JP3082932B2

JP3082932B2 - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JP3082932B2
Application number: JP02206550A
Authority: JP
Inventors: 順一宍塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-08-03
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JPH0490674A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は例えばカラー複写機、カラースキヤナ、カラ
ーフアクシミリなど、カラー画像処理装置、特に、カラ
ー白黒判別を行う機能を有するカラー画像処理装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来のカラー原稿を読み取るシステムでは、入力画像
信号の３原色（RGB、XYZなど）の３成分の比を用いて有
彩／無彩を判定していた。例えば、３原色の入力レベル
が同じような値であれば無彩色、レベルにバラツキがあ
れば有彩色であると判定していた。この１画素毎の判定
を原稿の全画素について繰り返して、有彩色の画素が存
在すれば原稿はカラー、また逆に存在しなければ原稿は
白黒と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、画像入力用のカラ
ーセンサの読み取り精度がよくない場合、入力画像の黒
文字の周辺部の画素を有彩色と誤判定することが多かっ
た。そのために、白黒原稿にもかかわらず、カラー原稿
と誤判別してしまう問題があった。また、原稿の下地に
薄い色がついている場合に誤判定をする場合もあった。
さらに、赤いアンダーラインを引いた白黒原稿を考えた
場合、赤い線の画素が、原稿の全画素に対して非常に低
い割合しかないので、アンダーラインの長さによってカ
ラー原稿と判断したり、白黒原稿と判断したりする場合
が生じてくる。白黒の原稿を、カラー原稿として誤判別
すると次のような問題が起こる。

カラー複写機の場合には、カラーのインク（CMY）を
重ね合わせて白黒原稿を複写すると、色ずれや、インク
の分光特性の違いにより、文字や線や網点の締りが悪く
見づらくなる。また、カラーフアクシミリの場合には、
上記の印刷品位が悪いという欠点のほかに、白黒原稿で
あるにも関わらず、３原色を送信すると伝送時間がかか
り、通信コストが高くなるという欠点もある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、画像
がカラーであるか白黒であるかを精度よく判定し、該画
像を効率よく画像を送信することができる画像処理装置
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〕上記目的を達成するために本発明は、画像に応じた画
像情報中の注目画素が有彩であるか無彩であるかを判定
する第１の判定手段と、前記注目画素の周辺画素が明
度、色度がいずれも一定レベル以下であるか否かを判定
する判別手段と、前記判別手段の判別結果に応じて、前
記第１の判定手段の判定結果を補正する補正手段と、前
記補正手段により補正された判定結果に基づいて前記画
像がカラーであるか白黒であるかを判定する第２の判定
手段と、前記第２の判定手段により前記画像がカラーと
判定された場合には、前記画像情報を前記画像の色を保
存して圧縮し、前記画像が白黒と判定された場合には、
前記画像情報を前記画像の濃度を表す情報に変換して圧
縮する圧縮手段と、前記圧縮手段により圧縮された画像
を送信する送信手段とを有することを特徴とする。

〔実施例〕

（本発明の原理）原稿をカラースキヤナから読み取り、そのデータをNT
SCのRGBに変換し、さらに明度データＹと色度データＩ
とＱに変換する。そして、IQをグラフにプロツトしたも
のが第６図と、第７図である。

第６図は白黒原稿、第７図はカラー原稿を読み込んだ
場合の分布を示すものである。白黒原稿を読み込んだと
きは、原点付近に分布し、カラー原稿では、原点から離
れたところに分布するのがわかる。よって、原点（Ｉ＝
０、Ｑ＝０）からの距離を計算して、距離が離れた画素
が多ければカラー原稿、少なければ白黒原稿とする。こ
のような考え方に基づいて原稿の判別を行うことができ
る。

（スキヤナの読み取り精度）白黒の文字をスキヤナから読み取ると、スキヤナの精
度がよくないと入力画像としては、第８図のように色ず
れを起こした画像になってしまう。これでは、色ずれの
画素を色画素と判別してしまい、その結果白黒原稿にも
関わらずカラー原稿と誤判別する可能性がある。そこ
で、入力画素の周囲に黒画素（白黒画素であって、かつ
暗画素）が存在すれば、入力画素は色ずれの画素であ
り、実際は白黒画素であると判断する。そうすることに
よりスキヤナの読み取りの誤差を少なくすることができ
る。

〔原稿の判別精度〕

赤いアンダーラインの引いてある白黒原稿を判別する
場合、原稿全画素数と赤い画素数があまりにも違いすぎ
るので、50mmの線も、0.5mmの線も同じ様な割合になっ
てしまい、しきい値の設定によって間違った判定をして
しまう場合がる。すなわち、50mmの赤いアンダーライン
の引いてある原稿を白黒原稿と判定してしまったり、逆
に直径0.5mm程度のゴミの乗っている原稿をカラー原稿
と判定してしまうこともある。そこで、全参照画素に対
する色画素（赤いアンダーライン）の割合をできるだけ
高くするために、第11図に示すようにする。つまり、第
11図（Ａ）のような原稿1101を（Ｂ）に示すような複数
の小領域に分割して、小領域毎に原稿の判断を行う。た
とえば、1102のエリア１、1103のエリア２は白黒原稿領
域、1104のエリア３はカラー原稿領域と判定されたなら
ば、1101の原稿はカラー原稿であると判定する。また、
どの小領域もカラー原稿領域と判定されなければ、1101
の原稿は白黒原稿であると判定する。

（第１の実施例）第９図に処理のフローチヤートを示す。処理は大き
く、画素判別処理（S1〜S4）と画素補正処理（S5〜S1
1）、そして原稿判別処理（S12〜S15）に分けられる。
画素判別処理は注目画素がカラーか白黒かを判別する処
理で、原稿判別処理は原稿全体がカラー原稿か、白黒原
稿かを判別する処理である。以下アルゴリズムの詳細を
フローに従って説明する。

＜画素判定処理＞はじめにカラー画素判定処理について説明する。カラ
ー画素判定はS1〜S4で処理される。入力画素がカラー画
素であるか、白黒画素であるかを画素毎に判定するもの
である。

色空間変換処理 S1では、色空間変換処理を行う。すなわち、NTSC−RG
Bに正規化されたデータを式（１）に従って、輝度信号
Ｙと色度信号Ｉ、Ｑに変換する。

距離計算 S2とS6では、ＩとＱから彩度情報を作るために、距離
計算部でを計算する。これは、対象の色がIQ色度図上で原点から
どれだけ離れているかを示すものである。この値が大き
ければ彩度が高く、カラー画素である確率が高いといえ
る。

彩度比較部 S3では注目画素の彩度をしきい値と比較する。第10図
（Ａ）に示すように注目画素Ｃが文字や下地（白色に限
る）の一部分であるならば彩度が低く、の条件を満たすためにS4に進み、黒画素の個数BPIXを１
だけ増加させる。そしてまたS2に戻り次の画素を読み込
んで同様の処理を行う。

また、第10図（Ｂ）のように注目画素がカラー画素と
思われる位置にある場合、彩度が高くの条件を満たさずS5に進む。

画素補正処理 S5〜S11は画素補正処理部である。これは、S3彩度比
較部でカラー画素と判定されたとしても、センサの色ず
れによって生じた黒文字のにじみのために誤ってカラー
画素と判定してしまう可能性があるために、この誤判定
を補正するために設けられたものである。以下画素補正
部について説明する。

S5では、第５図の注目画素Ｃの周囲８画素S₁〜S₈を１
画素ずつ入力する。S6で、色空間変換によりRGB→YIQ変
換を行う（S1と同様）。

S7で彩度情報を計算する（S2と同様）。S8では周囲画素の彩度と輝度Ｙをしきい値と比較する。例えば、周囲画素S₁が
文字部であるならば、彩度が低く輝度も低いのでかつＹ＜γの条件を満たす。その結果注目画素Ｃは画素
判定処理でカラー画素と判定されたが、実際はセンサの
色ずれによるものであり、本来は黒画素であると判断
し、S9に進み、黒画素の個数BPIXを１だけ増加させる。
周囲画素S₆の場合はかつＹ＜γの条件を満たさないためにS₆は黒画素ではな
いと判断しS10に進む。S10はすべての周囲８画素を入力
し終ったかのチエツクを行うものである。このようにし
て、周囲８画素に黒画素が含まれるかをS5〜S10の処理
を注目画素の周囲の８画素S1〜S8まで繰り返すことによ
り調べる。周囲８画素に１個でも黒画素が含まれるなら
ば注目画素Ｃは黒画素としてS9に進む。また周囲８画素
に黒画素が１つも含まれていなければ、注目画素Ｃは色
ずれによるカラー画素ではなく、本当のカラー画素とし
てS11に進み、カラー画素の個数CPIXを１だけ増加させ
る。

〔カラー白黒原稿判別〕

以上に述べた画素判別（S1〜S11）を原稿の小領域の
すべての画素に対して施し、カラー画素CPIXと白黒画素
BPIXの割合を求める。S13でCPIX＞δの条件を満たした
場合、対象とする原稿領域はカラー原稿領域であると判
別し、満たさない場合は、白黒原稿領域であると判別す
る。この領域の判定を原稿の全ての小領域にたいして行
い、カラー原稿領域と判定された小領域が一つでもあれ
ば原稿全体はカラー原稿、一つもなければ白黒原稿とす
る（S17）。

以上は、例えばコンピユータのソフトウエアによって
処理を行う場合のフローチヤートであったが、以下に上
述の処理を行う回路構成について説明する。第１図を用
いて101のCCDによって構成されるスキヤナに原稿をお
き、スキヤンするとNTSCの規格に正規化されたRGBのデ
ータが出力される。102のYIQ変換部では101から出力さ
れたRGBのデータを明度（輝度）信号Ｙと色信号ＩとＱ
に変換する。103の画素判別部では入力した１画素が白
黒画素（彩度が小さい）かカラー画素かの判別を行う。
104は原稿判別部であり、１画素毎の判別結果を集計し
て、全画素数に対するカラー画素数の割合を求め、割合
に応じて原稿がカラーであるか、白黒であるかの105原
稿判別信号を出力する。106は画像処理部、107は画像表
示を行うデイスプレイ、108は画像伝送を行うフアクシ
ミリ送信部、109は画像を記録媒体上に再生するプリン
タである。画像処理部106は、原稿判別信号105に応じて
白黒原稿とカラー原稿に対して夫々異なる処理を行う。

例えばフアクシミリ送信部108に送る画像信号につい
ては、カラー原稿の場合はＲ、Ｇ、Ｂ信号それぞれの保
存できるような圧縮符号化を行い、白黒原稿の場合は、
濃度（輝度）信号に変換して通常のMH、MR、MMR等の圧
縮符号化を行う。

また、プリンタ109へ送る画像信号については、カラ
ー原稿の場合はＲ、Ｇ、Ｂ信号に対して対数変換、UC
R、マスキング等の所定の処理を施してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ
の面順次信号となるように画像処理し、白黒原稿の場合
はＫ（黒）信号のみ生成して黒単色プリントを行うよう
にする。

なお、プリンタの種類は、レーザービームプリンタや
インクジエツトプリンタ、熱転写プリンタ、ドツトプリ
ンタ等カラー印字が可能なものであればよい。

第２図はYIQ変換部を表す図で、式（１）を計算して
いる。201、202、203はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの入力信号
である。204〜212は式（１）の係数をセツトするレジス
タ、213〜221は入力データと係数を乗算する乗算器、22
2、223、225、228は加算器、226と229は減算器である。
そして、演算の結果は224にＹ、227にＩ、230にＱが出
力される。

たとえば、Ｙの計算をする場合には、レジスタ204に
0.3、レジスタ207に0.59、レジスタ210に0.11がセツト
されていて、Ｒデータ201とレジスタ204の内容を213乗
算器で乗算する。同様にＧデータとレジスタ207の内容
を乗算器216、Ｂデータとレジスタ210の内容を乗算器21
9で乗算する。そして、３個の乗算結果が加算器222と22
3で加えられ、最終的にＹが得られる。同様に、ＩとＱ
を計算することができる。

第３図は画素判別部を示す図である。

301にＹ、302にＩ、303にＱのデータが入力される。
Ｉは乗算器310で自乗される。またＱは乗算器311で自乗
される。I²とQ²は加算器312で加算される。次にの計算であるが、これはテーブルの参照によって行う。
たとえばROM313の入力が２の場合、ROMの２番アドレス
がアクセスされ、データ1.414が出力される。さらにROM
313の出力したが比較器305、306に入力される。レジスタ308にはしき
い値βが、レジスタ309にはしきい値αがセツトされ
る。そして、比較器305で、しきい値βとが比較され、のとき１を出力、それ以外は０を出力する。また、比較
器306では、しきい値αとが比較され、の時１を出力、それ以外は０を出力する。この比較器30
6の出力結果を第１次判定結果と呼ぶ。

次に、明度（輝度）信号であるが、レジスタ307に
は、しきい値γがセツトされており、比較器304でＹと
γの比較を行う。Ｙ＜γの時に１を出力、それ以外は０
を出力する。比較器304、305の出力はアンドゲート314
で論理積がとられる。すなわち、輝度（明度）が低く、
かつ彩度も低い場合に、アンドゲート314は１を出力
し、それ以外は０を出力する。このアンドゲート314の
出力結果を第２次判定結果と呼ぶ。アンドゲート314の
出力はフリツプフロツプ（以下FF）318と315のラインメ
モリに入力される。またラインメモリ315の出力はライ
ンメモリ316とFF312の入力になる。したがって、FF321
には１ライン遅延した画素が、FF324には２ライン遅延
した画素が入力されることになる。FF318〜326は画素ク
ロツクに同期してアンドゲート314の出力結果を保持す
る。よって、ある時点において、注目画素の第２次判別
結果がFF322に保持されているとすると、FF318、319、3
20、321、323、324、325、326には周囲８画素の第２次
判定結果が保持されていることになる。これら８画素の
第２次判定結果はオアゲート329、330、331、332で論理
和がとられる。周囲８画素に第２次判別結果が１の画素
が一つでもあればオアゲート332の出力は１になる。す
なわち、注目画素の周り８画素に一つでも黒画素があれ
ば332は１を出力することになる。このオアゲート322の
出力を画素補正結果と呼ぶ。

また比較器306の出力（第１次判定結果）はラインメ
モリ317に入り、１ライン遅延されて、FF327、FF328と
流れて行く。すなわち、FF328とFF322はそれぞれ同一画
素の第１次判別結果と第２次判別結果が保持されること
になる。

最後に、画素補正結果と第１次判定結果のNORをNORゲ
ートで判断する。カラー画素と判定された場合には、カ
ラー画素判定信号334が１になり、白黒と判定された場
合には０になる。

第４図は原稿判別部を示す図である。

407のアツプカウンタは、カウントイネーブル408が０
（イネーブル）になっているので、画素クロツク402に
同期して初期カウントデータDAT2（404）から絶えずカ
ウントアツプを行う。キヤリのCARRY2（409）が１にな
ると、リセツトがかかり再度、初期カウントデータから
カウントを始める。このアツプカウンタ407は原稿の小
領域の画素数をカウントするためのもので、例えば第11
図の1102の小領域の画素数が1000画素の場合、アツプカ
ウンタ407で1000回カウントを行い、1000回カウントし
終わると409のキヤリを１にしてアツプカウンタ406をリ
セツトする。初期カウントデータは、例えばアツプカウ
ンタ407が10ビツトとのカウンタならば、24をセツトし
ておけば、画素クロツク402を1000回カウントしてキヤ
リCARRY2（409）を１にするようになる。

また406もアツプカウンタであり、入力として403に初
期カウントデータDAT1、402に画素クロツク、401にカラ
ー画素判定信号、出力として410のキヤリービツトがあ
る。

406のカウンタは画素クロツクに同期して、初期カウ
ントデータからカウントアツプを行うが、カウントアツ
プがイネーブルな期間は、カラー画素判定信号が１の間
だけで、結果としてカラー画素判定信号がカウントされ
ることになる。たとえば、406が10ビツトのカウンタ
で、原稿判別しきい値δが255のときはDATに769をセツ
トしておく。すると、カラーと判別された画素が255に
なったときにキヤリービツト407が１になり、原稿中の
カラー画素が255以上になったので、対象としている原
稿はカラー原稿であるという信号（原稿判別信号105）
が１になる。

このようにして、原稿の小領域毎の判定結果がCARRY1
（410）として出力され、411にラツチされる。原稿の全
ての小領域の判別が終わると、その判別結果が412から
出力されることになる。

以上の処理により原稿がカラーか白黒かを判別するこ
とができる。

（第２の実施例）第５図は第２実施例を説明するための図である。第１
実施例では式（１）の計算を実現するために、第２図の
構成を用いていたが、第２の実施例では第５図の構成で
式（１）の計算を近似する。式（１）の係数を２のべき
乗分の１を加える形で近似すると式２のようになる。例
えば式１の係数0.3は0.25＋0.0625に近似する。そうす
ることにより、入力データを２ビツトシフトしたものと
４ビツトシフトしたものを加えることにより0.3＊Ｒの
計算を簡易的に行うことができる。

次に第４図の説明をする。501、502、503にはそれぞ
れ、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力データがセツトされる504〜513、
519、520はビツトシフト部で入力データのビツトをシフ
トする回路である。514、515、516、517、518、521、52
3、527は加算器、524、525、526は減算器である。最終
的に計算されたデータは528にＹが、529にＩ、530には
Ｑが出力される。

次にデータの流れを説明する。計算方法はＹ、Ｉ、Ｑ
とも同様の計算をするのでここではＹを例にして説明
し、ＩとＱは省略する。式２のの項の計算として、504で２ビツトシフト、507で４ビツ
トシフトを行い、その結果を加算器517で加算する。ま
たの項の計算として、入力されたＧのデータを509で１ビ
ツトシフト、510で４ビツトシフトを行い、その結果と
加算器517の出力を加算器522で加算する。加算器522の
出力は、式２のＹの計算において、ＲとＧの項の加算の
結果になる。つぎに、Ｂの入力データ503を３ビツトシ
フトしたものを加算器523に入力する。結果的に加算器5
23の出力528は式２のＹになる。

本発明の上記実施例によれば、入力カラー信号の各成分信号を明度信号と色度信号に
分離する手段、色度信号から彩度信号を作る手段、彩度
信号をしきい値αと比較する手段、彩度信号をしきい値
βと比較する手段、明度信号をしきい値γと比較する手
段、注目画素の彩度信号としきい値を比較した結果、彩
度信号＜αならば白黒画素数を１増やす手段、注目画素
の彩度信号としきい値を比較した結果、彩度信号≧αな
らば周囲の画素に対して彩度信号としきい値βを比較し
た結果、彩度信号＜βかつ明度信号としきい値γを比較
した結果、明度信号＜γの判定を行い、周囲画素中にこ
の条件を満たす画素が含まれていたならば、白黒画素数
を１増やし、含まれていなければカラー画素数を１増や
す手段、上記画素判別をある単位画素数分行い、カラー
画素数をしきい値δを比較した結果、カラー画素数＞δ
ならば、その単位画素の原稿領域はカラー原稿領域であ
ると判定する手段、上記原稿領域毎の判定を原稿の全領
域にわたって行う手段、原稿中にカラー原稿領域が存在
すれば、原稿はカラー原稿であると判定する手段を設け
ることにより、カラー原稿と白黒原稿を判別するように
したものである。

但し、入力画素と周囲画素では、彩度データとしきい
値を比較する際のしきい値を変えなければならない。

本実施例によればスキヤナの精度が良くない場合や、
原稿の下地に薄い色がついている場合にも、誤判定をせ
ず原稿を判別することができる。また、色のついたアン
ダーラインの引いてある原稿に対しても、正確に判別を
行うことができる。その結果、原稿の種類に応じた処理
を行うことができ、印刷品位の向上、通信コストの低減
を図ることができるという効果がある。

なお、画像入力手段はスキヤナに限らず、ホストコン
ピユータ、スチルビデオカメラ、ビデオカメラなどのイ
ンターフエースであってもよい。

また、参照する周辺画素数も８画素に限らない。ま
た、OR処理ではなく、多数決処理を行ってもよい。

また、（Ｙ、Ｉ、Ｑ）に分離するほか、（Ｌ^＊、
ａ^＊、ｂ^＊）、（Ｌ^＊、ｕ^＊、ｖ^＊）、（Ｙ、ｕ、ｖ）
等に分離して判定を行ってもよい。

〔発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、画像がカラーで
あるか白黒であるかを精度よく判定し、該画像をカラ
ー、白黒それぞれに応じた方法で圧縮して送信すること
により、効率よく画像を送信することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のカラー白黒原稿自動判別
装置を示すブロツク図、第２図はYIQ変換部の構成図、第３図は画素判別部の構成図、第４図は原稿判別部の構成図、第５図は第２実施例のYIQ変換部の構成図、第６図は白黒原稿を読み込んだ時のＩとＱの分布を表す
図、第７図はカラー原稿を読み込んだときのＩとＱの分布を
表す図、第８図は色ずれの様子を表す図、第９図はカラー白黒原稿判別の全体フローを示す図、第10図は画素補正処理を説明する図、第11図は原稿を小領域に分割することを説明する図であ
る。 101……スキヤナ 102……YIQ変換部 103……画素判別部 104……原稿判別部 105……原稿判別信号

───────────────────────────────────────────────────── 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 - 1/62 H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/41 - 1/419

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像に応じた画像情報中の注目画素が有彩
であるか無彩であるかを判定する第１の判定手段と、前記注目画素の周辺画素が明度、色度がいずれも一定レ
ベル以下であるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段の判別結果に応じて、前記第１の判定手段
の判定結果を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された判定結果に基づいて前記
画像がカラーがあるか白黒であるかを判定する第２の判
定手段と、前記第２の判定手段により前記画像がカラーと判定され
た場合には、前記画像情報を前記画像の色を保存して圧
縮し、前記画像が白黒と判定された場合には、前記画像
情報を前記画像の濃度を表す情報に変換して圧縮する圧
縮手段と、前記圧縮手段により圧縮された画像を送信する送信手段
とを有することを特徴とするカラー画像処理装置。