JP3003375B2

JP3003375B2 - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JP3003375B2
Application number: JP4076477A
Authority: JP
Inventors: 克洋金森; 秀人本村; 照夫麓
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 2000-01-24
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: JPH05284372A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー原稿画像自体を認
識して処理方式をフルカラー・モードとモノクロ・モー
ドに自動的に変化させるカラー画像処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー複写機では、カラースキャ
ナが原稿色をレッド、グリーン、ブルーのフイルタで同
時に読みとり、１回のスキャンごとに、その各色フイル
タでの読み取り濃度値から計算される濃度にてシアン
Ｃ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの４色トナー
を紙面に順次転写して、計４回のスキャンにてフルカラ
ーハードコピーを生成する。このため原稿が色を含まな
いモノクロ原稿の場合には、１回のスキャンにてブラッ
クトナーのみを転写するモノクロ・モードにて複写した
方が時間にして約４倍も効率的となる。そこで、カラー
複写機にはフルカラー・モードとモノクロ・モードの両
方が選択でき、コピーユーザが複写する原稿によってモ
ードを判断し手動で複写モードを切替えて使用している
のが普通である。ところが、多量の原稿を自動給紙機構
により複写する場合には、給紙、複写が自動的に高速で
行われるので、複写モード切替も自動的に行う必要があ
り、原稿をプリスキャンして当該原稿内にカラー部分が
含まれているか、否かを自動判定する「オートカラー検
知機能」が必要となる。

【０００３】この「オートカラー検知機能」については
従来たとえば公開平３−５４９７２号公報記載のなどの
例がある。この例では、原稿の画素色を４色複写する際
のブラック版生成用の回路を利用することにより、１０
０％下色除去された残りの有彩色信号ＹＭＣのうちいず
れかの濃度が５０％以上の場合、かつ当該箇所がエッジ
以外の場所である場合に限り、有彩色すなわちカラー画
素が現れたものと判定し、その画素領域の大きさが計数
され、これが所定以上の大きさであった時にカラー原稿
であると判定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成では、黄色の紙面上の文書など下地に色がついている
文書の場合、複写モードとしてはモノクロ・モードで十
分であるにもかかわらず、１００％下色除去後の濃度が
５０％を越える画素領域が画像上で非常に多いため前述
の論理からカラー原稿である、と判断されフルカラー・
モードで複写されてしまう、という課題があった。

【０００５】また、色の存在の検知に、補色生成部から
の出力に下色除去を行った後のＹＭＣを用いているた
め、スキャナで読み取られた色そのものからの色検出で
なく、プリンタ特性等を反映した色修正部後の色から色
検出を行っていることになる。このため色修正部の性能
によっては正確な色検出ができない、という課題があっ
た。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもので
白地に黒文字の原稿や下地に色がついている黒文字文書
の場合にはモノクロ原稿であると判定しつつ、印鑑、色
文字部、カラーマーカ部、フルカラー印刷部などがある
原稿の場合にはカラー原稿であると判断できる高度な判
断能力を持つカラー画像処理装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のカラー画像処理装置は、カラー画像を読み取
るカラー画像読み取り手段と、前記カラー画像読み取り
手段により読み込まれた画素の色を彩度情報に変換する
色変換手段と、カラー画像の複数の場所で各画素が持つ
前記色変換手段が変換した彩度情報の局所平均化を行な
う画素値局所平均化手段と、前記画素値局所平均化手段
により平均化された複数場所での彩度情報の最大値を検
出する最大値検出手段と、前記最大値検出手段が検出し
た最大値を記憶する最大値メモリ手段と、前記最大値メ
モリ内に記憶された最大値の出現頻度を累計するヒスト
グラム処理を行うヒストグラム処理手段とを設けたもの
である。

【０００８】

【作用】この構成によって、プリスキャン時の画像内の
画素の彩度情報を反映して色検出を行うことができ、ま
た画像の主走査線、副走査線ごとのヒストグラム解析に
より、高彩度の画素領域がどのような分布をしている
か、という分布情報をもって判定することができる。ま
た本ヒストグラム解析処理は、もともとカラー複写機の
ガラス上の原稿の有無を判定するためのオート原稿検知
機能を実現する部分であり、回路を共用できる利点があ
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１において、１０１はカラー画像読
み取り手段で、通常ラインセンサ型のカラースキャナで
ある。１０２は色変換手段で、３つの数値の組からなる
読み込まれた画像の画素値（ＲＧＢの各反射率あるいは
ＤｒＤｇＤｂ濃度値）を１つの数値である色の彩度情報
に変換する。１０３は画素値局所平均化手段で、ノイズ
などによる画素数値の撹乱を除去するため主走査線上の
１６画素ごとの局所平均化領域（番号０からＭ−１）に
ついて平均化される。１０４は最大値検出手段で、主走
査線ごとに最大値を検出する。１０５は各走査線ごとに
最大値を記憶する最大値メモリ手段である。１０６は最
大値メモリ手段１０５が記憶するデータをヒストグラム
化するヒストグラム処理手段である。

【００１０】上記構成において、以下その動作を説明す
る。まず、カラー画像読み取り手段１０１は、原稿を主
走査方向と副走査方向に画素分割し、各画素でのＲＧＢ
反射率をＡ／Ｄ変換して数値化する。本実施例ではカラ
ースキャナは原稿を実際に複写する前に１回のプリスキ
ャンを行い、原稿内にカラー部が存在するかを以下の各
手段がスキャンに同期して動作することにより１回のス
キャン時間内に判定する。

【００１１】色変換手段１０２は３つの数値の組からな
る読み込まれた画像の画素値（ＲＧＢの各反射率あるい
はＤｒＤｇＤｂ濃度値）を１つの数値である色の彩度情
報に変換する。

【００１２】この彩度情報とは読みこまれた色の有彩色
成分の量、すなわち鮮やかさを示す量である。この彩度
情報の定義式は種々あり本発明では、以下の式で示す均
等色差空間であるＣＩＥ−ＬＡＢ空間での極座標形式で
の彩度Ｃ*abを用いている。

【００１３】

【数１】

【００１４】ただし、ａ ^* とｂ ^*は以下のようにＣＩＥ−
ＸＹＺから計算される。

【００１５】

【数２】

【００１６】また、ＣＩＥ−ＸＹＺはＮＴＳＣーＲＧＢ
から以下のように変換される。

【００１７】

【数３】

【００１８】均等色差空間での彩度値を使うことによ
り、従来使用されているＹＭＣ濃度値から算出する有彩
色信号などよりも人の色知覚に近い正確な色判定ができ
る。また同じＲＧＢ信号から色変換する場合にも、ＣＩ
Ｅ−ＬＡＢ空間を使用することで他の有彩色情報よりも
正確な色情報を得ることができる。たとえば、ＲＧＢ信
号値から以下の式にて変換される有彩色情報は「色彩の
強さＤ」と呼ばれる量である（文献「色彩情報を用い
たカラー画像の領域分割」電子情報通信学会技術研究報
告Ｖｏｌ．８９Ｎｏ．１９３，１９８９参照）。

【００１９】

【数４】

【００２０】このＤとＣ*abとを同一のカラー原稿にて
後で述べるヒストグラム処理部１０６での彩度情報ヒス
トグラムを比較した結果を図２に示してある。このカラ
ー原稿の場合、レッド、グリーン、ブルー、シアン、マ
ゼンタ、イエローの８色の色文字と黒文字、およびカラ
ー写真部分をもっている。色文字部は同一の色であるか
ら彩度ヒストグラムは鋭い分布となるが、この分布ピー
クの数がＤを用いると図２（Ａ）に示すように５個まで
しか検出できないのに対しＣ*abを用いると図２（Ｂ）
に示すように７個まで明確に検出することができる。し
たがって異なる色を異なる彩度情報として捉える「有彩
色分解能」の点でＣ*abが良好であることがわかる。以
上の観点から本実施例では彩度情報としてＣ*abを用い
ている。

【００２１】そして色変換部１０２は、ＲＧＢ信号をＣ
*abへ変換する役割を持つが、この変換式は（数１）
（数２）（数３）で示したように非常に複雑であり、専
用ハードウエアをこの目的のためのみに構成するのは不
経済である。そこで本実施例では色変換部１０２を、入
力色空間内での格子点代表色のみについての色変換テー
ブルと色空間の三次元補間によって実現して汎用性の高
い構成とし色修正機能との回路共用化を図っている。複
写機での主要な色変換である色修正機能はＲＧＢの濃度
信号からＹＭＣＫの濃度信号を生成する用途に使用され
るものではあるが、本実施例では、このオートカラー検
知機能の実施に際し内部の色変換テーブルを入力信号Ｒ
ＧＢから彩度Ｃ*abに直接変換するものに入れ替えるこ
とにより同一の回路を利用できる。すなわち（数１）
（数２）（数３）をまとめて計算し限られた代表色につ
き記憶している色変換テーブルを色変換部１０２にダウ
ンロードして利用できることになる。図３に色変換部１
０２の構成例を示した。

【００２２】図３において入力される三色分解信号Ｇ，
Ｒ，Ｂは上位信号３０１、３０２、３０３と下位信号３
０４、３０５、３０６とに分割され上位信号群３０９は
色変換テーブルメモリ３１０〜３１５のアドレス入力と
なり蓄積されている色変換出力値を並列に読み出すため
に使用される。一方下位信号の△Ｒ（３０５）、△Ｂ
（３０６）は補間に際し重み係数として作用し出力第一
差分値（３１１、３１４の読みだし出力）および出色第
二差分値（３１２、３１５の読みだし出力）は乗算器３
１７にて乗算、加算され出力値（３１０、３１３の読み
だし出力）と加算され、最後に△Ｇと重み係数補数生成
手段３１６により生成された補数の重み（１−△Ｇ）と
の重みづけ加算が行われ補間出力３１９が生成される。

【００２３】以上の過程は図４の（イ）に示すＲＧＢの
三次元入力色空間を分割した単位立方体を図Ｒ軸とＢ軸
とを三角形の底辺としＧ軸を主軸とする二個の三角柱に
図４の（ロ）のように分割し内部をその６頂点での出力
値を用いて補間していることになる。

【００２４】図５と図６はこの補間の詳細を示す図であ
る。図５において入力色を表す点ｐは基準となる格子点
ａからのベクトルとして表現され、二個の三角形底面ａ
ｂｃとｅｆｇと点ｐを通りＧ軸に平行な直線との交点ｐ
1、ｐ2を用いて補間される。ｐ1、ｐ2での出力は、たと
えばｐ1を例にとると、三角形ａｂｃ内にて、出力第一
差分値（点ｂでの出力と点ａでの出力との差）に△Ｒで
重みづけした数値と出力第二差分値（点ｃでの出力と点
ｂでの出力との差）に△Ｂにて重みづけした数値との和
として補間される。この構成の色変換装置にあらかじめ
設定された色変換テーブルを設定すれば入力された画像
の各画素はＲＧＢから彩度Ｃ*abに実時間で変換でき
る。

【００２５】さて、図１において色変換された画素値
は、ノイズなどによる画素数値の撹乱を除去するため各
主走査線内で画素値局所平均化手段１０３により値が平
均化される。平均化は図７に示すように各主走査線上の
１６画素おきの位置を起点とする主走査線上の１６画素
ごとの局所平均化領域（番号０からＭ−１）について行
われる。この平均化の結果をＣ0〜ＣM-1と表記する。こ
れらは主走査線ごとに最大値検出手段１０４により最大
のものＣＭＡＸが検出される。ＣＭＡＸは各走査線ごと
に最大値メモリ手段１０５に記憶される。以上述べた原
稿画像の読みとりからＣＭＡＸの記憶までは、カラー画
像読み取り手段１０１のセンサヘッドの副走査方向への
スキャンと同期して行われるため１枚の原稿を１回スキ
ャン終了した状態で画像の副走査方向画素数分のＣＭＡ
Ｘのデータが記憶されている。このデータはヒストグラ
ム化されてヒストグラム処理手段１０６により解析され
る。

【００２６】図８に前記レッド、グリーン、ブルー、シ
アン、マゼンタ、イエローの８色の色文字と黒文字、お
よびカラー写真部分をもっている複合カラー原稿につい
て、ヒストグラムをとった例を示す。横軸は彩度、縦軸
は頻度を表す。このヒストグラムではその作成方法から
わかるように、同一の高彩度部分が画像の副走査方向に
多い割合で分布していると、分布が高く鋭くなる傾向が
ある。従って本ヒストグラムにおいてピーク部は鮮やか
な色文字部であり、その頻度は副走査方向での幅に対応
する。ヒストグラム処理は以下のようにして原稿がカラ
ー原稿であるか否かを判定する。

【００２７】（１）図８に示すように「頻度しきい
値」８０１を設け、しきい値以上の部分（黒で表示）の
みを対象とする。これは、低い頻度部では混色などの影
響が多く、信頼性に欠けるためである。もちろん、この
しきい値を高くしすぎると、原稿上で副走査方向の幅の
狭い色領域、たとえば色つきのアンダーラインなどが無
視されるのでしきい値は原稿の副走査方向画素の総数に
一定の比率を乗じて決定する。ここでは、しきい値は頻
度４０に設定しているが、これは本対象画像の副走査方
向画素数に比率１／５０を乗じて決定している。

【００２８】（２）しきい値以上の部分のピーク個
数、すなわち色数をしらべる。これは前記ヒストグラム
のグラフと前記しきい値を表現する直線とが交わる点
（８０２〜８０９）の個数を数えてこれを２で割った数
であると考える。この図８の例では、８点の交点をもっ
ているから色数は４であり、おおまかにいって対象原稿
には４色の異なる色が存在していると判断できることに
なる。

【００２９】（３）前記色数が１個の場合には彩度の
高低にかかわらずモノクロ原稿、１より大きい場合には
カラーと判断する。

【００３０】本判定方法を３つの画像に適用した例を説
明する。図９は文書画像に青い色のロゴマークが入って
いる画像であり、カラーと判断されるべきものである。
ヒストグラムの２つの山は彩度の低い方が下地の白と黒
文字、彩度の高い方が青いロゴマークである。両者の中
間的な領域が多いが判定結果の色数＝２であり正しくカ
ラーと判断される。

【００３１】次に図１０は白地に黒文字のみの文書であ
り当然モノクロと判定されねばならない。結果は、しき
い値＝３５（画像サイズに前述の１／５０の比率を乗じ
た数値）として色数＝１となり、正しくモノクロと判断
される。

【００３２】次に図１１は全体が黄色い下地の上の文字
原稿のヒストグラムであり、本実施例ではこれはモノク
ロと判断するべきものである。他の画像のヒストグラム
と異なるのは、高彩度部にて鋭い分布を呈している点で
ある。これは画像内において主走査線上で常に黄色部分
が存在し、かつその彩度が文書の文字よりも常に大きい
ため、最大彩度値のヒストグラムからは他の色の情報が
いっさい消えているためである。この場合、彩度値のみ
を用いる従来の技術ではカラーと判断されていたもので
あるが、しきい値＝３２として色数＝１であり本実施例
の目的通りモノクロと判断される。なお、頻度しきい値
決定のための比率は他の値でもかまわない。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、カラー画像を読
み取るカラー画像読み取り手段と、前記カラー画像読み
取り手段により読み込まれた画素の色を彩度情報に変換
する色変換手段と、カラー画像の複数の場所で各画素が
持つ前記色変換手段が変換した彩度情報の局所平均化を
行なう画素値局所平均化手段と、前記画素値局所平均化
手段により平均化された複数場所での彩度情報の最大値
を検出する最大値検出手段と、前記最大値検出手段が検
出した最大値を記憶する最大値メモリ手段と、前記最大
値メモリ内に記憶された最大値の出現頻度を累計するヒ
ストグラム処理を行うヒストグラム処理手段とを設ける
ことにより、下地に色がついている文書や色が使用され
ていても１色のみの場合にはモノクロ原稿であると判定
しつつ、黒文字プラス１カラーの原稿の場合や複数の色
文字部、カラーマーカ部、フルカラー印刷部などがある
原稿の場合にはフルカラー原稿であると判断できる高度
な判断能力を持つカラー画像処理装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカラー画像処理装置
のブロック結線図

【図２】同カラー画像処理装置における色彩の強さＤ、
及び彩度Ｃ*abを用いたヒストグラムを示す図

【図３】同カラー画像処理装置における要部ブロック結
線図

【図４】同カラー画像処理装置の要部による入力色空間
を分割した概念図

【図５】同カラー画像処理装置の要部による補間を示す
概念図

【図６】同カラー画像処理装置の要部による出力値の補
間を示す概念図

【図７】同カラー画像処理装置の要部による画像内にお
ける画素局所平均化領域を示す概念図

【図８】同カラー画像処理装置の要部による複合カラー
画像の彩度ヒストグラムを示す図

【図９】同カラー画像処理装置の要部による青色ロゴマ
ーク入りの文書画像の彩度ヒストグラムを示す図

【図１０】同カラー画像処理装置の要部によるモノクロ
文書画像の彩度ヒストグラムを示す図

【図１１】同カラー画像処理装置の要部による下地が黄
色の文書画像の彩度ヒストグラムを示す図

【符号の説明】

１０１カラー画像読み取り手段１０２色変換手段１０３画素値局所平均化手段１０４最大値検出手段１０５最大値メモリ手段１０６ヒストグラム処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/46 - 1/64 G03G 15/01

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み込まれた画素の色を彩度情
報に変換する色変換手段と、カラー画像の複数の場所で
各画素が持つ前記色変換手段が変換した彩度情報の局所
平均化を行なう画素値局所平均化手段と、前記画素値局
所平均化手段により平均化された複数場所での彩度情報
の最大値を検出する最大値検出手段と、前記最大値検出
手段が検出した最大値を記憶する最大値メモリ手段と、
前記最大値メモリ内に記憶された最大値の出現頻度を累
計するヒストグラム処理を行うヒストグラム処理手段と
を備えるカラー画像処理装置。
【請求項２】画素値局所平均化手段は、画像の主走査
線上の所定の画素数ごとに局所平均化領域を設け、最大
値検出手段は各主走査線の前記局所平均化領域ごとに算
出される平均化された彩度情報の最大値を検出すること
を特徴とする請求項１のカラー画像処理装置。
【請求項３】ヒストグラム処理手段は、ヒストグラム
に対し、画像の副走査線方向画素総数と所定の比率によ
り決定する頻度しきい値を与え、このしきい値の直線と
請求項１記載のヒストグラムのグラフとの交点の総数／
２の数値が１より大きい場合にカラー原稿であると判定
することを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装
置。
【請求項４】色変換手段は、入力色信号に対する出力
色信号の値を蓄積している色変換テーブルメモリを用
い、入力色空間を複数の三角柱領域に粗く分割して、入
力された色がいずれの三角柱領域に存在するかを判定
し、当該三角柱を構成する格子点での前記色変換テーブ
ルメモリの蓄積値を用いて入力色信号に対する出力色信
号を補間することを特徴とする請求項１記載のカラー画
像処理装置。
【請求項５】色の彩度情報として、ＣＩＥ−ＬＡＢ空
間での彩度Ｃ*abを用いることを特徴とする請求項１記
載のカラー画像処理装置。