用して走査オリジナルを生成する。次いで、スキャナはここでは走査オリジナルと呼んでいるＲＧＢデータを画像プロセッサ１８に送信する。画像プロセッサ１８は図２に関連して記載した検出プロセッサ２０の機能を有していてもよい。スキャナまたはプロセッサは走査オリジナルをメモリ１６に保存してもよい。検出プロセッサ２０は走査オリジナルのカラーステータスに関する決定を行う。この決定により課金メータにおける特定の料金が決定される。決定が正確でない場合、カラーコピーと判断され、本来白黒コピー用の料金を適用すべきところ、顧客に高いカラー用料金を請求することとなる。

図２は走査オリジナル処理の一例を示す。ステップ３０で、プロセスはオリジナルハードコピーから開始される。オリジナルはテキスト、写真、図形を含み、あるいはこれらが混在していてもよい。ステップ３２でスキャナが画像を捕捉し、通常はＲＧＢデータである未加工の連続階調（コントーン）画像とする。次いで、ステップ３４で画像プロセッサが画像強化などのコピーパス画像処理を行う。これにより処理済みコントーン画像が得られる。

次いで、システムはステップ３６で処理されたコントーン画像をハーフトーン２値画像に変換する。ステップ３６のこのプロセスは、一般的にＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂ*色空間などの中間色空間からシアン・マゼンタ・イエロー・ブラック（ＣＭＹＫ）データへの色変換を含む。この２値ビットマップは次いで白黒検出プロセス３８への入力となる。この議論は、プロセスがオリジナルを白黒またはカラーとして分類するため、「カラーステータス」または「カラーステータス決定」として、白黒（ＢＷ）検出プロセスにも適用できる。

ＢＷオリジナルの検出精度を向上させるため、ページオリジナル検出は２値ＣＭＹＫデータからのローカル色推定に依存するのがよい。図２はこのローカル色推定の一実施形態のフローチャートを示す。ステップ４０でプロセスは２値ハーフトーン像をＮ個の画素ローカルウィンドウによってＮ個の画素に区分する。隣接ウィンドウがある程度重複することで画素毎の計算負荷は重くなるが、より正確な検出が可能となる。ウィンドウサイズ決定は平均色推定精度と、スモールカラーフォントなどのローカル色特徴検出能との間のトレードオフを伴う。

各ウィンドウについて、プロセスはステップ４２でＣＭＹＫドットを個別にカウントする。少なくとも１つのチャネル、すなわちＣＭＹまたはＫのカウントが最小ドットカウント条件Ｃ_minよりも大きい場合、プロセスはＮ²で除算することで各ＣＭＹＫチャネルのドット範囲割合Ｐ_iｉ=｛ｃ，ｍ，ｙ，ｋ｝を計算する。それ以外の場合、プロセスはこのウィンドウを無視する。プロセスは後にヒストグラムを計算する際にホワイトエリアと人工背景ドットにより発生しうる極端なハイライトエリアとを除外すべくＣ_minを設定する。ドット範囲割合Ｐ_iはステップ４４でローカルウィンドウ内のオリジナルページの平均カラーを推定すべく利用される。

これにより、少なくとも１つの問題が発生する。プロセスはこのオリジナルにグレイ置換（ＧＣＲ）が適用されていることを認識しない。グレイ置換は中間色領域において、使用されているＣＭＹドットをブラックで置き換える場合に行われる。システムはＣＭＹＫを例えばＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂ*や他のデバイス独立色空間にマッピングする逆の四次元ＬＵＴを有していない。しかし、プロセスは必ずしも全範囲の全ての色について正確な色推定を行う必要はない。中間グレイ軸周りの色の合理的な推定が行われれば十分である。

未知のＧＣＲに関する問題を回避するため、ＣＭＹＫドット間の相互作用をモデリングすることで所与のハーフトーン化アルゴリズムの推定を援助する。精度および複雑さの異なる多くのカラー混合モデルが存在する。このシステムは最高精度を必要としないため、プロセスは高速計算のために単純な測定ベースのモデルを利用する。まず、プロセスは所与の中間グレイレベル、ｇｌ=ｒ=ｇ=ｂ、ｇｌ∈[０，１]を得るためのトリプル｛ｃ，ｍ，ｙ｝を検出する。０をブラックとし、１をホワイトとする。プロセスはグレイレベルを、ｇｌ=ｆ（ｃ，ｍ，ｙ）と表示する。ｇｌは中間軸に沿って、ｃ、ｍまたはｙが独自の変数として均等に特定されることがわかる。これによりｇｌ=ｆ₁（ｃ）=ｆ₂（ｍ）=ｆ₃（ｙ）が得られる。ｒ=１−ｃ、ｇ=１−ｍ、ｂ=１−ｙとなることが理想的である。このことは、ＲとＣ、ＧとＭ、ＢとＹの間の強い関連を示している。よって、中間グレイ軸周りの色の近似値を

として得ることは合理的である。

所与の中間グレイレベルｇｌをｇｌ=ｆ₄（ｋ）として得るためにブラックインクＫ値を検出してもよい。チャネルＫとＣＭＹチャネルを想定すると、次の近似値が得られる。

次いで、ステップ４６でプロセスは各ウィンドウのＲＧＢ推定値をＣＩＥ ＸＹＺに変換し、次いで４８でＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂ*に変換する。ＣＩＥ ＸＹＺはＣＩＥ１９３１色空間とも呼ばれる。プロセスは任意のデバイス独立色空間を利用できる。走査オリジナルから得られる２値ハーフトーン像はデバイス依存文字を有することがある。デバイス独立色空間を利用すると、正確でないカラー結果を生じ、ひいては正確でない検出を行う可能性のあるデバイス依存性がなくなる。この例ではＣＩＥ ＸＹＺおよびＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂを利用しているが、任意のデバイス独立色空間が利用できる。さらに、ローカルウィンドウをデバイス独立色空間に変換するプロセスは個々のプロセス４４、４６、４８を含んでいてもよい。異なる色空間プロセスがこれらのプロセスを必要としない場合、これらのプロセスは必要に応じて実行される。

最後に、プロセスはステップ５０でａ*ｂ*空間の半径方向距離

を計算する。上述したように、この例では半径方向距離が利用できることからＣＩＥ ＸＹＺからＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂへの変換を利用している。他の色空間を利用する他のプロセスでは、別のパラメータを利用してもよい。半径方向距離は色空間パラメータの一例である。

走査オリジナルのカラー／ＢＷ分類では各ローカルウィンドウのＣ^* _abを入力とする。顧客は混合コンテンツ、写真、テキスト、図形など異なるコピーコンテンツを有するレーザー、ソリッドインク、リソプリント（ｌｉｔｈｏ ｐｒｉｎｔ）、写真などの異なるハードコピーオリジナルをコピーする場合もあることから、検出アルゴリズムのロバストネスは重要な問題となる。第一の段階では、コピーを３つのカテゴリ、すなわちＢＷ、カラー、および未決定に分類すべく２つの予め設定された閾値が適用される。

ステップ５２において、Ｃ^* _ab値のいずれかが高いほうの閾値Ｔ_hよりも大きい場合、全てのページがカラーオリジナルに分類される。閾値Ｔ_hはページ上で飽和したカラーを有する１つの１２ポイントフォントがカラーオリジナルとして分類されるべく設定される。一例では、プロセスはＴ_h=１９．０となるように設定する。

ステップ５４において、全てのＣ^* _ab値が低いほうの閾値Ｔ_lよりも低いままである場合、プロセスは全てのページをＢＷオリジナルに分類する。閾値Ｔ_lは一般的なソリッドインクプリンタおよびレーザープリンタからのＢＷオリジナルがＢＷオリジナルとして分類されるように設定される。一例では、プロセスはＴ_l=１３．０となるように設定する。これらの規準を満たさない走査オリジナルについては、プロセスは決定を行わず、さらなる分析を行う。

決定が行われない場合、プロセスはステップ５６でＣ^* _abのヒストグラムを計算する。一例では、このプロセスはＣ^* _abの設定サイズを｜Ｈ｜に設定する。なお、走査オリジナルの全てのウィンドウの色空間パラメータが計算されるわけではない。最小カウントを下回るドットカウントを有するウィンドウはＣ^* _abを有さない。プロセスはセットＡ=｛Ｃ^* _ab：Ｃ^* _ab＜Ｔ_l｝のサイズを｜Ａ｜として示す。パラメータ｜Ａ｜は色空間パラメータが低いほうの閾値よりも低いウィンドウの数、あるいはそれ以外で白黒と決定されるウィンドウの数を含む。ステップ５８において｜Ａ｜／｜Ｈ｜＜Ｔ_pである場合、ページはカラーオリジナルとして分類される。これにより、カラーオリジナルであるものの飽和カラーの少ないページを分類する際のロバストネスが改善される。一般的に、Ｔ_pは例えば０．８５など１．０に近い値に設定される。この例では、次いで、ウィンドウの８５％未満が、色空間パラメータが低いほうの閾値を下回るウィンドウである場合、オリジナルをカラーオリジナルとして分類する。

色空間パラメータが低いほうの閾値を下回るウィンドウの割合が閾値Ｔ_pの割合よりも高い場合、ステップ６０においてプロセスはＣ^* _abヒストグラムの平均μおよび標準偏差σを計算する。ステップ６２においてμ＋γσを上回るＣ^* _ab値が少なくとも１つ存在する場合、プロセスは当該ページをカラーオリジナルとして分類する。それ以外の場合、プロセスは当該ページをＢＷオリジナルとして分類する。倍数因子γはヒストグラムの確率分布の広がりに関連する。このアプリケーションでは一般的なγ値は４．０である。プロセスは正確なＢＷオリジナルの確率分布のＣ^* _abに基づいてカラーブロックを検出することを望む。異なる印刷技術からのＢＷオリジナルは、主としてスキャナの非測色反応に起因して、異なるＣ^* _ab確率分布を有する。 Ｃ^* _abのうちいくつかが確率分布の極めて起こりそうもない領域にある場合、当該ページが何らかのカラーコンテンツを有する確率が高い。これらのヒストグラムの例を見ればより理解が深まる。

図３はデフォルトカラーコピーモードを用いたコピーからのＣ^* _abの正常化ヒストグラムの一例を示す。この例は前述した高いほうの閾値１９および低いほうの閾値１３を比較のために示している。オリジナルは一般的な混合コンテンツを含み、ＢＷ印刷はデフォルトＢＷ印刷モードを利用する。ヒストグラムは０付近に著しく集中した分布を示す。これは、良好なＣ^* _ab推定を示している。平均Ｃ^* _abは２．７５と低い。全てのＣ^* _abは１０未満である。従って、プロセスはこのコピーをＢＷオリジナルからのものとして分類する。

全体がテキストのページのオリジナルコピーから得られる別の例は、各種１２ポイントフォントで覆われている。オリジナルは１つのブルーのアルファベット文字「ｏ」を除いた全てのＢＷフォントを含む。図４はヒストグラム結果を示す。参照番号７０で示されるＣ^* _ab瓶（ｂｉｎ）２２におけるカウントは、高い方の閾値１９よりも高い位置にある。従って、プロセスはこのデータをカラーオリジナルからのものとして分類される。

上述のように、計算が比較的迅速な方法により、ハーフトーン２値画像についてカラーまたは白黒オリジナルのより正確な決定が行われる。上述したように、上記例からプロセスがよりよく理解されるが、上記例は本発明の実施形態の適用範囲を限定しない。

多機能周辺装置のブロック図 走査画像出力変換プロセスのフローチャート 白黒ページのオリジナルを検出する方法の実施形態のフローチャート オリジナルを利用して白黒ページのオリジナルを検出するプロセス中に生成されるヒストグラム 別のオリジナルを利用して白黒ページオリジナルを検出するプロセス中に生成されるヒストグラム

Claims (3)

1. ２値ハーフトーン像を所定数のローカルウィンドウに区分し、
   各ローカルウィンドウをデバイス独立色空間に変換し、
   各ローカルウィンドウの色空間パラメータを決定し、
   前記走査オリジナルの前記カラーステータスを決定すべく前記ローカルウィンドウの前記色空間パラメータを少なくとも１つの閾値と比較する、
   ことを含む走査オリジナルのカラーステータス決定方法。
2. ドットカウントが最小カウントを上回っているか否かを判断すべく各ローカルウィンドウのカラードットをカウントし、
   前記ドットカウントが前記最小カウントを上回る場合、当該ローカルウィンドウについてシアン・マゼンタ・イエロー・ブラック範囲を推定する、
   ことをさらに含む請求項１記載の方法。
3. 変換を行う前に、前記ドットカウントが最小カウントを上回っていないローカルウィンドウを無視することをさらに含む請求項２記載の方法。

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