JP2755972B2

JP2755972B2 - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JP2755972B2
Application number: JP63298967A
Authority: JP
Inventors: 宏司鷲尾; 誠一郎平塚; 正彦松縄
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1988-11-26
Filing date: 1988-11-26
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH02144567A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、フルカラーコピーが可能な電子写真式デ
ィジタルカラー複写機などに適用して好適なカラー画像
処理装置、特に黒文字を主体としたモノクロ画とカラー
画とを判別してカラー・モノクロ混在画処理を可能にし
たカラー画像処理装置に関する。

［発明の背景］フルカラーコピーが可能な電子写真式ディジタルカラ
ー複写機などでは、原稿のカラー画像情報を忠実に再現
してコピーできなくてはならない。

したがって、１枚の原稿の中にカラー写真画のような
カラー画と、黒文字のようなモノクロ画とが混在した画
像が存在する場合でも、カラー画はカラー画として、モ
ノクロ画はモノクロ画として夫々忠実に再現する必要が
ある。

この場合、カラー画像を例えば、イエローY,マゼンタ
M,シアンＣの３色で全ての色（フルカラー）を再現しよ
うとする場合、あるいはこれらにクロ（墨）BKを加えた
４色でフルカラーを再現しようとする場合において、原
稿が黒文字のようなモノクロ画であるときには、上述し
た３色若しくは４色を使用してモノクロ画が再現される
ことになる。

しかし、３色でモノクロ画を再現する場合には、どう
しても黒色の高濃度領域を充分に再現することができな
い。つまり、薄くなってしまう。また、３色の現像剤を
重ね合わせて黒を再現する場合、画素ズレや現像特性な
どによって、特にエッジ部で黒色が再現されずに、異な
った色が付いてしまうことが起こり易い。色ズレのある
モノクロ画は非常に見ずらい。

このような点を考慮すると、黒文字のときにはBKのみ
を使用してモノクロ画を再現すればよい。

［発明が解決しようとする課題］ところで、このようにカラー画とモノクロ画とを夫々
別々の画像処理系を用いて処理する場合には、カラー画
とモノクロ画とが混在した混在画を処理するとき問題と
なる。

それは、カラー画を中心に画像処理するとカラー画に
混在するモノクロ画の画質が劣化してしまうからであ
る。

そこで、この発明ではこのような点を考慮したもので
あって、特にカラー画とモノクロ画とが混在する混在画
を処理する場合においても、両者の画質を損ねることな
く画像処理できるようにしたカラー画像処理装置を提供
するものである。

［課題を解決するための手段］上述の問題点を解決するために、この発明に係るカラ
ー画像処理装置は、R,G,Bの３色の入力画像情報を処理
するカラー画像処理装置であって、R,G,Bの３色の入力
画像情報に基づいてカラー画処理をするカラー画処理手
段と、R,G,Bの３色の入力画像情報のうちＧ色の入力画
像情報のみに基づいてモノクロ画処理をするモノクロ画
処理手段と、R,G,Bの３色の入力画像情報を入力し、画
素毎に無彩色か有彩色かを判別する無彩色判別手段と、
この無彩色判別手段の判別結果が無彩色の場合にはモノ
クロ画処理手段から出力された処理信号を、また、その
判別結果が有彩色の場合にはカラー画処理手段から出力
された処理信号を選択出力するセレクタとを備えたこと
を特徴とするものである。

［作用］入力画像情報（モノクロ若しくは、カラー）はカラー
画処理手段20とモノクロ画処理手段25とに供給され、一
方ではカラー画処理がなされ、他方ではモノクロ画処理
がなされる。そのうち、モノクロ画処理手段25には入力
カラー画像情報のうち、特に輪郭情報を含む信号（例え
ば、縁信号Ｇ）が明暗信号として供給される。

入力画像情報はさらに無彩色判別手段30にも供給され
て、入力画像情報が無彩色であるか有彩色であるかが判
別され、有彩色であるときにはカラー画処理手段20から
の出力が選択され、無彩色であるときにはモノクロ画処
理装置25からの出力が選択される。

このような無彩色判別手段30を利用すれば、カラー画
とモノクロ画とが混在していても、夫々に対応した画像
処理装置を行なうことができるから、カラー画とモノク
ロ画とを夫々画質を損ねることなく処理できる。

また、この発明によれば、入力画像の情報の中でＧ色
の入力画像情報が明暗信号としてモノクロ画処理手段に
供給されるので、モノクロ画処理手段の構成を簡略化す
ることができる。

［実施例］以下、この発明に係るカラー画像処理装置の一例を、
上述した電子写真式ディジタルカラー複写機に適用した
場合につき、第１図以下を参照して詳細に説明する。

第２図はこの発明に係るカラー画像処理装置10の概略
構成を示すものであって、このカラー画像処理装置10は
スキャナー部10A、画像処理部10B及びプリンタ部10Cで
構成される。

スキャナー部10Aとは、光学的に走査して得た原稿の
画像情報に関する光学像を電気信号に変換するまでの一
連の処理系をいう。この電気信号として本例では３原色
の画像信号（アナログ信号）R,G,Bを示す。

プリンタ部10Cとは、最終的に画像処理部10Bより出力
された画像信号（パルス幅変調（PWM）処理された出
力、多値化処理された出力など）に基づいて、これを可
視像として記録するまでの処理系をいう。

プリンタ部10Cとして本例では、感光体ドラムを使用
した電子写真式記録方式が採用され、その静電潜像を形
成する光源としては半導体レーザが使用される。したが
って、このプリンタ部10Cは電子写真式レーザプリンタ
として構成されている。

半導体レーザと感光体ドラムを使用してカラー画像を
現像する例として、以下に示す例は、第３図のように、
Y,M,C,BK各色ごとに現像剤（トナー）を感光体ドラム上
で重ね合わせて所定の色を再現している。したがって、
この例によれば転写ドラムは使用されない。

画像処理部10Bは、入力した画像信号に適切に画像処
理を行なうための処理部であって、具体的には変倍処
理、フィルタリング処理、網かけ処理、PWM化処理など
を指し、カラー画像の場合にはこれらの処理の他にさら
に、カラーゴースト処理などを指す。

これらの他に、後述するプリンタ部10Cの対象となる
画像信号に変換する色変換処理系が含まれる。この色変
換系はこの発明の要部であって、第２図に示すようにこ
の色変換処理系は、カラー画処理手段20、モノクロ画処
理手段25、無彩色判別手段（カラーコード発生手段）30
及びセレクタ32で構成される。

無彩色の判別手段30の判別出力と、後述する白黒／カ
ラー判別手段47の判別出力に基づいて形成されたスキャ
ンコードと呼ばれる３ビットのディジタル信号がセレク
タ32に供給されて、カラー画像若しくはモノクロ画の何
れかが選択される。

カラー画処理手段20では、R,G,B3色が、Y,M,C,BKの４
色に変換される場合を例示する。Y,M,C,BKの４色とした
のは、プリンタ部10Cの出力系の色（色調）と合わせる
ためである。モノクロ画処理手段25にはＧ信号がその明
暗信号（明度信号）として供給される。

第３図は、このように構成されたディジタルカラー複
写機のうち、特にその機構部の一例を示すものである。

スキャナー部10Aから説明する。カラー複写機に備え
られたコピー釦をオンすることによってスキャナー部10
A（原稿読み取り部）が駆動される。

まず、原稿台81の原稿82が光学系により光走査され
る。

この光学系は、ハロゲンランプ（若しくは蛍光灯）86
及び反射ミラー87が設けられたキャリッジ84,Vミラー89
及び89′が設けられた可動ミラーユニット88で構成され
る。

キャリッジ84及び可動ユニット88はステッピングモー
ター（図示しない）により、スライドレール83上をそれ
ぞれ所定の速度及び方向に走行せしめられる。92,93は
ローラ、95はベルトである。

光源としてハロゲンランプを用いる場合、IRカットフ
ィルタをレンズ手前に入れた系を用いる。

カラー原稿の光走査に際しては、光学に基づく特定の
色の強調や減衰を防ぐため、市販の温白色系の蛍光灯を
光源86として使用してもよい。

この場合、ちらつき防止のため、これら蛍光灯86は、
約40kHzの高周波電源で点灯、駆動される。また管壁の
定温保持あるいは、ウオームアップ促進のため、ポジス
タ使用のヒーターで保温されている。

ハロゲンランプ86により原稿82を照射して得られた光
学情報（画像情報）が反射ミラー87、Ｖミラー89,89′
を介して、光学情報変換ユニット100に導かれる。

プラテンガラス81の左端部側には標準白色板97が設け
られている。これは、標準白色板97を光走査することに
より画像信号（白色信号）を基準の白色信号（基準信
号）に正規化するためである。

光学情報変換ユニット100は、レンズ101の他に分光系
102を有する。分光系102は第５図に示すように、４枚の
プリズム103A〜103Dと２枚のダイクロイックコート膜10
5,106で構成される。

105は赤Ｒを反射するダイクロイックコート膜、106は
青Ｂを反射するダイクロイックコート膜である。夫々の
反射光である色分解像は対応する光学センサ、この例で
はCCD107〜109に結像される。夫々の色分解像は各CCD10
7〜109によって電気信号（画像信号）に変換される。

プリンタ部10C（画像書き込み部）は偏向器935を有す
る。偏向器935としては、ガルバノミラーや回転多面鏡
などの他、水晶等を使用した光偏向子からなる偏向器を
使用してもよい。

色信号により変調されたレーザビームはこの偏向器93
5によって偏向走査され、偏向されたレーザビームがレ
ンズ116及びミラー117による光路を経て像形成体80上に
結像される。

偏向走査が開始されると、レーザビームインデックス
センサー（図示せず）によりビーム走査が検出されて、
第１の色信号（例えばＹ信号）によるビーム変調が開始
される。

第１の色信号を何色の信号とするか、さらには第２、
第３の色信号を何色の信号とするかを決めるのは、装置
本体制御部から出力されたスキャンコードと呼ばれる３
ビットのデジタル信号のビット内容になる。

電器121によって一様な帯電が付与された像形成体
（感光体ドラム）80上をレーザビームが光走査する。

レーザビームによる主走査と、像形成体80の回転によ
る副走査とにより、像形成体80上にはＹ信号に対応した
静電潜像が形成される。

この静電潜像は、イエロートナーを収容する現像器12
2によって現像される。現像器122には高圧電源からの所
定のバイアス電圧が印加されている。現像によりイエロ
ートナー像が形成される。

現像器122のトナー補給はシステムコントロール用のC
PU（図示せず）からの指令信号に基づいて、トナー補給
手段（図示せず）が制御されることにより、必要時トナ
ーが補給されることになる。

イエロートナー像はクリーニングブレード127の圧着
が解除された状態で回転され、次に第１の色信号の場合
と同様に、第２の色信号（例えばＭ信号）によってイエ
ロートナー像上に重ねて静電潜像が形成される。そし
て、現像器123に収容されたマゼンタトナーを使用して
マゼンタトナー像が現像される。

このような静電潜像処理及び現像処理がシアン及びク
ロの順で実行され、所要の多色トナー像が像形成体80上
に形成される（第３図参照）。124はシアンの現像器、1
25はクロの現像器である。

モノクロ画のときには１回の現像処理によってモノク
ロ像が像形成体上に形成される。カラー画像とモノクロ
画とが混在するときには、計４回の現像処理によってカ
ラー画像が再現される。

この場合、カラー画像内の黒色はY,M,C,BKを使用し
て、モノクロ画のときにはBKのみを使用して黒色が再現
される。カラー画及びモノクロ画の夫々に黒色が存在す
るときには、カラー画とモノクロ画の夫々に対応して得
られるカラーコードによって、カラー画処理手段20の出
力を選択するか、モノクロ画処理手段25の出力を選択す
るかが決定される。

現像処理としては、上述したように、高圧電源からの
交流及び直流バイアス電圧が印加された状態において、
像形成体80に向けて各トナーを飛翔させて現像するよう
にした、いわゆる非接触２成分ジャンピング現像の例を
示した。

一方、給紙装置141から送り出しロール142及びタイミ
ングロール143を介して送給された記録紙Ｐは、像形成
体80の回転とタイミングをあわせられた状態で、像形成
体80の表面上に搬送される。そして、高圧電源から高圧
電圧が印加された転写極130により、多色トナー像が記
録紙Ｐ上に転写され、かつ分離極131により分離され
る。

分離された記録紙Ｐは定着装置132へと搬送されるこ
とにより定着処理がなされてカラー画像が得られる。

転写終了した像形成体80はクリーニング装置126によ
り清掃され、次の像形成プロセスに備えられる。

クリーニング装置126においては、ブレード127により
清掃されたトナーの回収をしやすくするため、ブレード
127に設けられた金属ロール128に所定の直流電圧が印加
される。この金属ロール128が像形成体80の表面に非接
触状態に配置される。

ブレード127はクリーニング終了後、圧着を解除され
るが、解除時、取り残される不要トナーを除去するた
め、さらに補助クリーニングローラ129が設けられ、こ
のローラ129を像形成体80と反対方向に回転、圧着する
ことにより、不要トナーが十分に清掃、除去される。

第６図にはこの発明に係るカラー画像処理装置10のう
ち、特に回路系の具体例である。したがって、同図は画
像処理部10Bの詳細を示している。

CCD107〜109より出力された画像信号R,G,Bは入力端子
1R〜1Bを経てA/D変換器２〜４に供給されることによ
り、所定ビット数、この例では８ビットのデジタル信号
に変換される。A/D変換と同時にシェーディング補正さ
れる。５〜７はシェーディング補正回路を示す。

シェーディング補正回路５〜７は同一に構成される。
シェーディング補正回路５を例示すると、これは第７図
に示すように、本例では15水平ライン分のメモリ5Aと、
16水平ラインの平均値をとる平均値回路5Bとで構成さ
れ、平均化された白色信号（正規化信号）がA/D変換器
２〜４の基準信号として使用される。

シェーディング補正されたディジタル画像信号は濃度
変換系に供給される。

本例では、標準濃度変換回路11〜13の他に、調整用の
濃度変換回路15〜17が夫々設けられている。何れの濃度
変換回路11〜13,15〜17も、ROMによるルックアップテー
ブル（LUT）構成を採り得る。

濃度変換は画像信号の輝度レベルと濃度の関係が、第
８図曲線Laに示すように非線形特性であるため、これを
補正するために設けられたものである。標準濃度変換回
路11〜13の出力は無彩色判別手段として機能するカラー
コード発生手段30に供給される。

調整用の濃度変換回路15〜17において、好みのガンマ
特性が選択され、これによって好みの色バランスが得ら
れる、夫々の調整濃度変換回路15〜17には例えば、第９
図曲線Lb〜Ldに示すような複数のガンマ特性に対応した
濃度データが格納されている。そして、端子8aによりR,
G,B用のマニュアルセレクト信号が供給され、これによ
って濃度調整回路８から対応するガンマ特性を選択する
ための濃度選択信号（R/G/B）が調整濃度変換回路15〜1
7に供給される。

R,G,B用及び後述するように端子8bより供給されるBK
用のマニュアルセレクト信号はカラー複写機に設けられ
た操作パネル（図示しない）側でセッテイングされる。

なお、本例ではＲ及びＧの濃度信号は６ビットデータ
が使用され、Ｂの濃度信号は５ビットデータが使用され
ている。

このように色バランス調整のため所定のガンマ特性が
付与された濃度変換出力ＤR,DG,DBが画像処理用の信号
として使用されたものであって、まずカラー画処理手段
20に供給される。

カラー画処理手段20では、具体的にはR,G,B3色の濃度
信号を、プリンタ部10Cの出力系の信号と合わせるため
例えばY,M,C,BK4色の濃度信号（６ビットデータ）に変
換する色分離処理が行なわれる。

そのため、カラー画処理手段20にはY,M,C,BK専用の変
換ROM21〜24が設けられ、入力濃度信号によってY,M,C,B
Kの各濃度信号が参照される。

ここで、R,G,Bの濃度信号からY,M,C,BKの濃度信号に
変換するには、周知の変換式（線形マスキング法など）
を利用することも考えられるが、この変換式では誤差が
大きいため、再現色とオリジナル色とのずれが大きい。

本例ではこの点を改善すべく、特にオリジナル色との
ずれができるだけ少なくなるように、コンピュータを使
用したシミュレーションの結果を濃度データとして夫々
のカラー画処理手段20に格納するようにした。

どのようなデータを格納するかについて、その一例を
以下に示す。

原稿と同じ色調を再現するために、本例では色差など
の判別量（ここではΔＥ^＊abを用いる）により、色差が
最小になるような濃度データが生成される。生成手順の
一例を以下に示す。

I.色票の作成・色計測先ず、プリンタ部10Cの出力特性を調べるために、色
票を作成する。本例ではプリンタ部10CでY,M,C,BK各４
値の濃度段階を出力するの能力を備えている。本例のデ
ィジタル複写機ではトナー同士を重ね合わせるので、色
トナーで表現できる色は、4⁴＝256色である。

これらの色をプリンタ部10Cに出力させて色票を得
る。得られた色票はスキャナー部10Aの原稿台に載せら
れ、スキャンによってR,G,B各８ビットの明度信号に変
換される。このR,G,B明度信号をCIEのXYZ座標に変換
し、データとして保存しておく。

II.RGB→XYZ変換マトリックス演算（Ｉ）のR,G,B信号をCIE・XYZ座標に変換するために
はスキャナー部10Aの特性を調べなくてはならない。そ
こで、マンセル色票の中から20色程度の色紙を選び、こ
れを色彩計により計測し、色紙のCIE・XYZ座標系での値
を得る。

次に、色紙をスキャナー部10Aの原稿台の上に載せて
スキャンすることにより、色紙のスキャナー部10Aによ
るR,G,Bの明度信号を得る。

この様にして（Ｉ）、（II）で得られた色紙の２種類
の値には、線形の関係があるので、以下の式が成立す
る。

ここで、ａ〜ｉのパラメータは前記２種類の値から最
小２乗法による近似で求められる。すなわち、ａ〜ｉの
パラメータを求めることにより、スキャナー部10Aによ
るR,G,Bの信号をXYZ表色系に変換することができ、スキ
ャナー部10Aの特性が調べられる。

III.ドットパターン生成のシミュレーションプリンタは前述したように１ドットで256色の表示が
可能であるが、色再現には更に多くの色の表示能力が必
要となる。

この問題を解決するために、本例では４値ディザ法を
用いることにする。これは４×４のドットサイズを持つ
閾値マトリックスを３枚用い、入力を０〜48の整数値、
出力を４×４のサイズを持つ４値の信号とすることを可
能にする。

この膨大な再現色をプリンタに出力してそれらを全て
測色することは多大な労力を要する、そこで、ドットパ
ターンの生成、測色は全て計算機によるシミュレーショ
ンで行なう。以下にその具体例を説明する。

この例ではBK（黒）の信号すなわち黒トナー量をなる
べく多く使うような処理が施されている。色彩印刷にお
いて、Y,M,Cの各インクが同一の場所に重なることは、
黒を意味する。その黒の成分を黒インクにおきかえ、他
の有彩色インクの使用量を抑えるような処理は一般に、
墨入れ（UCA）及び下色除去（UCR）と呼ばれている。

本例でも色信号Y,M,Cがすべて０レベルにより大きい
場合は、Y,M,Cのいずれかが０になるように、C,M,Yの信
号のレベルを均等に下げ、代りにその分の黒レベルを上
げるといった手法を用いている。式で表わせば以下のよ
うになる。

BK＋Ｐ×min（C,M,Y）＝BK′ C−BK×Ｓ＝Ｃ′ M−BK×Ｓ＝Ｍ′ Y−BK×Ｓ＝Ｙ′ ここで、「min（）」は（）内の数値のうちで最
小の値をとる関数、ＰはBKトナーの置き換えの度合を示
すパラメータである。

ＳはUCAとUCRの切換スイッチで、UCR時はＳ＝１、UCA
時はＳ＝０となる。この例では、Ｐ＝１、Ｓ＝１に設定
し、結果的に100％のUCRが行なわれるようにした。

この例ではBK′はYMCの黒成分のみから得られるよう
に、上の式でBK＝０とした。ゆえに、プリンタによる再
現色の種類は49の３乗に絞られたことになる。しかしな
がら、再現色数としては十分なものであり、色再現に影
響を及ぼすことはないと行って差し支えない。

さて、次に49の３乗に及び再現色ドットパターンを発
生させる。先ず、Y,M,Cの信号（０〜48）が一つ決めら
れる。例えば、Ｙ＝30、Ｍ＝20、Ｃ＝10 の場合は、Ｙ′＝20、Ｍ′＝10、Ｃ′＝０、BK′＝０に変換される。

これらＹ′,M′,C′,BK′の値はそれぞれ第10図に示
す閾値マトリックスを介して、多値（０〜３）のマトリ
ックスに変換される。

閾値マトリックスは３つからなり、例えば１つ目のマ
トリックスは１〜16、２つ目は17〜32、３つ目は33〜48
の数字がランダムに配列されている。ここで、今決めた
Y,M,Cの値がマトリックスの左上隅の点であるとする
と、Ｙ′は１〜17より大きく、33より小さいので２とな
る。同様に、Ｍ′は１、Ｃ′は０、BK′は１となる。こ
れらＹ′,M′,C′,BK′は４つの多値マトリックスは第1
1図のように重ね合わされ、多値のドットパターンが得
られる。

ここで、同じ位置のＣ′,M′,Y′,BK′の値は（Ｉ）
で作成した色票の色に対応している。例えば、マトリッ
クスの一番左上のＣ′,M′,Y′,BK′の値が、Ｃ′＝1,M′＝2,Y′＝0,BK′＝２とすれば、その位置には（Ｉ）の色票の色のうち、シア
ンのレベルが1,マゼンタのレベルが2,イエローのレベル
が0,黒のレベルが２である色が対応する。

色票の色は（Ｉ）の段階で既に、CIE・XYZの値に変換
されているため、新たにそれらの値が配列されたディザ
マトリックスができ上がる。

第12図はこの様なマトリックスを説明するための説明
図である。プリンタ部10Cによる再現色は第12図のよう
な４×４ドットの大きさを持つ領域の平均色として表わ
せる。ゆえに、プリンタ部10Cによる再現色のCIE・XYZ
座標での値をX,Y,Zとすれば、となる。これは実際に出力する際にドットの大きさが一
定であるという条件を伴う。若し、ドットの大きさが、
その（Ｉ）によって異なるときは、以下の式を用いれば
よい。

すなわち、但し、Siはドットが示す面積である。

このようにして小領域の平均色すなわちプリンタ部10
Cによる再現色がシミュレーションのレベルで計算でき
る。以下同様にして、CMYのパラメータを０〜48にそれ
ぞれ独立に設定し、合計49³の再現色を計算する。

さて、（II）によってスキャナー部10Aによって読み
込まれた原稿の色はCIE・XYZの値に変換することが可能
となり、（III）によってプリンタ部10Cがマトリックス
サイズ４×４の４値ディザを併用した場合の全ての再現
色がCIE・XYZの値によって得られる。

IV.カラーマッチング原稿となるべく同じ色調を保つように（II）と（II
I）のデータを結び付け、その関係を色調再現処理情報
（参照用濃度データ）として得る場合についてのべる。

この例では、スキャナー部10Aによって読み取られた
原稿の明度信号が濃度変換され、Ｒ＝Ｇ＝６ビット,B＝
５ビットのディジタル信号になったときから始める。こ
の時の信号を全ての場合（R,G＝０〜63,B＝０〜31）に
ついて発生される。そして、その都度、以下の処理を行
なう。

濃度変換されたRGBの信号は（II）によってXYZに変換
され、その後、均等色空間の座標上に変換される。この
例では、CIE・Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等色空間への変換を行な
っているが、その他にCIE・Ｌ^＊ｕ^＊ｖ^＊やLHCなども有
効である。

CIE・Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等色空間の変換式は以下の通り
である。

Ｌ^＊＝116（Y/Yo）−16 ａ^＊＝500［（X/Xo）−（Y/Yo）］ｂ^＊＝200［（Y/Yo）−（Z/Zo）］次に、このＬ^＊ａ^＊ｂ^＊で表わされた色に最も近いも
のを（III）のプリンタによる49の３乗の色の中から選
び出す。このとき、色の類似性を表わす判別量が重要で
あるが、それは均等色空間上のユークリッド距離を用い
れば良い。

比較すべき信号を均等色空間上に表わしたのは、均等
色空間に於ける２点間の距離が人間の色差感覚になるべ
く一致するように、均等色空間がデザインされていると
いう利点があるからである。

よって、スキャナー部10Aからの色に一番近い色と
は、その距離（色差,CIE・Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間ではΔＥ
^＊ab）が最短となるようなものであり、それをプリンタ
部10Cによる再現色の中から選びだすような計算処理を
行ない、得られた関係（スキャナー部10A側からのR,G,B
濃度信号とプリンタの再現色を表わすY,M,C,BKの信号と
の関係）とすれば良い。

なお、以上の方法により、原稿の色がトナーの色域内
にない場合にも最も近い色を選び出し、これを濃度信号
として出力することができる。

第13図はこの色調再現の様子を示す説明図である。

この図において、スキャナー部10A側の信号は、プリ
ンタ部10Cの再現色域以外に存在しているが、ΔＥ^＊ab
が最も小さな色を再現色として選び出す。ΔＥ^＊abが最
小ということは、最も見分けにくい色であることを意味
している。

この場合の問題として、計算機の処理時間を大幅に必
要とすることと、色調再現処理情報を蓄えるための大容
量のメモリが必要となることがある。前者については大
型計算機を用いれば数十分で処理可能であり、また、後
者についてもメモリの価格が下がっているために解決可
能である。

このようにして作成された濃度信号がカラー画処理手
段20の夫々に格納されているが、このカラー画処理手段
20の他に、モノクロ画の処理手段25も設けられ、これに
は画像情報の輪郭情報を含むＧ信号が画像情報の明度信
号として供給されて、本例では64階調をもった濃度デー
タに変換される。

さて、このモノクロ画処理手段25には、上述した濃度
調整回路８から黒レベル用の濃度調整信号が供給され
て、黒レベルがコントロールされると共に、自動濃度調
整回路（EE回路）27からの地肌調整信号が供給される。

したがって、モノクロ画処理手段25に格納された濃度
データとしては、地肌レベルの異なる夫々複数のガンマ
特性に対応した複数の濃度データ（64階調分）が用意さ
れる。

そして、黒レベル用の濃度調整信号によってガンマ特
性が指定され、地肌調整信号によって地肌レベルが選択
される。地肌レベルの調整はガンマ特性を入力軸である
明度信号軸方向にシフトする処理に他ならない（第９図
一点鎖線図示）。

黒レベル用の濃度調整信号を、色バランス調整用の濃
度調整信号とは別個に独立させたのは、色バランス調整
に伴なって黒レベルが変動しないようにするためであ
る。

モノクロ画処理でも地肌レベルを調整できるようにし
たのは、特に原稿のうち灰色部分の地肌部分を除去して
鮮明な再現するようにするためである。

これは、例えば古新聞のように地肌が黄色味がかって
いるとき、この地肌部分を除去してコピーすれば、より
鮮明な画像としてコピーできるからである。このような
ことからEE回路27にはモノクロ画処理手段25の出力が濃
度情報として供給される他、無彩色画像のときのみ地肌
レベル調整（自動濃度調整）を行なうため、カラーコー
ドデータ（後述する無彩色を示す「00」若しくは「11」
のカラーコード）が供給される。

EE回路27の使用、不使用は端子28に供給されるEEセレ
クト信号（マニュアルによって選択）の有無によってコ
ントロールされるが、黒レベルの濃度調整信号がマニュ
アルでセレクトされたときには、地肌レベルの自動調整
を禁止するようにも構成することができる。

カラー画処理手段20により出力された濃度信号（便宜
的に、色信号と同一の記号Y,M,C,BKで示す）及びモノク
ロ画処理手段25により出力されたモノクロ用の濃度信号
MONOは、夫々セレクタ32に供給され、カラー画のときに
はカラー画処理手段20により出力された濃度信号が選択
され、無彩色のときにはモノクロ画処理手段25により出
力された濃度信号が選択される。

このような処理を達成するため、カラーコード発生手
段30が設けられている。カラーコード発生手段30には標
準濃度変換回路11〜13からのR,G,B濃度信号が供給さ
れ、その濃度の組合せによって有彩色と無彩色と画像情
報に応じたカラーコード（２ビット）が出力される。し
たがって、このカラーコード発生手段30はROMで構成し
た方が便利である。

第14図はカラーコードと、それによって選択される濃
度信号との関係を示す、本例では、同じカラー画の場合
でもY,M,Cの３色と、Y,M,C,BKの４色を選択できるよう
になされているが、説明の便宜上第14図の例はY,M,C,BK
4色とモノクロ画に関係するカラーコードのみ記述して
ある。

混在画の場合には、上述したように混在の状態に応じ
てカラーコードが出力されるから、スキャンコードとカ
ラーコードとの関係によって、画素単位で４色の濃度信
号とモノクロ画の濃度信号とが選択される。

選択された６ビットの濃度信号とカラーコードは、カ
ラーゴースト補正回路40に供給される。

カラー画処理手段20の構成によっても相違するが、黒
文字の周辺にシアン、マゼンタ、イエロー若しくはその
混色がそのエッジ部で現れるので、これらのカラーゴー
ストを除去するために設けられている。

カラーゴーストの補正はカラーコードについてのみ行
なえばよいので、カラーゴースト検知手段41,42におい
て、主走査方向（水平走査方向）及び副走査方向（ドラ
ム回転方向）でのカラーゴーストが検知される。主走査
方向のカラーゴースト検知は、７画素のカラーコードデ
ータを使用して行なわれ、副走査方向のカラーゴースト
検知は７ライン×１画素のカラーコードデータを利用し
て行なわれる。

カラーゴーストが発生したカラーコードは、カラーゴ
ースト検知コード（例えば、「01」）に変換され、これ
は次段のカラーゴースト補正部45において正規のカラー
コードデータに補正される。つまり、カラーゴーストの
生じたカラーコードは「10」のカラーコードに補正され
る。

43は濃度信号に対する遅延回路であって、カラーゴー
スト検知のために遅延したカラーコードとの時間軸を一
致させるために設けられている。本例では７ライン×７
画素分のメモリで構成されている。

カラーゴーストが補正されたカラーコードは白黒（モ
ノクロ）とカラーの判別手段47に供給され、その判別出
力がカラー複写機本体に設けられたCPUに供給されて、
カラー画とモノクロ画とに応じたコピーシーケンス（光
スキャン回数など）が選択される。判別手段47では次の
ようにしてその判別出力が形成することができる。

例えば、原稿82をスキャンしてR,G,B濃度信号の各ヒ
ストグラムを作成すると共に、第15図に示すように有彩
色のトータル度数として無彩色のトータル度数との関係
によって、画素単位で画像情報がカラー画（有彩色）
か、モノクロ画（無彩色）かを判別する。その判別出力
に基づいてカラーコードを決定する。

有彩色・無彩色とそのときの判別結果との関係を第16
図に示す。

カラーゴースト補正回路40より出力された濃度信号
は、さらにフィルタリング処理回路50において、画像内
容に応じたフィルタリング処理が実行される。

例えば、文字画の場合にはその解像度（例えば、MT
F）が改善されるようなフィルタリング処理が施され、
写真画では平滑化するようなフィルタリング処理が施さ
れる。

このフィルタリング処理は、例えば３×３のコンボリ
ュウションフィルタで実現できる。第17図にその一例を
示す。

同図は特に十字フィルタとして構成した場合であっ
て、同図Ａが解像度補正用のフィルタであり、同図Ｂが
平滑化用のフィルタである。何れのフィルタを使用する
かは外部より指定される。この指定信号は自動的に形成
することもできる。

第17図に示した数値はフィルタ係数であるが、これは
一例である。

MTFは、白色信号の信号レベルｙと黒色信号の信号レ
ベルｘとから以下の式によって算出される。

MTF＝（ｙ−x/y＋ｘ）×100（％）フィルタリング処理された濃度信号は変倍回路52で拡
大・縮小などの変倍処理がなされる。

変倍処理は、その主走査方向に関しては濃度信号のデ
ータ補間（間引きを含む）によって行なわれ、副走査方
向に関してはスキャナー部10Aの移動速度を制御するこ
とによって行なわれる。

変倍処理された濃度信号は、次に網かけ回路54におい
て網かけ処理がなされる。

網かけ処理としては、例えば第18図Ａに示すような画
像情報外を網かけする場合と、同図Ｂのように中抜きさ
れた画像情報の内部を網かけする場合の双方を含むもの
とする。

同図Ａの網かけ処理は、指定された領域内で網かけデ
ータを出力し、これと濃度信号のオア出力を網かけ後の
信号として使用すればよい。

同図Ｂの網かけ処理は、中抜き処理が施された濃度信
号に対して同図Ａの処理を行なえばよい。

網は網点の他、波の波形、ストライプ波形なども使用
することができる。

網かけ後の濃度信号はさらにPWM変換回路60に供給さ
れて濃度信号がPWM変調される。

PWM変調は３値若しくは４値の多値化処理を含むもの
とする。PWM変調は写真画については階調を出し、文字
画については解像度を出すために行なわれる処理であ
る。

この場合、解像度については１画素を単位としてPWM
変調しても問題はないが、階調再現の場合、１画素を単
位とすると、PWM変調によって濃度むらが発生してしま
うため、充分な階調が得られないことが種々の実験によ
り確認された。そのため、本例では写真画処理のときに
限り２画素を単位に設定している。

第19図はPWM変調回路60の一例であって、端子61に供
給された濃度信号は一旦D/A変換器62に供給されてアナ
ログ信号に変換され、そのアナログ濃度信号が変調部63
に導かれる。

一方、スクリーン信号発生手段65が設けられ、ここに
おいて第20図及び第21図に示す３つのスクリーン信号Sa
〜Scが生成される。

スクリーン信号Sa〜Scは何れも同一波形であって、位
相のみ相違する。第１のスクリーン信号Saを基準にする
と、第２のスクリーン信号Sbは90゜位相がずれ、第３の
スクリーン信号Scは180゜位相がずれている。

これら３つのスクリーン信号Sa〜Scが変調部63に供給
される。そして、第１及び第２のスクリーン信号Sa,Sb
で解像度を重視する変調処理が行なわれ、第１のスクリ
ーン信号Saと第３のスクリーン信号Scとで階調を重視す
る変調処理が行なわれる。

前者から説明すると、解像度用スクリーン信号として
利用される第１及び第２のスクリーン信号Sa,Sbによっ
てアナログ濃度信号（画像D/A出力、第20図D,G）がレベ
ル比較される。その結果、第１のスクリーン信号Saと濃
度信号とで同図Ｅに示す比較出力Caが得られる。同様
に、第２のスクリーン信号Sbと濃度信号とで同図Ｈの第
２の比較出力Cbが得られる。

これを論理積すると、同図Ｉに示すような変調出力Sm
が得られる。これは、第１のスクリーン信号Saの1/2の
周期のスクリーン信号によってアナログ濃度信号をレベ
ル比較していることと等価になる。

この1/2のスクリーン信号はデータクロックDCK（同図
Ｂ）と同一周期であるから、ドット（画素）単位でPWM
変調された変調信号Smが得られる。同図Ａはディジタル
濃度信号（画像データ）を示す。

階調を重視するときの変調処理は以下のようになる。

階調用スクリーン信号として使用される第１のスクリ
ーン信号Saとアナログ濃度信号から第３の比較出力Cc
（第21図Ｅ）が得られる。同様にして、第３のスクリー
ン信号Scと濃度信号から第４の比較出力Cd（同図Ｈ）が
得られる。

これら比較出力Cc,Cdを論理積すれば、同図Ｉに示す
変調信号Snが得られる。

ここで、上述した第３のスクリーン信号Scは第１のス
クリーン信号Saの位相を反転した信号で、しかも同一タ
イミングに得られるものであるから、比較出力Cc,Cdを
アンドすることによて第１のスクリーン信号Saのほぼ１
周期を単位としてアナログ画像信号をレベル比較してい
ることになる。

換言するならば、データクロックDCKの２倍の周期を
単位としてレベル比較が行なわれていることになる。こ
のように２ドット周期でアナログ画像信号をPWM変調す
れば、入力画像に近い階調を再現できる。

これら変調信号Sm,Snはセレクタ67でその何れかが選
択され、選択された変調信号Sm若しくはSnがプリンタ部
10Cに供給される。

セレクタ67は外部から手動若しくは自動制御される。
手動のときには外部でセットされた何れかのモード（写
真画／文字画）に固定され、自動の場合には、原稿の画
像情報に応じて選択される。したがって、自動のときに
はその選択信号として上述したカラーコードを利用でき
る。

なお、上述では無彩色判別手段30を、カラーコード発
生手段として構成し、これより得られるカラーコードに
基づいてセレクタ32を制御するようにした例を述べた
が、原理的には無彩色のみを判別し、その判別出力に基
づいてセレクタ32を制御すればよいから、判別出力は１
ビットで構成できる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、カラー画処
理手段とモノクロ画処理手段を設けると共に、無彩色の
判別手段を設けたものである。

これによれば、カラー画はカラー画処理手段から出力
された濃度信号によって画像がコピーされ、モノクロ画
はモノクロ画処理手段より出力された濃度信号に基づい
て画像がコピーされるので、混在画であっても、カラー
写真画の品質及び文字画の品質を夫々損なうことなくコ
ピーできる特徴を有する。

また、この発明によれば、入力画像情報の中でＧ色の
入力画像情報が明暗信号としてモノクロ画処理手段に供
給されるので、モノクロ画処理手段の構成を簡略化する
ことができる。

したがって、この発明に係るカラー画像処理装置は上
述したようにディジタルカラー複写機、ディジタルカラ
ープリンタなどに適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るカラー画像処理装置の要部の一
例を示すブロック図、第２図はカラー画像処理装置の概
略説明に供する装置全体の系統図図、第３図は色重ね処
理の説明図、第４図はディジタルカラー複写機の機構部
の一例を示す構成図、第５図は分光系の構成図、第６図
はカラー画像処理装置の回路系の一例を示す系統図、第
７図はシェーディング補正回路の系統図、第８図は輝度
レベルと濃度レベルとの関係を示す特性図、第９図はガ
ンマ特性を示す特性図、第10図は閾値マトリックスの説
明図、第11図及び第12図は夫々マトリックスの説明図、
第13図は色再現の様子を示す説明図、第14図はカラーコ
ードと濃度出力との関係を示す図、第15図は濃度に対応
したコードのヒストグラムの説明図、第16図は画像内容
とその判別結果との関係を示す図、第17図はフィルタリ
ング処理の説明図、第18図は網かけ態様を示す図、第19
図はPWM変調回路の系統図、第20図及び第21図は夫々そ
の動作説明に供する波形図である。８……濃度調整回路 10……カラー画像処理装置 10A……スキャナー部 10B……画像処理部 10C……プリンタ部 11〜13……標準濃度変換回路 15〜17……調整濃度変換回路 20……カラー画処理手段 21〜24……変換ROM 25……モノクロ画処理手段 27……自動濃度調整回路 30……無彩色判別手段 32……セレクタ 40……カラーゴースト補正回路 50……フィルタリング処理回路 52……変倍回路 54……網かけ回路 60……PWM変調回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 - 1/64 G03G 15/01

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】R,G,Bの３色の入力画像情報を処理するカ
ラー画像処理装置であって、前記R,G,Bの３色の入力画像情報に基づいてカラー画処
理をするカラー画処理手段と、前記R,G,Bの３色の入力画像情報のうちＧ色の入力画像
情報のみに基づいてモノクロ画処理をするモノクロ画処
理手段と、前記R,G,Bの３色の入力画像情報を入力し、画素毎に無
彩色か有彩色かを判別する無彩色判別手段と、前記無彩色判別手段の判別結果が無彩色の場合には前記
モノクロ画処理手段から出力された処理信号を、また、
前記判別結果が有彩色の場合には前記カラー画処理手段
から出力された処理信号を選択出力するセレクタとを備
えたことを特徴とするカラー画像処理装置。