JP2862280B2 - 画像処理装置及び方法 - Google Patents

画像処理装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、特公昭56−48869号等に開示されているよう
に、カラー印字装置において、複数の原色信号のレベル
を比較し、無彩色のレベル値のときには、黒色のみを再
生面上に着色することにより、複数の原色の位置ずれに
よる画質劣化を防止する技術が知られている。
〔発明が解決しようとしている課題〕
しかしながら、上記従来技術では、有彩色信号と無彩
色信号の判別に際し、例えばR(レツド),G(グリー
ン),B(ブルー)の各色成分信号を発生するセンサ固有
の空間周波数利得特性の相違を考慮していなかった。
そのため、このRセンサ、Gセンサ、Bセンサ空間周
波数利得特性の違いから、同一画素のR信号、B信号、
G信号を用いて有彩/無彩判定を行なっても、精度の良
い判定ができなかった。
そのため、この無彩判定が重要な判定要素となる黒領
域判定においても誤判定が発生するという問題があっ
た。
本発明は、上記課題を解決した画像処理装置及び、画
像処理方法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために本発明は、カラー画像を読
取ることにより第1、第2、第3の入力色成分信号を発
生する発生手段(本実施例では、第1図800に相当)、 前記発生手段の発生した第1、第2の入力色成分信号
を平滑化する平滑化手段(本実施例では、第1図平滑化
回路104、105に相当)、 前記第1の色成分信号より空間周波数利得特性の低い
第3の入力色成分信号及び前記平滑化手段により平滑化
された前記第1、第2の色成分信号の3つの色成分信号
の差が小さいことに応じて黒領域判定をする判定手段
(本実施例では、第1図黒領域判定手段806及び第9頁
第10行乃至第3行)とを有することを特徴とする。
〔実施例〕
以下図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例を説
明する。
実施例1 第10図に本発明の画像処理装置の第1の実施例の構成
断面図を示す。第10図において1201はイメージスキヤナ
部で、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行なう部分
である。
イメージスキヤナ部1201において、1200は鏡面圧板で
あり、原稿台ガラス(以下プラテン)1203上の原稿1204
は、ランプ1205で照射され、ミラー1206,1207,1208に導
かれ、レンズ1209により3ラインセンサ(以下CCD)121
0上に像を結び、フルカラー情報レツド(R),グリー
ン(G),ブルー(B)成分として彩度判定部1211に送
られる。尚、1205,1206は速度vで、1207,1208は1/2vで
ラインセンサの電気的走査方向に対して垂直方向に機械
的原稿全面を走査する。
モータ1250はランプ1205・ミラー1206部とミラー1207
・1208部を副走査方向に駆動する。また1211は後述する
画像処理部である。
更に、主走査方向は所定の電気的信号処理(データの
間引き、補間など)をほどこすことにより、又、副走査
方向はモータ1250の回転数を可変にすることにより所望
の倍率で読込むこともできる。
第11図は上述のイメージスキヤナ部での原稿画像のセ
ンサ1210への結像を説明する図である。第11図の符号は
第10図と同じなので説明は省略する。
第12図に3ラインCCD1210の外観を示す。1401はレツ
ド成分(R)のラインセンサであり、レツド成分光のみ
を透過するフイルタでラインセンサの複数の受光素子の
表面が覆われている。同様に1402はグリーン成分(G)
のラインセンサ、1403はブルー成分(B)のラインセン
サであり、それぞれグリーン成分、ブルー成分の光のみ
を透過するフイルタで複数の受光素子表面が覆われてい
る。
各ラインセンサは、それぞれ180μmのピツチで隣接
して平行に配置され、Bのラインセンサは、20μm×10
μmの受光素子アレイで構成され、R及びGのセンサは
10μm×10μmの受光素子アレイで構成される。ここで
BとR及びGの受光素子の受光面積が異なるのは次の理
由による。すなわち、一般に、ブルー成分光のみの透過
フイルターにおいては、ブルー光の透過率が、レツド/
グリーン成分光のみの透過フイルターにおけるレツド/
グリーン光の透過率に比べ低い傾向にある。従って、信
号のS/N比(信号/雑音比)を向上させる為にBのみの
受光面積を大きくし、RとGの信号とレベルを合わせる
様にしてある。
第13図は、本実施例の画像処理装置のイメージセンサ
部1210のブロツク回路図である。同図において、1501は
R(レツド)カラーセンサ、1502はG(グリーン)カラ
ーセンサ、1503はB(ブルー)カラーセンサ、1504,150
5,1506はアナログ/デジタル変換器、1507はRセンサ信
号遅延メモリ、1508はGセンサ信号遅延メモリ、1509は
Rセンサ信号補間器、1510はGセンサ信号補間器であ
る。1511はクロツク発生器でセンサ1501,1502,1503を同
一のクロツクより駆動する。クロツク発生器はプリンタ
或は第14図のマイクロプロセツサ1611から送られる水平
同期信号に同期して画素クロツク(CCDの転送クロツク
を発生する)。
第14図は第13図の遅延メモリ1507,1508及び補間器150
9,1510の構成図である。
1601はFIFOメモリで構成されるR信号遅延メモリ、16
02はFIFOメモリで構成されるG信号遅延メモリ、1603及
び1604はFIFOメモリのどの部分のセンサラインデータを
乗算器に送るかを選択するセレクタ、1605,1606,1607,1
608は乗算器、1609,1610は加算器である。1614は倍率等
を入力し、表示する操作部、1611はマイクロプロセツサ
であり、操作部1614から倍率データに基づいて乗算器16
05,1606,1607,1608及びセレクタ1603,1604を制御する。
本実施例において、ラインセンサ間の間隔180μm、
センサ画素幅10μmであり、等倍読み取り時に必要な第
14図1601及び1602の遅延メモリサイズは、それぞれ1601
のR信号遅延メモリが36ラインメモリ、G信号1602のG
信号遅延メモリが18ラインメモリである。
次に、本実施例の画像処理部1211における有彩/無彩
判定について説明する。
第8図の黒領域判定回路のブロツク図において、101,
102,103は入力カラー信号であり、それぞれR(レツ
ド),G(グリーン),B(ブルー)に対応する8ビツトの
デジタル信号である。104,105はそれぞれR,Gのカラー信
号の平滑回路、107はR,G,B信号の最大値A(A=max
(R,G,B))を検出する回路、108はR,G,B信号の最小値
B(B=min(R,G,B))を検出する回路である。
109は最大値検出回路107及び最小値検出回路108で求
められた値より、D=max(R,G,B)−min(R,G,B)を求
める回路、110は109により算出した値Dと定数aの大小
比較を行い、式(1)で示す比較結果を出力する回路で
ある。
D<a:出力1 D≧a:出力0 (1) 111はA(A=max(R,G,B))と定数bの大小比較を
行い、式(2)で示す比較結果を出力する回路である。
A<b:出力1 A≧b:出力0 (2) 112は110と111からの出力信号のAND演算を行う回路、
113は112から出力される黒領域信号を補正する回路であ
る。
本実施例においては明度が高いほど、入力カラー信号
値は大きい値となる。したがって、D=max(R,G,B)−
min(R,G,B)の値が定数aより小さく、かつA=max
(R,G,B)の値が定数bに対応する一定の明度より小さ
い場合、すなわち第4図に示す斜線領域に入力カラー信
号値が含まれる場合はAND回路112より1が黒領域信号補
正回路113に出力される。その他の場合、すなわち第4
図に示す斜線領域に入力信号値が含まれない場合はAND
回路112より0が補正回路113に出力される。
定数a及び定数bを適切に定めることにより、入力画
の黒領域をその他の有彩色領域及び明るい原稿地の部分
から識別することができる。
但し、入力カラー信号の色ずれ誤差の影響により、黒
領域の部分の周辺の部分に誤判定が生じる可能性があ
る。黒領域信号補正回路113は、前記誤判定の補正を行
うものである。なお、114は原稿の黒文字を読みとり、
判定された黒領域信号、116は補正回路113を経た後の判
定信号、115はラインバツフアである。
第2図は黒領域信号補正回路113の機能ブロツク図で
ある。第2図において、116はAND回路112より出力され
る黒領域信号114を格納するラインバツフアであり、1
画素につき1ビツトで構成される。113はラインバツフ
ア115に格納された黒領域信号114を補正して判定信号11
6を出力するOR回路である。この回路は補正対象画素e
と、その近傍の8画素(a,b,c,d,f,g,h,i)の値をOR演
算し、a〜iのうち少くとも1つが1の場合には1を、
a〜iのすべてが0の場合には0を出力する。第7図に
この補正回路による補正例を示す。補正例1はa〜iの
画素のうちa,b,d,e,g,hが0でc,f,iが1の場合であり、
この場合には補正前の補正対象画素eの値が0であって
も補正後のeの値は1となる。また補正例2はbのみが
1で他の画素はすべて0の場合であり、この場合にも補
正前の補正対象画素eの値が0であっても補正後のeの
値は1となる。
このように、近傍画素の情報を用いて、有彩/無彩の
判定信号116を生成するので、上述のような3ラインセ
ンサにおいて、モータの振動等に起因する各色成分信号
間の位置ずれに伴う有彩/無彩の誤判定を防止すること
ができる。
第6図は原稿黒文字から補正黒領域が再現されるまで
を説明する図であり、601は原稿黒文字、602は入力画
像、604は補正前の黒領域、605は補正後の黒領域であ
る。第6図に示す通り、原稿黒文字601を読み取り、判
定された黒領域信号114は原稿黒文字の周辺の読み取り
時に生じる入力カラー信号の色ずれ誤差603により604の
ように原稿黒文字601より細めに判定される。そこで補
正回路113は黒領域信号114を補正し、判定信号116を出
力することにより、太め処理された補正黒領域605を再
現している。
第3図は第1図,第8図における平滑回路104,105の
機能を示すブロツク図である。第3図において、301は
入力カラー信号を格納するラインバツフアであり、1画
素につき8ビツトで構成される。302はラインバツフア3
01に格納された入力カラー信号を平滑化カラー信号とし
て出力する平滑演算器である。該演算器は平滑化対象画
素nについてnの副走査方向の近傍3画素(i,n,l)を
用いて y=(j+zn+l)/4 で表される荷重平均をとることにより平滑化カラー信号
を得る。
第5図は、本実施例の平滑回路を用いた場合の効果に
ついての説明図である。
例えば第5図(a)の様な黒単色の文字「A」を読取
った場合、X−X′の断面における。G又はRの信号レ
ベルとBの信号レベルを示したものが第5図(b)であ
る。ここで3ラインCCDは第14図に示すがごとくBの画
素のみが副走査方向の開口が広いため、Bの信号(図中
被線)はR又はGの信号(実線)に比べ空間周波数利得
特性(MTF)が低い。従って第5図(b)の及びで
示す領域で判定対象画素は彩度をもってしまい無彩色度
の誤判定の原因となる。
そこで、RおよびGの信号を副走査方向に平滑化する
ことで、第5図(c)に示すがごとく3つの信号のレベ
ルを合わせて彩度すなわち有彩/無彩の誤判定を防ぐこ
とができる。
第1図は黒領域判定信号に基づく色信号処理のブロツ
ク図であり、本発明を最も良く表わす図である。
第1図において、800は画像読取部、801は対数変換
部、802はマスキング変換部、803はUCR(下色除去)
部、804はセレクタである。
画像読取部(例えばCCD)800により入力されたR信
号,G信号,B信号は801で対数変換、802でマスキング演算
を経てY信号,M信号,C信号となり、803で下色除去処理
(UCR)を受けてY′信号,M′信号,C′信号としてセレ
クタ804に入力される。
また一方でR信号,G信号は平滑回路を経てB信号とMT
Fがそろえられ、B信号とともに黒領域判定部806に送ら
れる。ここで第1図に示した黒領域判定が行われる。黒
領域判定部806で当該画素が黒領域であると判定された
場合にはセレクタ804は出力y(イエロー),m(マゼン
タ),c(シアン),bk(ブラツク)としてY″,M″,C″,
Bk″を選択する。
ここでY″,M″,C″は0データ発生部805からの出力
であり、その値は0である。したがってセレクタの出力
y,m,cの値はともに0となる。またBk″は入力カラー信
号のうちG(グリーン)信号を対数変換した後LUT(ル
ツクアツプテーブル)808で濃度補正したものである。
R(レツド),G(グリーン),B(ブルー)の3原色カラ
ー信号のうち、G(グリーン)信号を用いることとした
のは、第9図のR,G,Bの各センサーの分光感度特性図に
示す通り、G信号が最も中性濃度画像(NDイメージ)に
近いからである。すなわち、R,G,Bの各信号を用いて演
算し、中性濃度信号を生成する方式(例えばNTSCのY信
号)では、R,G,Bの各信号の位置ずれの影響を受け、画
像の鮮明度が低下する場合がある。これに対し、黒領域
の出力に単色のG信号を用いれば、回路構成が簡単にな
り、またMTFの劣化を防止することができるという利点
がある。
一方、当該領域が黒領域でないと判定された場合に
は、セレクタ804はY′,M′,C′,Bk′を選択し、出力y,
m,c,bkとしてY′,M′,C′,Bk′をプリンタ809に送出す
る。
なお、本実施例では画像読取部800でR,G,Bの3原色フ
イルターを使用した場合に黒領域の出力に単色のG信号
を用いることとしたが、例えば、C(シアン),Y(イエ
ロー),W(ホワイト)の3色といった他のフイルターを
使用した場合にも本実施例と同様のことがいえる。すな
わち、この場合には、Y,M,Cの各信号を用いて演算をす
ることなく、W(ホワイト)信号単色から無彩色領域の
出力を行うことにより、回路構成が簡単になり、またMT
Fの劣化を防止することができるという上述と同様の効
果が得られる。
なお、本実施例においては、黒領域判定のみの信号を
平滑化し、実際のプリントアウトを用いる信号(Y,M,
C)にかかわる信号は平滑化しないことで画像の鮮鋭度
を失うことを防いでいる。
以上説明したように本実施例によれば無彩色/有彩色
の度合を判定するために用いる色成分信号のうち、比較
的空間周波数利得特性の高いものを平滑化処理する一方
で、空間周波数利得特性の悪い色成分信号は平滑化しな
い信号を用いることにより色味の変化に伴う有彩/無彩
の誤判定を防止することができる。特に本実施例におい
ては、R,G,Bの3ラインセンサを用いており副走査方向
の位置ずれが大きくなることが確かめられている。
そこで上述のように副走査方向に3画素スムージング
をすることによりミラーの駆動モーターの振動等の位置
ずれに起因する色ずれも有効に対処しうるものとなる。
なお、上述の実施例では3ラインセンサで読み取る場
合について説明したが、R,G,Bの順にフイルタの並んだ
モザイク型ラインセンサ、あるいはR,G,B,G,R,G,B,G,…
の順にフイルタの並んだラインセンサなど他の読取手段
であってもよい。
実施例2 第1の実施例は、フルカラー読取りの為の3ラインCC
Dについて説明したが、本発明はこれに限るものでな
い。
例えば第15図に示す様な2ラインの赤/白2色読取り
センサによる処理にも適用できる。
即ち第15図において1701はホワイト成分のセンサであ
り1702は赤色フイルタ付のセンサであり、合わせて赤/
白判定を行なうが、1702はフイルタにより感度特性が弱
いので開口を大きくとってあり、第1の実施例と同様に
1701の出力のみをスムージングして判定を行なうことで
上述の実施例1の場合と同様の効果を得ることができ
る。
なお、上述の実施例においては、平滑化は副走査方向
に3画素用いて行なったが主走査方向のみあるいは主・
副走査方向双方とも平滑化しても良い。また平滑化画素
数も3画素に限らない。
また、入力色成分信号もR,G,B信号に限らず例えばY
(イエロー),M(ゼンタ),C(シアン)などであっても
よい。
また、有彩/無彩判定のアルゴリズムも上述の実施例
に限らず複数の入力色成分信号を用いて入力画像の有彩
/無彩を判定するものであれば本発明を適用することが
できる。
〔効果〕 以上のように本発明によれば,カラー画像を読取るこ
とにより第1、第2、第3の入力色成分信号を発生する
発生手段、前記発生手段の発生した第1、第2の入力色
成分信号を平滑化する平滑化手段、前記第1の色成分信
号より空間周波数利得特性の低い第3の入力色成分信号
及び前記平滑化手段により平滑化された前記第1、第2
の色成分信号の3つの色成分信号の差が小さいことに応
じて黒領域判定をする判定手段とを有するので、空間周
波数利得特性の差がある第1〜第3の色成分信号から黒
領域を精度よく判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のカラー信号処理のブロ
ツク図、 第2図は本発明の第1の実施例の黒領域補正回路のブロ
ツク図、 第3図は本発明の第1の実施例の平滑化回路の機能ブロ
ツク図、 第4図は本発明の第1の実施例のmax(R,G,B)−min
(R,G,B)空間における黒領域を説明する図、 第5図は平滑化回路の効果を示す図、 第6図は本発明の第1の実施例の原稿黒文字から補正黒
領域が再現されるまでを説明する図、 第7図は本発明の第1の実施例のOR信号処理例を示す
図、 第8図は本発明の第1の実施例の黒判定処理のブロツク
図、 第9図はRed,Blue,Greenの分光感度を表わす図、 第10図はイメージスキヤナ部の構成断面図、 第11図はイメージスキヤナ部での結像状態を説明する
図、 第12図は3ラインCCDセンサを示す図、 第13図はイメージスキヤナ部のブロツク回路図、 第14図は遅延メモリ、補間器を示す図、 第15図は本発明の第2の実施例のCCDセンサを示す図で
ある。 104……平滑回路 105……平滑回路 806……黒領域判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川瀬 道夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 - 1/62 G06T 7/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カラー画像を読取ることにより第1、第
    2、第3の入力色成分信号を発生する発生手段、 前記発生手段の発生した第1、第2の入力色成分信号を
    平滑化する平滑化手段、 前記第1の色成分信号より空間周波数利得特性の低い第
    3の入力色成分信号及び前記平滑化手段により平滑化さ
    れた前記第1、第2の色成分信号の3つの色成分信号の
    差が小さいことに応じて黒領域判定をする判定手段とを
    有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】前記第1、第2、第3の入力色成分信号
    は、R、G、Bの色成分信号であることを特徴とする請
    求項1記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】前記発生手段は、並列に配置された複数の
    ラインセンサーであって異なる分光特性に基き前記複数
    の色成分信号を発生することを特徴とする請求項1記載
    の画像処理装置。
  4. 【請求項4】カラー画像を読取ることにより第1、第
    2、第3の入力色成分信号を発生し、 前記発生した第1、第2の入力色成分信号を平滑化し、 前記第1の色成分信号より空間周波数利得特性の低い第
    3の入力色成分信号及び前記平滑化された前記第1、第
    2の色成分信号の3つの色成分信号の差が小さいことに
    応じて黒領域判定することを特徴とする画像処理方法。
  5. 【請求項5】前記第1、第2、第3の入力色成分信号
    は、R、G、Bの色成分信号であることを特徴とする請
    求項4記載の画像処理方法。
  6. 【請求項6】並列に配置された複数のラインセンサーに
    より異なる分光特性に基き前記複数の色成分信号を発生
    することを特徴とする請求項4記載の画像処理方法。
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