JP2016123062A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】原稿の地肌の検出を正確に実施することができ、原稿の地肌情報に基づいた最適な有彩無彩の判定閾値を設定することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】原稿を読み取り、画像データを取得する読取手段と、読取手段によって取得した画像データの地肌情報を検出する地肌情報検出手段と、前記画像データが有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定する有彩無彩判定手段と、を備え、有彩無彩判定手段は、地肌情報検出手段によって検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更する。【選択図】図５

Description

本発明は、有彩色と無彩色の判定を行う画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。

複写機、ファクシミリ、複合機などの画像処理装置の多くは、読取った原稿がカラーであるのかモノクロであるのかを自動的に判定する機能を有する。このような画像処理装置では、通常、読取った原稿の画像を構成する各画素の彩度、明度などを規定の閾値と比較することにより、原稿がカラーであるかモノクロであるかを自動的に判定し、フルカラーモードで印刷するかモノクロモードで印刷するかを切り替えている。

ＡＣＳ（オートカラーセレクション）アルゴリズムは、例えば、原稿のスキャンデータのそれぞれの画素を有彩色と無彩色とに分離し、有彩色の画素数が一定領域以上続いた場合、原稿はカラーであると判定してカラー判定を行う。

スキャンデータの特定の画素が有彩色であるか無彩色であるかの判定は、スキャンデータの各画素のＲＧＢデータがＲＧＢデータの値が概ね同等の値をとっていれば、その画素はモノクロ画像であると判定を行い、ＲＧＢデータに隔たりがある場合はカラー画素と判定を行う。

特許文献１には、新聞などの紙質が悪い原稿に対しても原稿中の文字などの判定を正確に実施する目的で、原稿の先端のラインから地肌情報を抽出して、地肌情報を文字判定パラメータなどにフィードバックする技術が開示されている。

特許文献２には、コピー実施前に原稿のサイズ、原稿のプレビューイメージを事前に把握してユーザがコピー出力の仕上がりの編集を可能にすることを目的として、第二のエリアセンサで原稿のサイズ、イメージを事前に取得する技術が開示されている。

しかし、今までのＡＣＳ判定アルゴリズムでは原稿の用紙自身が色身を若干帯びていた場合にモノクロデータのみ印字された原稿であるのにも関わらず、カラー判定されてしまうという問題があった。ＭＦＰやプリンタで使用されている白紙の色は厳密には完全に無彩色ではなく、幾分か地肌に色味を帯びている紙も存在する。

また、色味に関しても青みを帯びているもの、黄色みを帯びているもの、紫がかっているものなど多種多様となっているのが実情となっており、あらゆる紙種に対してモノクロ判定が可能となるようにするには、ＡＣＳにおける有彩色の判定パラメータをＲＧＢデータに大きく隔たりがあっても無彩色であると判定できるような有彩無彩の判定閾値を設ける必要がある。

しかし、上記のような有彩無彩の判定閾値を設けると、地肌が無彩色の用紙の原稿中に実際に有彩色で印字されているデータも無彩色であると判定をしてしまい、本来のカラー判定するべき原稿もモノクロであると判定するリスクが存在する。

つまり、地肌の色味を帯びた紙種をモノクロ判定のように有彩無彩の判定閾値を設定すると、地肌が無彩色の原稿に対する自動カラー判定性能を低下させてしまうという問題があった。

また、特許文献１に開示された技術では、原稿のスキャンに使用するラインセンサを使用して、地肌の読み取りを行うため、コピー動作中にＡＣＳ判定を実施する必要があるため、原稿の最初の数ラインから地肌情報を判定する必要があるため、原稿の端部に画像が印字されている場合やショックジターなどが発生している場合は、地肌情報を正確に抽出することができないという問題があった。

さらに、特許文献２に開示された技術では、エリアセンサの情報を有彩色と無彩色とに活用する技術および構成は開示されていないので、地肌が無彩色の原稿に対する自動カラー判定性能を低下させてしまうという問題は解消できていない。

本発明は、前記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、原稿の地肌の検出を正確に実施することができ、原稿の地肌情報に基づいた最適な有彩無彩の判定閾値を設定することができる画像処理装置を提供することである。

かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。

本発明に係る画像処理装置は、原稿を読み取り、画像データを取得する読取手段と、該読取手段によって取得した前記画像データの地肌情報を検出する地肌情報検出手段と、前記画像データが有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定する有彩無彩判定手段と、を備え、該有彩無彩判定手段は、前記地肌情報検出手段によって検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更することを特徴とする。

本発明によれば、原稿の地肌の検出を正確に実施することができ、原稿の地肌情報に基づいた最適な有彩無彩の判定閾値を設定することができる。

本実施形態に係る画像システムを示すブロック図である。 本実施形態に係る画像システムを示す概略図である。 本実施形態に係る画像システムの画像処理部の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るカラーモノクロ判定方法の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係るカラーモノクロ判定方法の処理手順を示す図である。 本実施形態に係る有彩無彩判定手段を示すフローチャートである。 通常の有彩無彩判定閾値を示す図である。 地肌読取装置における地肌色検出手段を示すフローチャートである。 エリアセンサによる原稿読み取りのイメージを示す図である。 地肌読取装置で検出した画像領域のＲＧＢ信号のヒストグラムを示す図である。 地肌検出手段を用いた場合の有彩無彩判定閾値を示す図である。

以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る画像システムを示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る画像システムを示す概略図である。図３は、本実施形態に係る画像システムの画像処理部の構成を示すブロック図である。

図１〜３を用いて、本実施形態の全体構成を説明する。本実施形態の画像形成装置は、原稿の地肌の色味を原稿読取装置とは異なるエリアセンサで取得して原稿の地肌を基にＡＣＳ判定パラメータを変更する。

図１，図２に示すように、本実施形態の画像形成システム１は、原稿供給装置２、地肌読取装置（エリアセンサ）３、画像読取装置４、およびスキャナ・画像処理制御装置５、画像書込装置６を有している。

原稿供給装置２は、読み取り対象となる読み取り原稿を画像読取装置４に供給して、画像書込装置６は画像読取装置４により読み込まれ、スキャナ・画像処理装置５によって画像処理を実施された画像データを紙への印字を行うこと、印刷を実行する。本実施形態における画像書込装置６は従来の画像書込装置と同様の構成、機能を有するので詳しい説明を省略する。

原稿供給装置２は、読み取り原稿を画像読取装置４に供給する。本実施形態では、読み取り原稿７は、予め原稿供給装置２の所定の位置に置かれており、原稿供給装置２は原稿７を一枚ずつ順に画像読取装置４に供給する。本実施形態の原稿供給装置２は一般的なＡＤＦであるので、詳しい説明を省略する。

画像読取装置４は、原稿７を光学的に読取り、複数色に色分解された画像（たとえばＲＧＢ画像）を取得する。画像読取装置４は、制御部１１、画像読取部１２、画像処理部１３、操作部１４、表示部１５を有する。制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１６、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１７、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１８、通信Ｉ／Ｆ部１９を有する。

地肌読取装置３は原稿の地肌の色を読み取り、画像読取装置４内の記録部に格納されている自動カラー判定に使用する有彩無彩の判定閾値を更新する。画像読取装置４は原稿７を光学的に読取り、複数色に色分解された画像（たとえばＲＧＢ画像）を取得する。

本実施形態では、読取られた原稿７がカラーであるのか、あるいはモノクロであるのかを判定するカラーモノクロ判定方法の手順が記述された画像処理プログラムをＣＰＵ１６が実行することにより原稿７がカラーであるのか、モノクロであるのかを判定する。ＣＰＵ１６は、色ずれ認識手段、カラーモノクロ判定用パラメータ設定手段、およびカラーモノクロ判定手段として機能する。カラーモノクロ判定方法の詳細については後述する。

ＣＰＵ１６は、記憶部のＲＯＭ１７に記憶されたカラーモノクロ判定プログラムを記憶部のＲＡＭ１８にロードし、当該プログラムにしたがって、モノクロ原稿のカラー画像取得、原稿画像取得、カラーモノクロ判定用パラメータ設定、およびカラーモノクロ判定の各処理を実行する。

また、ＣＰＵ１６は、読取られた原稿の画像データから印刷画像データを生成して、通信Ｉ／Ｆ部１９を介して画像書込装置６へ出力する。また、ＣＰＵ１６は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介してクライアントＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）から受信した印刷データから印刷画像データを生成して、通信Ｉ／Ｆ部１９を介して画像書込装置６へ出力する。

本実施形態では、記憶部のＲＯＭ１７には、カラーモノクロ判定を実施する画像処理プログラムと、画像処理プログラムで使用されるカラーモノクロ判定用パラメータなどの各種パラメータが記憶されている。

通信Ｉ／Ｆ部１９は、画像読取装置４をたとえばＬＡＮなどのネットワークに接続し、ネットワークの規格に応じてデータを送受信する。また、通信Ｉ／Ｆ部１９は、例えば、クライアントＰＣからの印刷ジョブを受信する。受信した印刷ジョブは、ＣＰＵ１６を介して記憶部のＲＡＭ１８に記憶される。

画像読取部１２は、画像取得手段として、原稿７を光学的に読取り、画像データ信号を取得する。画像読取部１２は、光源、光学系、イメージセンサ、およびアナログ・ディジタル変換回路を有する。画像読取部１２において、光源は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）各色の光を原稿に順次照射する。光学系は、複数のミラーおよび結像レンズを有しており、原稿からの反射光は光学系のミラーおよび結像レンズを通じてイメージセンサに結像される。

イメージセンサは、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）各色に対応する反射光をラインごとに読取り、原稿からの反射光強度に応じて電気信号を生成する。生成された電気信号は、アナログ・ディジタル変換回路において、アナログ信号からディジタル信号に変換され、画像データ信号として画像処理部１３に伝達される。

画像処理部１３は、画像データ信号に対して各種の画像処理を実施する。図３に示すように、画像処理部１３は、シェーディング補正部２１、ガンマ補正部２２、ライン間補正部２３、拡大・縮小処理部２４、色変換処理部２５、画像補正部２６、像域識別処理部２７を有する。

シェーディング補正部２１は、画像読取部１２における、光源の光量の不均一および各画素に対するイメージセンサの出力特性のばらつきを補正し、主走査方向の均一性を確保する。

ガンマ補正部２２は、後段の画像処理に適するように階調特性を調整する。また、ガンマ補正部２２は、機器間の個体差を吸収するため、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）各々について、独立したルックアップテーブル（Ｌｏｏｋｕｐ Ｔａｂｌｅ）を用いて階調値を変換する。

ライン間補正部２３は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）各色の発光タイミングに基づく位置の違いを補正する。（Ｒ，Ｇ，Ｂ）各色の位置の違いは、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）各色の発光タイミング（１／３ラインずつ）の違いによって生じる。
拡大・縮小処理部２４は、画像を拡大または縮小する。具体的には、拡大・縮小処理部２４は、読取り画像の解像度の変換が必要な場合に、画像を拡大または縮小する。

色変換処理部２５は、画像書込装置６の色空間の色値に適した画像データに画像データの形式を変換する。具体的には、画像書込装置６において色材としてＣＭＹＫのトナーを使用している場合には、ＲＧＢ形式からＣＭＹＫ形式に画像データの形式を変換する。

また、画像読取部１２で読取ったデータを例えば、ＰＤＦ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｏｒｍａｔ）ファイル形式でクライアントＰＣにファイル送信するときには、ｓＲＧＢ形式などのモニタの特性に適した画像データの形式に変換する。

画像補正部２６は、画像の特徴に即して画像を補正する。具体的には、画像補正部２６は、文字領域に対してシャープネス処理を実施し、網点領域に対してスムージング処理を実施する。画像補正部２６からの出力信号は、通信Ｉ／Ｆ部１９に伝達される。

像域識別処理部２７は、画素ごとの特徴を解析し、画像補正部２６の補正に必要な各種の属性を識別して出力する。属性としては、たとえばエッジ領域、色画素／黒画素、網点などが挙げられる。色画素として判定された画素が規定数以上多い場合はカラーであると判定を行い、色画素が一定以下で合った場合はモノクロであると判定を行う。

操作部１４は、制御部１１に対するユーザからの操作を受け付ける。具体的には、操作部１４は、タッチパネル、コピー枚数などの数値を入力するためのテンキー、動作の開始を指示するためのスタートキー、動作の停止を指示するためのストップキー、各種設定条件を初期化するリセットキーなどを備える。

表示部１５は、画像形成システム１の状態および設定値の内容などを表示する。具体的には、表示部１５は、液晶パネルディスプレイを備えており、操作部１４を介して入力された数値、入力操作を促すメッセージ、警告メッセージなどを表示する。

以下、図４を参照して、本実施形態の画像形成システム１が実行する画像処理方法としてのカラーモノクロ判定方法について説明する。図４は、第１の実施形態に係るカラーモノクロ判定方法の処理手順を示すフローチャートである。

まず、図１の地肌読取装置３により原稿の地肌の色味取得を行う（ステップＳ１）。原稿の地肌の色味ＲＧＢ値を読み取り、読み取った原稿の地肌のＲＧＢ値に基づきカラーモノクロ判定用パラメータを設定する（ステップＳ２）。その後、原稿供給装置２より画像読取装置４に原稿供給を行い（ステップＳ３）、画像処理部１３にてカラーモノクロ判定を行う（ステップＳ４）。

図５は、本実施形態に係るカラーモノクロ判定方法の処理手順を示す図である。カラーモノクロ判定手段３１においては、原稿の読み取り画像データの各画素に対して、有彩色／無彩色であるかの判定を用いる。有彩色／無彩色か否かの判定に関して、有彩無彩判定手段３２はＲＯＭ１７に保存してある有彩無彩判定閾値３３との比較を行い、有彩色／無彩色であるか否かの判定を行う。

次に、有彩無彩領域判定手段３４は、有彩色であると判定され画素が連続している領域を判定する。その後、連続画素の領域と有彩無彩領域判定閾値３５との比較を行い、閾値以上の領域に有彩色が連続している場合は、カラー判定を行う。これは、スキャナ読み取り時のノイズや色ずれなどによる誤判定を防ぐためである。

図６は、本実施形態に係る有彩無彩判定手段３２を示すフローチャートである。有彩無彩判定手段３２では各画素に対して|Ｒ−Ｇ|,|Ｇ−Ｂ|,|Ｂ−Ｒ|を計算し（ステップＳ１１〜Ｓ１３）、次にこれらの差分の最大値を求め、最大のＲＧＢ差を算出する（ステップＳ１４）。最大のＲＧＢ差を持つ|Ｒ−Ｇ|,|Ｇ−Ｂ|,|Ｂ−Ｒ|を求めたのち、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のいずれの信号が大きいかを判定する（ステップＳ１５）。

ここで、Ｒが最大ならば対象画素はＲ色相であると判定し（ステップＳ１６）、Ｇが最大ならば対象画素はＧ色相であると判定し（ステップＳ１７）、Ｂが最大ならば対象画素はＢ色相であると判定する（ステップＳ１８）。

図７は、通常の有彩無彩判定閾値３３を示す図である。色相判定後、各色相判定結果に基づき、予め設定されている有彩無彩判定閾値３３と最大のＲＧＢ差を比較し（ステップＳ１９）、ＲＧＢ差が有彩無彩判定閾値３３より大きいかを判定する（ステップＳ２０）。

ＲＧＢ差が閾値より大きい場合（ステップＳ２０、Ｙｅｓ）、有彩色である（ステップＳ２１）。ＲＧＢ差が閾値より小さい場合（ステップＳ２０、Ｎｏ）、無彩色である（ステップＳ２２）。本実施形態では、有彩無彩判定閾値３３を地肌読取装置３で読み取った結果に基づき設定する。

図８は、地肌読取装置３における地肌色検出手段を示すフローチャートである。図９は、エリアセンサによる原稿読み取りのイメージを示す図である。図１０は、地肌読取装置３で検出した画像領域のＲＧＢ信号のヒストグラムを示す図である。図１１は、地肌検出手段を用いた場合の有彩無彩判定閾値４１を示す図である。

図８〜１１で本実施形態における地肌読取装置３における地肌読み取り方法、ＡＣＳ閾値判定パラメータの設定方法を説明する。図９に示すように、エリアセンサにて原稿画像の取得を行い（ステップＳ２１）、画像のエッジの検出を行うことで（ステップＳ２２）、エッジ成分の特徴量から原稿領域を検出する（ステップＳ２３）。図９はエリアセンサの読み取りイメージであるが、エッジ判定を行うことにより原稿部分のみを検出する（ステップＳ２４）。

本実施形態におけるエリアセンサは原稿の地肌を読み取ることのみを目的としているので、実際に原稿を読み取るラインセンサよりも遥かに低解像度のセンサを用いることができるため、低コストで自動カラー判定性能を確実に向上することができる。また、原稿全面から地肌を検出することが可能になるので、端部に画像が印字されている場合やショックジターが発生している場合でも地肌を確実に検出することができる。

図１０に示すように、原稿領域の色画素のヒストグラムの取得を行い（ステップＳ２５）、ヒストグラムの低濃度側のピーク値を地肌として検出して、このピーク値をＲＧＢごとに算出して地肌読み取り値とする（ステップＳ２６）。原稿側の地肌の色を特定することができる。また、エリアセンサを設けて撮影することの効果は、エリアセンサを用いることで原稿全体のＲＧＢ信号値からピーク値を算出して地肌情報を取得できる。

この地肌読み取り結果のＲＧＢ差を基に有彩無彩判定閾値４１を設定する（ステップＳ２７）。原稿の地肌を考慮していない場合は、図７に示すようなテーブルになる。しかし、地肌のＲＧＢ値の色相判定結果が赤色相であり、かつＲＧＢ差が１０であった場合、図１１に示すように、赤色相の判定閾値に１０を足して２０とする。地肌が赤めの原稿であった場合でも、確実に地肌を無彩色であると判定でき、原稿の地肌に応じた最適なＡＣＳ判定が可能となる。原稿の色味を有彩色であると判定することを防ぐことができる。

本実施形態によれば、原稿を読み取るラインセンサとは異なるエリアセンサで地肌情報を読み取り、自動カラー判定パラメータにフィードバックするので、原稿の地肌の検出を正確に実施することができ、原稿の地肌情報に基づいた最適な有彩無彩の判定閾値を設定することができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

１ 画像形成システム
２ 原稿供給装置
３ 地肌読取装置
４ 画像読取装置
５ スキャナ・画像処理制御装置
６ 画像書込装置
１２ 画像読取部
１３ 画像処理部
２１ シェーディング補正部
２２ ガンマ補正部
２３ ライン間補正部
２４ 拡大・縮小処理部
２５ 色変換処理部
２６ 画像補正部
２７ 像域識別処理部
３１ カラーモノクロ判定手段
３２ 有彩無彩判定手段
３３ 有彩無彩判定閾値
３４ 有彩無彩領域判定手段
３５ 有彩無彩領域判定閾値

特開平５−６３９７３号公報 特開２００５−１６７９３４号公報

Claims (9)

1. 原稿を読み取り、画像データを取得する読取手段と、
   該読取手段によって取得した前記画像データの地肌情報を検出する地肌情報検出手段と、
   前記画像データが有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定する有彩無彩判定手段と、を備え、
   該有彩無彩判定手段は、前記地肌情報検出手段によって検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更することを特徴とする画像処理装置。
2. 平面状に並んだ複数の受光素子によって原稿を撮影し、第一の画像データを取得する第一の読取手段と、
   直線状に並んだ複数の受光素子によって原稿を読み取り、第二の画像データを取得する第二の読取手段と、
   前記第一の読取手段によって取得された前記第一の画像データの地肌情報を検出する地肌情報検出手段と、
   前記第二の読取手段によって取得された前記第二の画像データが、有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定する有彩無彩判定手段と、を備え、
   前記有彩無彩判定手段は、前記地肌情報検出手段によって検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記地肌情報検出手段は、前記画像データにおける原稿領域の色相毎の信号値を画素毎に検出し、色相毎に最も多い信号値を地肌情報として検出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記地肌情報検出手段は、前記第一の画像データにおける原稿領域の色相毎の信号値を画素毎に検出し、色相毎に最も多い信号値を地肌情報として検出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
5. 前記有彩無彩判定手段は、前記地肌情報が最も高い色相の信号値の閾値を高くすることを特徴とする請求項１乃至４に記載の画像処理装置。
6. 原稿を読み取り、画像データを取得するステップと、
   取得した前記画像データの地肌情報を検出するステップと、
   前記画像データが有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定するステップと、
   前記検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更するステップと、
   を有することを特徴とする画像処理方法。
7. 原稿を読み取り、画像データを取得する処理と、
   取得した前記画像データの地肌情報を検出する処理と、
   前記画像データが有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定する処理と、
   前記検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更する処理と、
   をコンピュータに実行させるプログラム。
8. 平面状に並んだ複数の受光素子によって原稿を撮影し、第一の画像データを取得するステップと、
   直線状に並んだ複数の受光素子によって原稿を読み取り、第二の画像データを取得するステップと、
   前記取得された前記第一の画像データの地肌情報を検出するステップと、
   前記取得された前記第二の画像データが、有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定するステップと、
   前記検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更するステップと、
   を有することを特徴とする画像処理方法。
9. 平面状に並んだ複数の受光素子によって原稿を撮影し、第一の画像データを取得する処理と、
   直線状に並んだ複数の受光素子によって原稿を読み取り、第二の画像データを取得する処理と、
   前記取得された前記第一の画像データの地肌情報を検出する処理と、
   前記取得された前記第二の画像データが、有彩画像であるかまたは無彩画像であるかを判定する処理と、
   前記検出された地肌情報に基づいて、判定に用いる色相毎の信号値の閾値を変更する処理と、
   をコンピュータに実行させるプログラム。

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