JP2013172284A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置1は、オブジェクトのエッジである画素を第1エッジとして抽出する第1エッジ抽出部3と、画像データをエッジ処理し、当該エッジ処理において、オブジェクトのエッジである画素の画素値又は当該画素とその逆エッジ方向に隣接する画素の画素値を変更するエッジ処理部2と、エッジ処理により画素値が変更された画素を、第2エッジとして抽出する第2エッジ抽出部4と、第1エッジと第2エッジを、第3エッジとして抽出する第3エッジ抽出部5と、階調処理部6と、を備える。階調処理部6は、エッジ処理後の画像データの各画素が、第3エッジであるか否かによって階調処理の処理内容を切り替え、階調処理後の第3エッジの領域を第3エッジ以外の領域より強調する。
【選択図】図1
Description
しかし、カタログや雑誌等の印刷物の多くは、文字と写真が混在することが一般的である。文字にしても、さまざまな濃度や色が使用されることがあり、その濃度や色の再現にスクリーン処理が必要である。
以上のような理由から、スクリーン処理の後段でスムージング処理を行うメリットが無くなってきており、むしろスムージング処理等のエッジを対象とする画像処理は、スクリーン処理やγ補正処理の前段に実行された方が、ベタ文字かどうかの判定が容易になる場合がある。
画像データの各画素の画素値を用いて、オブジェクトのエッジである画素を判定し、第1エッジとして抽出する第1エッジ抽出部と、
前記画像データをエッジ処理し、当該エッジ処理において、オブジェクトのエッジである画素の画素値又は当該画素とその逆エッジ方向に隣接する画素の画素値を変更するエッジ処理部と、
前記エッジ処理により画素値が変更された画素を、第2エッジとして抽出する第2エッジ抽出部と、
前記第1エッジと前記第2エッジを、第3エッジとして抽出する第3エッジ抽出部と、
前記エッジ処理後の画像データを階調処理する階調処理部と、を備え、
前記階調処理部は、前記エッジ処理後の画像データの各画素が、前記第3エッジであるか否かによって階調処理の処理内容を切り替え、階調処理後の第3エッジの領域を第3エッジ以外の領域より強調する画像処理装置が提供される。
前記第3エッジ抽出部は、前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素を抽出し、前記第3エッジに加える請求項1に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理は、コントーン処理又はスクリーン処理であり、
前記階調処理部は、前記第3エッジの画素をコントーン処理した画素値を出力し、第3エッジ以外の画素をスクリーン処理した画素値を出力する請求項1又は2に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理部は、
前記第3エッジの画素をコントーン処理した画素値を出力し、第3エッジ以外の画素をスクリーン処理した画素値を出力し、
前記第3エッジのうち、エッジ方向に隣接する各画素のコントーン処理後の画素値の合計を、一定値に調整する請求項3に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理部は、前記第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、
前記第1エッジ及び第2エッジについては、エッジ処理後の画素値の全てをコントーン処理して出力し、
前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、エッジ処理後の画素値のうち、前記一定値から前記第2エッジのコントーン処理される画素値を差し引いた画素値をコントーン処理し、残りの画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力する請求項4に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理部は、前記エッジ処理によりオブジェクトの背景の画素の画素値が変更され、背景の元の画素値が最小値である場合、前記第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、
前記第1エッジ及び第2エッジについては、元の画素値を、コントーン処理して出力し、
前記背景の画素については、エッジ方向に隣接する前記第1エッジ又は第2エッジのエッジ処理後の画素値から、当該第1エッジ又は第2エッジの元の画素値を差し引いた画素値を、コントーン処理して出力し、
前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、エッジ処理後の画素値のうち、前記一定値から、前記第2エッジのコントーン処理される画素値と、前記背景の画素のコントーン処理される画素値とを差し引いた画素値をコントーン処理し、残りの画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力する請求項4に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理部は、前記エッジ処理によりオブジェクトの背景の画素の画素値が変更され、当該背景の画素が中間調の画素値を持つ場合、前記第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、
前記第1エッジ及び第2エッジについては、元の画素値から背景の元の画素値を差し引いた画素値をコントーン処理し、背景の元の画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力し、
前記背景の画素については、背景の元の画素値をスクリーン処理し、エッジ方向に隣接する前記第1エッジ又は第2エッジのエッジ処理後の画素値から、前記第1エッジ又は第2エッジの元の画素値を差し引いた画素値をコントーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力し、
前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、エッジ処理後の画素値のうち、前記一定値から、前記第2エッジのコントーン処理される画素値と、前記背景の画素のコントーン処理される画素値とを差し引いた画素値をコントーン処理し、残りの画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力する請求項4に記載の画像処理装置が提供される。
前記一定値は、前記オブジェクトの画素の画素値に、コントーン処理によって強調するエッジ方向の画素数を乗算して得られた画素値である請求項4〜7の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理は、スクリーン処理又はコントーン処理であり、
前記階調処理部は、前記第3エッジの画素の画素値をコントーン処理する一方、スクリーン処理し、コントーン処理後の画素値と、スクリーン処理後の画素値のうち、何れか大きい方を選択して出力する請求項1又は2に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理は、スクリーン処理であり、
前記階調処理部は、前記第3エッジの画素に対し、前記第3エッジ以外の画素よりもスクリーン線数が高線数のスクリーン処理を施す請求項1又は2に記載の画像処理装置が提供される。
前記階調処理は、γ補正処理であり、
前記階調処理部は、入力値に対する出力値が、第3エッジ以外の画素よりも前記第3エッジの画素の方が大きいγ補正処理を、前記第3エッジの画素に施す請求項1又は2に記載の画像処理装置が提供される。
前記エッジ処理は、スムージング処理、細線化処理又はスムージング処理と細線化処理を同時に実行する処理である請求項1〜11の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。
画像データの各画素の画素値を用いて、オブジェクトのエッジである画素を判定し、第1エッジとして抽出する工程と、
前記画像データをエッジ処理し、当該エッジ処理において、オブジェクトのエッジである画素の画素値又は当該画素とその逆エッジ方向に隣接する画素の画素値を変更する工程と、
前記エッジ処理により画素値が変更された画素を、第2エッジとして抽出する工程と、
前記第1エッジと前記第2エッジを、第3エッジとして抽出する工程と、
前記エッジ処理後の画像データを階調処理する工程と、を含み、
前記階調処理する工程において、前記エッジ処理後の画像データの各画素が、前記第3エッジであるか否かによって階調処理の処理内容を切り替え、階調処理後の第3エッジの領域を第3エッジ以外の領域より強調する画像処理方法が提供される。
図1は、本実施の形態に係る画像処理装置1を示す。
画像処理装置1は、画像データとその属性データを入力し、画像データをエッジ処理後、階調処理して出力する。属性データは、画像データの各画素の属性を示すデータである。属性としては、例えば文字(Text)、図形(Graphics)、写真(Image)等が挙げられる。
図1に示すように、画像処理装置1は、エッジ処理部2、第1エッジ抽出部3、第2エッジ抽出部4、第3エッジ抽出部5、階調処理部6を備えて、構成されている。
スムージング処理は、アンチエイリアス処理とも呼ばれ、オブジェクトの斜線部分のエッジを処理対象とし、エッジとエッジの逆エッジ方向に隣接する画素の画素値を増減して中間調とすることにより、斜線を滑らかに見せる。
細線化処理は、オブジェクトのエッジを処理対象とし、エッジの画素値を調整して、シャープなオブジェクトを再現する。細線化処理は、画素値を減じることにより細線化を実現するだけでなく、画素値を増加することにより太線化を実現することもできる。
この識別番号により差分を算出する2つの画素の組み合わせ例は、次のとおりである。
03−10、04−11、05−12、10−17、10−18、11−17、11−18、11−19、12−18、12−19、15−16、16−17、16−24、17−18、17−23、17−24、18−19、18−24、18−25、18−26、19−26、19−26、19−27、20−21、20−26、22−23、23−24、23−31、24−25、24−30、24−31、24−32、25−26、25−32、26−27、26−32、26−33、26−34、27−28、27−33、29−30、30−31、31−32、31−38、31−39、32−33、32−38、32−39、32−40、33−34、33−39、33−40、34−35、38−45、39−46、40−47
図3に示すように、テンプレート上の画素はa、b、cの3つに分類されている。エッジ処理部2は、テンプレート上で分類aに該当する画素間のエッジ信号が0、分類bに該当する画素間のエッジ信号も0、分類aに該当する画素と分類bに該当する画素間のエッジ信号が1を満たすとき、当該テンプレートと一致したと判定する。分類cに該当する画素は、エッジの有無が問われない。テンプレートは1つだけでなく、複数一致する場合があり、エッジ処理部2は、全テンプレートと照合して、一致するテンプレートを全て検出する。何れか1つでも一致するテンプレートがあれば、注目画素はスムージング処理の対象であり、一致するテンプレートが無ければ、注目画素はスムージング処理の対象外である。
変化量dSMTの算出式は、以下の通りである。算出式において、Cは[]内の識別番号の画素の画素値を表す。なかでも、C[25]は、注目画素の画素値を表す。
選択された1つのテンプレートの識別番号が21、22、23又は24のとき、
dSMT=(C[18]+C[25]+C[32])/3−C[25]
選択された1つのテンプレートの識別番号が213又は233のとき、
dSMT=(C[18]×2+C[25]+C[32]×2)/5−C[25]
選択された1つのテンプレートの識別番号が223又は243のとき、
dSMT=(C[24]×2+C[25]+C[26]×2)/5−C[25]
選択された1つのテンプレートの識別番号が251又は252のとき、
dSMT=(C[25]×4+C[32])/5−C[25]
選択された1つのテンプレートの識別番号が253又は254のとき、
dSMT=(C[25]×4+C[18])/5−C[25]
選択された1つのテンプレートの識別番号が261又は262のとき、
dSMT=(C[25]×4+C[26])/5−C[25]
選択された1つのテンプレートの識別番号が263又は264のとき、
dSMT=(C[25]×4+C[24])/5−C[25]
エッジ処理部2は、以上の処理を、画像データの各画素を注目画素として実行し、各画素のスムージング処理後の画素値からなる画像データを出力する。
エッジ処理部2は、画像データを、注目画素を中心とする3×3画素単位で入力する。 エッジ処理部2は、注目画素とその周辺8画素の画素値を用いて、注目画素におけるエッジ強度を求める。
エッジ処理部2は、注目画素と8つの周辺画素のそれぞれとの画素値の差を、エッジ強度E0〜E7として求める。図2の識別番号25を中心とする3×3画素の場合、エッジ強度E0〜E7は、次のように求められる。C[]は、[]内の識別番号の画素の画素値を表す。
E0=C[25]−C[17]
E1=C[25]−C[18]
E2=C[25]−C[19]
E3=C[25]−C[24]
E4=C[25]−C[26]
E5=C[25]−C[31]
E6=C[25]−C[32]
E7=C[25]−C[33]
TPED=
(PED[c]×Wy+PED[m] ×Wm+PED[y] ×Wc+ PED[k] ×Wk)
TRED=
(RED[c]×Wy+RED[m] ×Wm+RED[y] ×Wc+ RED[k] ×Wk)
上記式において、PED[]、RED[]は、[]内のcはシアン、mはマジェンタ、yはイエロー、kは黒の画像データからそれぞれ求められたPED、REDであることを表す。Wy、Wm、Wc、Wkは予め定められた係数であり、Wc+Wm+Wy+Wk≦255である。
画像データが単色からなるモノクロ画像であれば、TPED、TREDは、次のように表される。
TPED=PED[k] ×Wk、
TRED=RED[k] ×Wk
エッジ処理部2は、TPED>TREDであれば、注目画素が背景より濃度が高い前景のエッジであり、TPED≦TREDであれば、注目画素は前景のエッジではないと判定する。
dST=(PED−RED)×STVL
上記STVLは、細線化の強度を表す係数であり、色毎に定められている。STVLは、注目画素の画素値に応じて−1〜1の出力値を出力する1次関数であり、例えばdST<0とするSTVLは、下記式のように表すことができる。
STVL=−(a×C[25]+b)
上記a、bは係数であり、調整したい細線化の強度に応じて任意に設定することができる。a、bが大きいほど、細線化の強度が大きくなり、a、bが小さいほど細線化の強度が小さくなる。
エッジ処理部2は、以上の処理を、画像データの各画素を注目画素として実行し、各画素の細線化処理後の画素値からなる画像データを出力する。
また、第1エッジ抽出部3は、エッジと判定された画素のそのエッジ方向を判定し、第1エッジとともに出力する。エッジ方向は、上述したように、画素値が小さい画素から大きい画素へ向かう方向、つまり背景から前景への方向である。
SP[u]=C[25]−C[18]
SP[l]=C[25]−C[24]
SP[r]=C[25]−C[26]
SP[d]=C[25]−C[32]
x=−1かつy=+1のとき、P=1
x= 0かつy=+1のとき、P=2
x=+1かつy=+1のとき、P=3
x=−1かつy= 0のとき、P=4
x=+1かつy= 0のとき、P=5
x=+1かつy=−1のとき、P=6
x= 0かつy=−1のとき、P=7
x=−1かつy=−1のとき、P=8
第2エッジ抽出部4は、元の画像データと、エッジ処理部2によりエッジ処理された画像データとを比較し、画素値が変更された画素を、第2エッジとして抽出してもよいし、エッジ処理部2からエッジ処理による画素値の変化量dST、dSMTを取得し、dST≠0、dSMT≠0である画素を、第2エッジとして抽出してもよい。
第3エッジ抽出部5は、第1エッジ抽出部3から第3エッジの各画素のエッジ方向Pを入力し、第3エッジとそのエッジ方向Pの情報を階調処理部6に出力する。
コントーン処理部62は、入力された画像データをそのまま出力する。コントーン処理部62によれば、画像データは何ら処理されず、入力された画像データの各画素の画素値をそのまま出力することができる。
以下、画素値を、画素値の値域に対する割合(%)で表す。例えば、画素値の値域が0〜255のとき、画素値50%は画素値128を表す。
図5(a)は、段差構造を持つオブジェクトの画像の一部を示している。オブジェクトの画素値は100%、つまり最大値であり、その背景の画素値は0%、つまり最小値である。図5(b)は、このオブジェクトの最外郭にある画素が、オブジェクトのエッジとして判定されたときの第1エッジを示している。第1エッジのみコントーン処理の対象としたとき、図5(a)に示すように、コントーン処理によって第1エッジの画素が、スクリーン処理された他の領域より強調されるが、段差によってコントーン処理された画素と、スクリーン処理された画素が同じ主走査ライン上に並び、強調された輪郭線が途切れたように見える。
階調処理は、コントーン処理又はスクリーン処理であり、階調処理部6は、第3エッジの画素をコントーン処理した画素値を出力し、第3エッジ以外の画素をスクリーン処理した画素値を出力する。
上記実施の形態1において、エッジ処理として、細線化処理又はスムージング処理の何れかを実行する画像処理装置1の例を説明したが、細線化処理とスムージング処理の両方を実行してもよい。
図6は、細線化処理とスムージング処理の両方を実行するエッジ処理部2aを備えた画像処理装置1aの例を示している。画像処理装置1aにおいて、画像処理装置1と同じ構成部には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
細線化処理部21は、画像データを細線化処理し、細線化処理による各画素の画素値の変化量dSTを算出する。細線化処理の内容は上述した処理内容と同じであるので、詳細な説明を省略する。
スムージング処理部22は、画像データをスムージング処理し、スムージング処理による画素値の変化量dSMTを算出する。スムージング処理の内容は上述した処理内容と同じであるので、詳細な説明を省略する。
以下、ブレンド処理部23が画素値を決定する例を説明するが、画素値の決定方法はこれに限定されない。
注目画素が細線化処理のみされている場合、注目画素のエッジ方向P又は逆エッジ方向Paに隣接する画素は、スムージング処理されていると想定される。逆エッジ方向Paとは、エッジ方向Pと逆方向をいう。よって、ブレンド処理部23は、エッジ方向P又は逆エッジ方向Paの隣接画素がスムージング処理されていれば、隣接画素のスムージング処理による変化量dSMTを、注目画素に加算する。これにより、注目画素とその隣接画素の2画素により、細線化処理とスムージング処理による画素値の変化量を調整することができる。
注目画素がスムージング処理のみされている場合、注目画素のエッジ方向P又は逆エッジ方向Paに隣接する画素は、細線化処理されていると想定される。よって、ブレンド処理部23は、エッジ方向P又は逆エッジ方向Paの隣接画素が細線化処理されていれば、隣接画素の細線化処理による変化量dSTを、注目画素に加算し、注目画素と隣接画素の2画素間で画素値を調整する。
第2エッジは、第3エッジ抽出部5によって第3エッジとして出力されるので、エッジ処理として、細線化処理とスムージング処理の両方を同時に実行し、調整した画素値を、コントーン処理により出力することができる。これにより、実施の形態1と同様に、エッジ処理後、階調処理を経ても、エッジ処理の効果を得ることができる。
上記実施の形態1、2によれば、第1エッジと第2エッジが第3エッジとしてコントーン処理され、スクリーン処理された領域よりも強調されるが、コントーン処理された領域が局所的に小さく、画像に途切れが生じる場合がある。
コントーン処理により、第1エッジと第2エッジではエッジ処理後の画素値がそのまま出力されるが、第3エッジの各画素がエッジ方向で隣接する部分はコントーン処理によって出力される画素値が大きくなる。図5(e)の画像例の場合、段差の前後で、コントーン処理後の画素値が2画素合わせて100%を超える領域から、コントーン処理後の画素値が1画素で50%程度の領域に切り替わり、コントーン処理の領域が局所的に細くなっている。この状態で印刷されると、コントーン処理によって強調された領域が途切れたように見えやすい。また、印刷特性によっては、大きい画素値から小さい画素値へ急激に移行すると、印刷時に本来の画素値分のトナーが出力されず、途切れることがある。
図5(e)に示す画像例の場合、図5(b)に示す第1エッジと、図5(d)に示す第2エッジの論理和が、第3エッジとして抽出されている。この第2エッジのエッジ方向Pは、P=7の下方向であるので、第3エッジ抽出部5は、第2エッジの4画素の下方向に隣接する4画素を、第3エッジとして抽出する。なお、4画素中、2画素は第1エッジでもあるので、第3エッジ抽出部5は、第1エッジ、第2エッジ、第2エッジのエッジ方向Pに隣接する画素の論理和を第3エッジとして抽出すればよい。これにより、図7(a)に示すように、コントーン処理の対象が、第2エッジのエッジ方向Pに隣接する画素にまで拡張される。図7(b)は、抽出された第3エッジを示している。図7(a)に示すように、エッジ方向における第3エッジのコントーン処理後の画素値は、1画素又は2画素の合計で100%以上となり、上述したような途切れを防ぐことができる。
実施の形態3のように、第3エッジとして抽出する画素が増え、コントーン処理の対象領域が拡張されると、コントーン処理された領域が局所的に太くなることがある。図7(a)の画像例でいえば、エッジ方向における第3エッジのコントーン処理後の画素値が、1画素で又は2画素の合計で100%付近の領域に対し、200%近い領域があり、この200%近い領域が印刷によって太って見えやすい。また、印刷特性によっては、大きい画素値が連続すると、印刷時に本来の画素値以上のトナーが過剰に出力されやすく、太りやすい傾向がある。
図9に示すように、画像処理装置1bは、階調処理部6aが、出力分離部81、加算部82を備え、出力分離部81と加算部82間に、スクリーン処理部61、コントーン処理部62が設けられている。
エッジ処理が、スムージング処理、細線化処理又はスムージング処理と細線化処理を同時に実行する処理であり、細線化処理によってオブジェクトのエッジの画素値が減じられる場合、第3エッジは、エッジ方向において、第1エッジ、第2エッジの何れか1画素か、又はこれらの画素と第2エッジのエッジ方向の隣接画素の複数の画素が隣接している。
出力分離部81は、これら第3エッジの画素のうち、第1エッジ及び第2エッジについては、エッジ処理後の画素値の全てをコントーン処理部62に出力する。
第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、出力分離部81は、エッジ処理後の画素値のうち、一定値から第2エッジのコントーン処理される画素値を差し引いた画素値を、コントーン処理用に分離し、残りの画素値をスクリーン処理用に分離する。
図10(a)は、図5(a)に示す画像が細線化処理されたときの画像を示している。画素EG3は、第1エッジであり、細線化処理によって画素値が変更された第2エッジでもある。第1エッジと第2エッジのみを第3エッジとして、コントーン処理の対象とすると、図10(a)に示すように、画素EG3のみコントーン処理される結果、段差の前後でコントーン処理の領域が途切れる。
図10(c)は、図10(b)の画像において、階調処理部6aが、上述のスムージング処理のみの場合と同様に、第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のコントーン処理後の画素値を一定値に調整した結果を示している。印刷後にコントーン処理によって強調される濃度が一定となるため、オブジェクトの太りを防止することができる。
図11(a)は、図5(a)の画像に対し、細線化処理とスムージング処理が同時に実行されたときの画像を示している。画素EG3は、第1エッジでもあり、細線化処理とスムージング処理によって画素値が変更された第2エッジでもある。第1エッジと第2エッジのみ第3エッジとしてコントーン処理の対象とすると、図11(a)に示すように、画素EG3のみコントーン処理の対象となるため、段差の前後でコントーン処理の領域が局所的に小さくなり、印刷後、途切れて見やすい。
図11(c)は、図11(b)の画像において、階調処理部6aが、上述のスムージング処理のみの場合と同様に、第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素EG4のコントーン処理後の画素値を一定値に調整した結果を示している。印刷後にコントーン処理によって強調される濃度が一定となるため、オブジェクトの太りを防止することができる。
図12(a)は、背景上に配置された、段差を持つオブジェクトの画像の一部を示している。ここで、背景が画素値0%、オブジェクトが画素値100%であり、このオブジェクトの画像に対し、エッジ処理として細線化処理とスムージング処理が同時に施されると、第1エッジの画素値が変更される。よって、第1エッジの画素は第2エッジでもある。
OUT(%)=If×(100%+ST+SMT)
ここで、Ifはオブジェクトの画像の元の画素値を表す。STは、細線化処理による画素値の変化量dSTを、画素値の値域に対する割合に変換したときの値を表す。SMTは、スムージング処理による画素値の変化量dSMTを、画素値の値域に対する割合に変換した値を表す。例えば、ST=−50%は、対象の画素値の50%を減じることを表し、SMT=+25%は、対象の画素値の25%を増加させることを表す。
x1:100%×(100%−50%+ 0%)=50%
x2:100%×(100%−50%+20%)=70%
x3:100%×(100%−50%+40%)=90%
x4:100%×(100%−50%−40%)=10%
x5:100%×(100%−50%−20%)=30%
x6:100%×(100%−50%− 0%)=50%
第2エッジは、第1エッジでもあり、オブジェクトの最外郭を形成するため、出力分離部81は、上述のようにそのエッジ処理後の画素値OUTを全てコントーン処理の対象とし、強調する。オブジェクトの画像が画素値Ifを有するとき、コントーン処理により強調するエッジ方向の画素数を1画素とすると、調整の目標とする一定値は1画素×If=Ifである。
(第2エッジ)
スクリーン処理用の画素値S2(%)=0
コントーン処理用の画素値C2(%)=OUT
(第2エッジの隣接画素)
スクリーン処理する画素値S2P(%)=If−C2P
コントーン処理する画素値C2P(%)=Wd×If−C2
Wd×Ifは、コントーン処理後の画素値を調整する一定値を表す。Wdは、一定値をオブジェクトの画像の何画素分の画素値とするのかを調整する係数であり、コントーン処理によって輪郭強調する強度を表す。ここでは、Wd=1である。Ifは、オブジェクトの画像の元の画素値を表す。
If=50%であるので、x1〜x6の位置にある第2エッジの、細線化処理とスムージング処理が同時に施されたときの画素値OUTは、上記OUTの算出式から、次のように求められる。
x1:50%×(100%+50%+ 0%)=25%
x2:50%×(100%+50%+20%)=35%
x3:50%×(100%+50%+40%)=45%
x4:50%×(100%+50%−40%)= 5%
x5:50%×(100%+50%−20%)=15%
x6:50%×(100%+50%− 0%)=25%
なお、背景の画素が中間調の画素値を持つ場合、エッジ処理、コントーン処理の対象は、第3エッジの画素値から、背景の画素値を差し引いた画素値である。よって、背景の元の画素値をIbと表すと、上述のOUT、コントーン処理用、スクリーン処理用の画素値の演算において、第3エッジの元の画素値Ifを、(If−Ib)に置き換えればよい。
エッジ処理によりオブジェクトの背景の画素の画素値が変更され、背景の元の画素値が最小値である場合、例えば細線化処理において画素値0%の背景の画素の画素値が増加され、オブジェクトが太線化された場合、背景の画素は第2エッジとして抽出される。第3エッジの領域は、エッジ方向において、背景の画素、第1エッジ或いは第2エッジの1画素か、又はこれらの画素と第2エッジのエッジ方向に隣接する画素の複数の画素が隣接している。
第2エッジであっても背景の画素については、出力分離部81は、エッジ方向に隣接する第1エッジ又は第2エッジのエッジ処理後の画素値から、第1エッジ又は第2エッジの元の画素値を差し引いた画素値をコントーン処理用に分離し、残りの画素値をスクリーン処理用に分離する。
第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、出力分離部81は、そのエッジ処理後の画素値のうち、一定値から、第2エッジのコントーン処理される画素値と、背景の画素のコントーン処理される画素値とを差し引いた画素値をコントーン処理用に分離し、残りの画素値をスクリーン処理用に分離する。
x1:50%×(100%+50%+ 0%)=75%
x2:50%×(100%+50%+20%)=85%
x3:50%×(100%+50%+40%)=95%
x4:50%×(100%+50%−40%)=55%
x5:50%×(100%+50%−20%)=65%
x6:50%×(100%+50%− 0%)=75%
出力分離部81は、第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、第1エッジ又は第2エッジについては、その元の画素値をコントーン処理部62に出力する。
出力分離部81は、第2エッジであっても背景の画素については、エッジ方向に隣接する第1エッジ又は第2エッジのエッジ処理後の画素値から、第1エッジ又は第2エッジの元の画素値を差し引いた画素値を、コントーン処理部62に出力する。
出力分離部81は、エッジ方向に隣接する第1エッジと第2エッジのコントーン処理する画素値が一定値に満たない場合、その不足分を第2エッジのエッジ方向に隣接する画素のエッジ処理後の画素値の一部をコントーン処理することで補う。すなわち、出力分離部81は、第2エッジの隣接画素のエッジ処理後の画素値のうち、第2エッジの画素値を全てコントーン処理しても一定値2×Ifに満たない画素値をコントーン処理部61に出力し、残りの画素値を、スクリーン処理部61に出力する。第2エッジの隣接画素は、エッジ処理によっても画素値に変更が無いので、エッジ処理後の画素値は元の画素値に等しい。
(背景)
スクリーン処理する画素値Sb=0
コントーン処理する画素値Cb=OUT−If
(第1エッジ)
スクリーン処理する画素値S1=0
コントーン処理する画素値C1=OUT−(OUT−If)=If
(第2エッジの隣接画素)
スクリーン処理する画素値S2P=If−C2P
コントーン処理する画素値C2P=Wd×If−C1−Cb
ここでは、Wd=2である。
上述の例と同様に、エッジ処理によりオブジェクトの背景の画素の画素値が変更されたが、当該背景の画素が中間調の画素値を持つ場合、背景の画素はもともとスクリーン処理の対象であるため、その画素値はスクリーン処理すべき画素値である。
よって、出力分離部81は、第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、第1エッジ及び第2エッジについては、その元の画素値から背景の元の画素値を差し引いた画素値をコントーン処理部62に出力し、背景の元の画素値をスクリーン処理部61に出力する。
第2エッジであっても背景の画素については、出力分離部81は、背景の元の画素値をスクリーン処理部61に出力し、エッジ方向に隣接する第1エッジ又は第2エッジのエッジ処理後の画素値から、第1エッジ又は第2エッジの元の画素値を差し引いた画素値をコントーン処理部62に出力する。
第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、出力分離部81は、そのエッジ処理後の画素値のうち、一定値から、第2エッジのコントーン処理される画素値と、背景の画素のコントーン処理される画素値とを差し引いた画素値をコントーン処理用に分離し、残りの画素値をスクリーン処理用に分離する。
OUT=Ib+(If−Ib)×(100+ST+SMT)
Ibは背景の元の画素値を表す。Ifはオブジェクトの元の画素値を表す。
x1:10%+40%×(100%+50%+ 0%)=70%
x2:10%+40%×(100%+50%+20%)=78%
x3:10%+40%×(100%+50%+40%)=86%
x4:10%+40%×(100%+50%−40%)=54%
x5:10%+40%×(100%+50%−20%)=62%
x6:10%+40%×(100%+50%− 0%)=20%
x1:10%+20%=30%
x2:10%+28%=38%
x3:10%+36%=46%
x4:10%+ 4%=14%
x5:10%+12%=22%
x6:10%+20%=30%
(背景)
スクリーン処理する画素値Sb=Ib
コントーン処理する画素値Cb=OUT−If
(第1エッジ)
スクリーン処理する画素値S1=Ib
コントーン処理する画素値C1={OUT−(OUT−If)}−Ib=If−Ib
(第2エッジの隣接画素)
スクリーン処理する画素値S2P=If−C2P
コントーン処理する画素値C2P=Wd×(If−Ib)−C1−Cb
ここでは、Wd=2である。
図14は、ユーザーがエッジ処理、コントーン処理の条件を設定することができる操作画面例を示している。
図14に示すように、操作画面上には、細線化、輪郭強調、スムージングの設定項目が設けられている。細線化の項目では、細線化/太線化の実行の有無、実行する場合はその強弱を選択するためのボタンが設けられている。例えば、「細線化強い」のボタンは、ST=−40%、「細線化弱い」のボタンは、ST=−20%、「太線化弱い」のボタンは、ST=+20%に対応し、何れもコントーン処理により強調する画素数Wd=1画素の条件に対応している。「太線化強い」のボタンは、ST=+40%、コントーン処理により強調する画素数Wd=2画素の条件に対応している。輪郭強調の項目では、コントーン処理による輪郭強調の実行の有無を選択するためのボタンが設けられている。スムージングの項目では、スムージング処理の実行の有無を選択するためのボタンが設けられている。
図1に示した画像処理装置1において、階調処理部6が、画像データの各画素が第3エッジであればコントーン処理していたが、階調処理部6が、第3エッジの画素のエッジ処理後の画素値をコントーン処理する一方、スクリーン処理し、コントーン処理後の画素値と、スクリーン処理後の画素値のうち、何れか大きい方を選択して出力してもよい。
具体的には、セレクター63が、第3エッジについては、スクリーン処理部61から出力された画素値と、コントーン処理部62から出力された画素値のうち、何れか大きい方を選択して出力する。
これにより、実施の形態1と同様に、第3エッジの領域を第3エッジ以外の領域よりも強調することができるのはもちろん、実施の形態1によりも第3エッジの強調の強度を大きくすることができる。
図1に示した画像処理装置1において、階調処理部6が、画像データの各画素が第3エッジであるか否かによって、コントーン処理とスクリーン処理を切り替えていたが、何れも階調処理としてスクリーン処理し、第3エッジの画素に対し、第3エッジ以外の画素よりもスクリーン線数が高線数のスクリーン処理を施してもよい。
これにより、第3エッジにおいて形成されるスクリーン線の密度が、第3エッジ以外よりも高くなり、第3エッジが構成する輪郭線を強調することが可能である。
例えば、図1の画像処理装置1において、階調処理部6が、コントーン処理部62に代えて誤差拡散処理部を備え、画像データの各画素が第3エッジであれば、誤差拡散処理部により誤差拡散処理した画素値を出力し、第3エッジ以外であれば、スクリーン処理部61によりスクリーン処理した画素値を出力する。
図1に示した画像処理装置1において、階調処理部6がγ補正処理部を備えて、階調処理としてγ補正処理を行い、入力値に対する出力値が、第3エッジ以外の画素よりも第3エッジの画素の方が大きいγ補正処理を、第3エッジの画素に施すようにしてもよい。
これにより、第3エッジの画素値が第3エッジ以外の画素より大きい画素値で出力され、第3エッジの領域を他の領域よりも強調することができる。
上記のようなγ補正処理をした後、第3エッジをコントーン処理部62によりコントーン処理して出力し、第3エッジ以外の画素をスクリーン処理部61スクリーン処理して出力してもよい。より第3エッジの強調の強度を大きくすることができる。
2 エッジ処理部
3 第1エッジ抽出部
4 第2エッジ抽出部
5 第3エッジ抽出部
6 階調処理部
61 スクリーン処理部
62 コントーン処理部
63 セレクター
1a 画像処理装置(他の実施の形態)
2a エッジ処理部
21 細線化処理部
22 スムージング処理部
23 ブレンド処理部
1b 画像処理装置(他の実施の形態)
6a 階調処理部
81 出力分離部
82 加算部
Claims (13)
- 画像データの各画素の画素値を用いて、オブジェクトのエッジである画素を判定し、第1エッジとして抽出する第1エッジ抽出部と、
前記画像データをエッジ処理し、当該エッジ処理において、オブジェクトのエッジである画素の画素値又は当該画素とその逆エッジ方向に隣接する画素の画素値を変更するエッジ処理部と、
前記エッジ処理により画素値が変更された画素を、第2エッジとして抽出する第2エッジ抽出部と、
前記第1エッジと前記第2エッジを、第3エッジとして抽出する第3エッジ抽出部と、
前記エッジ処理後の画像データを階調処理する階調処理部と、を備え、
前記階調処理部は、前記エッジ処理後の画像データの各画素が、前記第3エッジであるか否かによって階調処理の処理内容を切り替え、階調処理後の第3エッジの領域を第3エッジ以外の領域より強調する画像処理装置。 - 前記第3エッジ抽出部は、前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素を抽出し、前記第3エッジに加える請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記階調処理は、コントーン処理又はスクリーン処理であり、
前記階調処理部は、前記第3エッジの画素をコントーン処理した画素値を出力し、第3エッジ以外の画素をスクリーン処理した画素値を出力する請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記階調処理部は、
前記第3エッジの画素をコントーン処理した画素値を出力し、第3エッジ以外の画素をスクリーン処理した画素値を出力し、
前記第3エッジのうち、エッジ方向に隣接する各画素のコントーン処理後の画素値の合計を、一定値に調整する請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記階調処理部は、前記第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、
前記第1エッジ及び第2エッジについては、エッジ処理後の画素値の全てをコントーン処理して出力し、
前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、エッジ処理後の画素値のうち、前記一定値から前記第2エッジのコントーン処理される画素値を差し引いた画素値をコントーン処理し、残りの画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力する請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記階調処理部は、前記エッジ処理によりオブジェクトの背景の画素の画素値が変更され、背景の元の画素値が最小値である場合、前記第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、
前記第1エッジ及び第2エッジについては、元の画素値を、コントーン処理して出力し、
前記背景の画素については、エッジ方向に隣接する前記第1エッジ又は第2エッジのエッジ処理後の画素値から、当該第1エッジ又は第2エッジの元の画素値を差し引いた画素値を、コントーン処理して出力し、
前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、エッジ処理後の画素値のうち、前記一定値から、前記第2エッジのコントーン処理される画素値と、前記背景の画素のコントーン処理される画素値とを差し引いた画素値をコントーン処理し、残りの画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力する請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記階調処理部は、前記エッジ処理によりオブジェクトの背景の画素の画素値が変更され、当該背景の画素が中間調の画素値を持つ場合、前記第3エッジのエッジ方向に隣接する各画素のうち、
前記第1エッジ及び第2エッジについては、元の画素値から背景の元の画素値を差し引いた画素値をコントーン処理し、背景の元の画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力し、
前記背景の画素については、背景の元の画素値をスクリーン処理し、エッジ方向に隣接する前記第1エッジ又は第2エッジのエッジ処理後の画素値から、前記第1エッジ又は第2エッジの元の画素値を差し引いた画素値をコントーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力し、
前記第2エッジのエッジ方向に隣接する画素については、エッジ処理後の画素値のうち、前記一定値から、前記第2エッジのコントーン処理される画素値と、前記背景の画素のコントーン処理される画素値とを差し引いた画素値をコントーン処理し、残りの画素値をスクリーン処理し、それぞれの処理後の画素値を加算して出力する請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記一定値は、前記オブジェクトの画素の画素値に、コントーン処理によって強調するエッジ方向の画素数を乗算して得られた画素値である請求項4〜7の何れか一項に記載の画像処理装置。
- 前記階調処理は、スクリーン処理又はコントーン処理であり、
前記階調処理部は、前記第3エッジの画素の画素値をコントーン処理する一方、スクリーン処理し、コントーン処理後の画素値と、スクリーン処理後の画素値のうち、何れか大きい方を選択して出力する請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記階調処理は、スクリーン処理であり、
前記階調処理部は、前記第3エッジの画素に対し、前記第3エッジ以外の画素よりもスクリーン線数が高線数のスクリーン処理を施す請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記階調処理は、γ補正処理であり、
前記階調処理部は、入力値に対する出力値が、第3エッジ以外の画素よりも前記第3エッジの画素の方が大きいγ補正処理を、前記第3エッジの画素に施す請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記エッジ処理は、スムージング処理、細線化処理又はスムージング処理と細線化処理を同時に実行する処理である請求項1〜11の何れか一項に記載の画像処理装置。
- 画像データの各画素の画素値を用いて、オブジェクトのエッジである画素を判定し、第1エッジとして抽出する工程と、
前記画像データをエッジ処理し、当該エッジ処理において、オブジェクトのエッジである画素の画素値又は当該画素とその逆エッジ方向に隣接する画素の画素値を変更する工程と、
前記エッジ処理により画素値が変更された画素を、第2エッジとして抽出する工程と、
前記第1エッジと前記第2エッジを、第3エッジとして抽出する工程と、
前記エッジ処理後の画像データを階調処理する工程と、を含み、
前記階調処理する工程において、前記エッジ処理後の画像データの各画素が、前記第3エッジであるか否かによって階調処理の処理内容を切り替え、階調処理後の第3エッジの領域を第3エッジ以外の領域より強調する画像処理方法。
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