JP3245152B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特にディジタル複写機、イメージスキャ
ナ、ファクシミリ装置等で用いられる画像処理装置及び
画像処理方法に関する。

［従来の技術］ 従来、カラー原稿から色情報を読み取る場合、１本の
センサーの各受光素子Ｒ（レッド）,G（グリーン）,B
（ブルー）のフイルターを順番に配置し、R,G,Bのカラ
ー情報を得る方法、あるいはセンサーアレイを３本平方
に並べ各センサー上にR,G,Bのフイルタを配置し、カラ
ー情報を得る方法等がある。しかしながら、前者の方法
では、物理的な位置ズレから原稿上の同一点の情報をR,
G,Bの各色に対し得る事が不可能であり、また例えば、
読み取り密度400dpiでA3原稿を読み取る場合、約14000
画素を一本のセンサー上に構成する必要があり、現在そ
の性能、あるいは製造上の問題から、このような画素の
多いセンサーが存在しないため、複数本のセンサーを繋
ぎ合わせたものが用いられており、各センサーの特性の
違いから非常に高精度な補足が必要となつている。

一方、後者の方法では、やはり前者と同様に、物理的
なセンサー間の距離により同一点を読み取る事ができな
いため、通常はセンサー間の距離分電気的に読み取つた
信号を遅延して用いている。しかしながら、原稿とセン
サーとの相対的な移動速度のムラから色の境界部にゴー
ストが発生し、画像の劣化を起こしていた。そこで、こ
の劣化をなくすため、注目画素の両隣りの画素の色によ
り色ズレ補正を行つていた。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では、３本のラインセンサ
ーから原稿を読みとる際に発生する不規則な振動による
エツジ部の色ズレは、色ズレ補正を行うだけでは抑える
ことができなかつた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもの
で、カラー画像のエッジ部のエッジ方向及び濃度勾配の
方向を検出し、該検出結果に基づいてエッジ部を補正す
ることにより、エッジ部を精度良く補正して色ズレを抑
え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］ 上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装
置は、カラー画像を入力する入力手段と、前記入力され
たカラー画像の注目画素及びその周辺画素におけるエッ
ジ部及び該エッジ部のエッジ方向を検出する検出手段
と、前記エッジ部が検出された場合に、前記注目画素の
濃度値と、前記検出されたエッジ方向における周辺画素
の濃度値とを比較した結果に基づき、前記エッジ部の濃
度勾配の方向を判定する判定手段と、前記判定された前
記エッジ部の濃度勾配の方向に従って濃度の低い方向の
周辺画素の濃度値を前記注目画素の濃度値とすることに
より前記検出されたエッジ部を補正する補正手段とを有
することを特徴とする。

また、本発明に係る画像処理方法は、カラー画像を入
力する入力工程と、前記入力されたカラー画像の注目画
素及びその周辺画素におけるエッジ部及び該エッジ部の
エッジ方向を検出する検出工程と、前記エッジ部が検出
された場合に、前記注目画素の濃度値と、前記検出され
たエッジ方向における周辺画素の濃度値とを比較した結
果に基づき、前記エッジ部の濃度勾配の方向を判定する
判定工程と、前記判定された前記エッジ部の濃度勾配の
方向に従って濃度の低い方向の周辺画素の濃度値を前記
注目画素の濃度値とすることにより前記検出されたエッ
ジ部を補正する補正工程とを有することを特徴とする。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な一実施
例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すフルカラー電子写
真複写機の構成を示す断面図である。

感光ドラム１は表面に電子写真用感光層を有してお
り、矢印Ｘ方向に回転駆動される。この感光ドラム１の
周囲には、一次帯電機4,複数の帯電ユニツトを有した現
像装置100,転写装置6,クリーニング装置５がそれぞえ配
置されている。また、複写機の上部には、画像読取り部
３が配置され、プラテン26上にセツトされた原稿画像が
光電的に読み取られる。この画像読取り部３は、原稿台
（プラテンガラス）26,原稿照射ランプ25,走査ミラー2
3,24,結像レンズ22,色分解用B,G,Rフイルタ35及びCCD34
等から構成されている。

また、上述の原稿照射ランプ（原稿照明用のハロゲン
ランプ）25は、走査ミラー23,24と一体となつて走査移
動するように構成されており、あらかじめ設定された一
定の速度で原稿を走査する。

なお、原稿台26の周囲には、後述する操作部が設けら
れており、複写シーケンスに関する各種モード設定を行
うキー及び表示用のデイスプレイ及び表示器が配設され
ている。

ここで、走査された原稿の反射光像は、レンズ22を通
過した後、BGR色分解フイルタ35,CCD34により色分解さ
れて、電気信号に変換される。そして、変換された原稿
情報信号に種々の画像処理が施される。その後、レーザ
スキヤナユニツト31からは処理された画像信号に応じて
変調されたレーザ光が発光され、このレーザ光が固定ミ
ラー32,33を経て感光ドラム１に照射され、画像の露光
が行われる。

なお、上述のレーザスキヤナユニツト31は、回転多面
鏡によってレーザ光を偏光する周知の装置であり、詳細
な説明は省略する。

更に、本実施例では、複写機の右側部には定着装置18
及び給紙部２が配置され、また、転写ドラム6aと定着装
置18との間には転写紙搬送系17が配置されている。

以上の構成において、感光ドラム１上では、色分解さ
れた色信号毎に画像形成が繰り返される。つまり、帯
電，現像，転写，クリーニングの各行程が各色毎に繰り
返される。

また、感光ドラム１下部の現像装置100は、左右方向
に移動可能な移動基台120に着脱自在に保持される現像
ユニツト2M（マゼンタ現像ユニツト）,2C（シアン現像
ユニツト）.2Y（イエロー現像ユニツト）,2B（ブラツク
現像ユニツト）を具備し、感光ドラム１上に形成され色
分解された各色の潜像にそれぞれ対応する現像ユニツト
によつて現像化し、トナー像とする。

転写装置６は、周囲に転写材担持シートが設けられた
転写ドラム6aを有しており、転写ドラム6a上に転写紙を
静電的に保持する構成をとつている。転写ドラム6aは給
紙部２からタイミングを合わせて給送された転写紙を把
持し、転写位置Ｔにて感光ドラム１上の各色毎のトナー
像を重ね転写するべく、回転移送せしめる。この転写位
置Ｔには、転写帯電器７が転写ドラム6aの内部に配置さ
れている。

そして、上述の給紙部２は、給紙ローラ37,38,ピツク
アツプローラ13,14等から構成され、後述するCPU回路部
500からの駆動指令に従つて、カセツト15,16から転写紙
などを給紙する。

次に、本実施例における複写機の動作について説明す
る。

まずピツクアツプローラ13,14により給紙された転写
材は、給紙ローラ37,38を経て、レジストローラ12まで
搬送される。ここで斜行が取り除かれた後、一定量のル
ープを形成し、転写ドラム6aの回転によつて発生するレ
ーザ書き込み同期信号（ITOP）を待機する。そして、上
述の信号が入力されるとレジストローラ12が回転し、転
写ドラム6aに転写材を搬送して把持させる。

また、この処理の略同時に、光学系が走査を開始し、
CCD34で読み取られた画像は、CCD34に付随する画像処理
回路によつて各種処理が施される。そして、画像処理回
路の出力に応じてレーザ光を変調するレーザユニツト31
によつて走査され、帯電されている感光ドラム１上に露
光され、静電潜像が形成される。形成された潜像は現像
ユニツト100により顕像化され、トナー像となる。感光
ドラム１上に形成されたトナー像は転写装置６により転
写材に転写される。この一連の動作を必要な現像色数だ
け繰り返した後、各色のトナー像が順次転写された転写
紙は転写紙搬送系17によつて定着装置18へと送られる。
転写紙上のトナー像は定着装置18によつて転写紙上に定
着され、その後、転写紙はトレー19上へと放出される。

次に、本実施例における複写機の全体の制御を第２図
に示す処理ブロツク図を参照して以下に説明する。

第２図において、原稿100は画像読み取り部200のレン
ズ201からCCD202を通して読み取られ、A/D変換を行うA/
Dコンバータ203に入力される。そして、A/D変換された
各信号（R,G,B）は画像処理部300に入力され、各種画像
処理が施される。この画像処理部300では、シエーデイ
ング補正204を行い、後述するエツジ検出回路205でエツ
ジの検出を行う。そして、エツジ補正置換回路206で検
出されたエツジ部のデータが置換された後、光色濃度変
換回路207でR,G,B信号がY,M,C信号に変換され、次のマ
スキングUCR補正回路208でマスキングと下色除去が行わ
れ、データ制御回路211からの信号を入力する画像編集
部209へと送られる。そして、画像処理部300による画像
処理が終了すると、処理されたビデオ信号が画像記録部
400に入力される。

画像記録部400では、転写紙等の搬送を行うモータ等
の制御回路，画像転写部300より入力したビデオ信号を
感光ドラム上に書き込むレーザ記録回路部及び現像を行
う現像制御回路などから構成され、記録紙などの記録紙
に複写画像を形成する。

また、CPU回路部500は、CPU213,ROM214,RAM215などを
含み、画像読み取り部200,画像処理部300,画像記録部40
0及び後述する操作部212などの本装置のシーケンスコン
トロールを総括的に制御する。

第３図は、本実施例における複写機の操作部を示す図
である。

図において、301はテンキーであり、コピー枚数やズ
ームの倍率等入力時、０〜９までの数値を入力するため
のものである。302は液晶表示パネル及びタツチパネル
であり、機械状態，複写モードの設定又は操作方法，用
紙サイズ，コピー倍率などを操作者に伝えたりするもの
である。303はリセツトキーであり、現在設定されてい
るモードを初期化するためのキーである。304はクリア
／ストツプキーであり、機械が作動中動作をストツプ
し、機械が作動中でない時は、枚数などテンキーなどで
設定された数値をクリアする時に用いる。

305はコピースタートキーであり、コピー動作をスタ
ートする場合に用いる。306は用紙サイズを選択するた
めのキーであり、選択された用紙のサイズ（例えばA4）
は表示パネル302に表示される。307は濃度調整キーであ
り、コピーの濃度を薄いものから濃いものへ調整するた
めのキーである。308は９個の発光ダイオード（以下LED
と略す）により現在の濃度レベルを表示する。309は原
稿種類モードの選択キーであり、原稿の種類に応じて文
字モード，写真モード，文字／写真モードの中から１つ
のモードを選択するキーである。

310はLEDであり、それぞれ文字モード，写真モード，
文字／写真モードが選択されていることを示し、３個の
うち、１個のみが点燈する。311はコントロールキーで
あり、OKキー312,上矢印キー313,下矢印キー314,右矢印
キー315,左矢印キー316により構成され、表示パネル302
においてカーソルを移動し、各モードを設定する場合に
用いる。317はカラー選択キーであり、ACS（白黒／カラ
ー自動確認）モード，ブラック（白黒印字）モード，フ
ルカラーモードの何れかを選択する。

318はカラー選択表示部であり、カラー選択キー317で
設定されたカラーモードのLEDが点燈する。319は定形変
倍／等倍キーであり、定形の用紙から定形の用紙に拡大
縮小又は等倍にするとき使用する。

320はセンタ移動キーであり、原稿をコピー用紙の中
央に寄せてコピーする場合に使用する。センタ移動が設
定されているときはLED329が点燈する。321はズームキ
ーであり、50％〜400％まで１％きざみに倍率を設定す
るときに使用する。322は縦／横独立ズームキーであ
り、原稿の縦方向と横方向の倍率を変えてコピーを取る
ときに用い、50％〜400％まで１％きざみにそれぞれ倍
率を設定するときに用いる。323はオートズームキーで
あり、原稿の大きさに合わせて自動的にコピーするとき
に使用する。324はとじ代キーであり、原稿の画像を左
右に移動し、とじ代を作つてコピーする。

325はエリア指定キーであり、エデイタなどの領域指
定手段を用いて、エリア指定を行うときに使用する。32
6はカラーバランスキーで色の微妙なバランスを調整す
るときに用いる。327はカラーモードキーであり、３色
カラー，モノカラーなどのカラーモードを指定する。そ
して、328は色変換キーであり、原稿上の色変換可能色
を操作部に表示し、タツチパネルから色変換を指定す
る。

次に、本実施例におけるエツジ検出回路205及びエツ
ジ補正置換回路206（第２図）の動作を、第４図に示す
フローチヤートに従つて以下に説明する。

なお、第５図に示すように、原稿の主走査方向をｉと
し、その終端をieとする。また、副走査方向をｊとし、
その終端をjeとする。そして、本実施例では、エツジ検
出の方法として一次微分を用いるものである。

まず、ステツプS401,S402において、画像データを全
て処理するために、パラメータであるi,jの初期設定を
行う。そして、ステツプS403では、詳細は後述するエツ
ジ検出処理を行い、ステツプS404ではその結果（一次微
分値）によつてエツジか否かを判断する。ここで、エツ
ジ（一次微分値が所定の値以上）でなければステツプS4
06へ処理を進めるが、エツジであればステツプS405へ処
理を進め、詳細は後述するエツジ部のズレ補正を行う。

次に、ステツプS406〜S409において、i,jの値をそれ
ぞれインクリメントしてループの判定（ｉ＝ie,j＝je）
を行い、全て処理するまで上述のエツジ検出及びズレ補
正の動作を繰り返す。

第６図（ａ）は、エツジ検出用のマトリクスであり、
上述のステツプS403（エツジ検出）で用いられる。ま
た、第６図（ｂ）は、ステツプS403の詳細を示すフロー
チヤートである。

まず、第６図（ｂ）のステツプS601では、第６図
（ａ）に示す３×３マトリクスM0〜M7の各中心を注目画
素に対応させ、各マトリツクスM0〜M7の値を計算する。
具体的には、例えば第６図（ｃ）に示すような画素Ａ〜
Ｉ（注目画素をＥとする）に対するマトリクスM0の計算
結果dege（０）は、次式により求められる。

edge（０）＝Ａ×１＋Ｂ×２＋Ｃ×１＋Ｄ×０ ＋Ｅ×０＋Ｆ×０＋Ｇ×（−１） ＋Ｈ×（−２）＋Ｉ×（−１） なお、ステツプS601に示すｌは注目画素とその周辺画
素の値を示すものであり、M0・ｌは上述の式を計算する
ことである。

同様に、edge（７）まで全て計算が終了すると、ステ
ツプS602へ処理を進め、M0からM7の値edge（０）〜edge
（７）の中で、最大値を注目画素Ｅにおけるエツジの強
さＹとする。そして、次のステツプS603では、その最大
のマトリクス（M0〜M7）番号をエツジの方向Ｘとする。

第６図（ａ）に示す例では、M0はエツジ方向として０
゜,M1は45゜,M2は90゜,M3は135゜,M4は180゜,M5は225
゜,M6は270゜,M7は315゜としている。

次に、第４図のステツプS405におけるズレ補正処理の
詳細を第７図に示すフローチヤートを参照して以下に説
明する。

まず、エツジの方向であるＸの値に応じてそれぞれの
処理を行う（ステツプS701）。例えばＸ＝０（M0）であ
れば、上述したようにエツジの方向は０゜となり、注目
画素Ｅと周辺画素Ｂとを比較して（ステップS702）、注
目画素Ｅの方が大きい場合、このエツジ部分は上がり調
子と判断し、手前の画素であるＢの値を注目画素Ｅに格
納する。またＢの方が大きい場合には、エツジ部分は下
がり調子と判断し、Ｈの値を注目画素Ｅに格納する（ス
テツプS703）。

上述したエツジ検出とエツジ補正置換を視覚的に表現
したものが、第８図（ａ），（ｂ）に示す図である。第
８図（ａ）に示す半円81はエツジ部を示すもので、上方
向はエツジの強さである。そして、第８図（ｂ）に示す
左半円82のエツジ部は上がり調子を表現したもので、手
前の画素で注目画素を置換する場合である。また右半円
83のエツジ部は下がり調子を表現したもので、次の画素
で注目画素を置換する場合である。

以上説明したように、本実施例によれば、入力画像の
エツジ部を検出し、エツジ補正を行うことにより、色ズ
レを抑えることができる。

＜変形例＞ 本実施例では、エツジ検出方法として一次微分を用い
ているが、変形例として二次微分を用いる場合を以下に
説明する。

第９図は、エツジ検出及びズレ補正の処理手順を示す
フローチャートであるが、第４図と同様な処理には同一
のステツプ番号を付し、説明は省略する。

ステツプS403′において、第10図（ａ）に示す２次微
分マトリクスを用いてエツジ検出の計算を行い、その計
算結果（２次微分値）を次のステツプS404で判断する。
ここで、２次微分値が所定の値以上であれば、エツジ部
と判断し、ステツプS405′へ処理を進め、エツジ部のズ
レ補正を行う。ここでは、エツジと判定された画素の周
辺にエツジと判断された画素（第10図（ｂ）に示すマト
リクスN0〜N15の表示が“1"）があるか否かにより注目
画素Ｅのエツジ補正を行う。

例えば、マトリクスN0の場合、画素A,B,C,D,F,G,H,I
の値と画素Ｅの差が最大のものを画素Ｅに格納する。ま
た、N1では画素B,D,Hの値と画素Ｅの差が最大のものを
画素Ｅに、N2では画素B,D,Fの値と画素Ｅの差が最大の
ものを画素Ｅに、N3では画素A,B,Dの値と画素Ｅの差が
最大のものを画素Ｅに、N4では画素B,F,Hの値と画素Ｅ
の差が最大のものを画素Ｅに、N5では画素B,Hの値と画
素Ｅの差が最大のものを画素Ｅに、N6では画素B,C,Fの
値と画素Ｅの差が最大のものを画素Ｅに、N7では画素Ｂ
の値を画素Ｅに格納する。

N8では画素D,F,Hの値と画素Ｅの差が最大のものを画
素Ｅに、N9では画素D,G,Hの値と画素Ｅの差が最大のも
のを画素Ｅに、N10では画素D,Fの値と画素Ｅの差が最大
のものを画素Ｅに、N11では画素Ｄの値を画素Ｅに、N12
では画素F,H,Iの値と画素Ｅの差が最大のものを画素Ｅ
に、N13では画素Ｈの値を画素Ｅに、N14では画素Ｆの値
を画素Ｅに、N15では画素A,B,C,D,F,G,H,Iの値と画素Ｅ
の差が最大のものを画素Ｅに格納する。

［他の実施例］ 次に、本発明に係る他の実施例を関係する図面を参照
して以下に説明する。

第11図は、前述したエツジ検出回路205を小規模な回
路で構成した場合の回路構成を示す図である。

なお、この実施例におけるエツジ検出部以外の構成
は、前述した実施例と同様であり、ここでの説明は省略
する。また、エツジ検出部への３系統の入力に対する内
部処理は、各系統に対して同様であるため、１系統の入
力Ｒ（レツド）についてのみ説明し、他の説明について
は省略する。

まず、入力されたビデオ信号は、コンパレータ1100に
おいてCPU213によつて予め設定されているレジスタ1101
の閾値と比較され、２値化される。そして、２値化され
たビデオ信号（２値化信号）はフリツプフロツプ1103及
びFiFo（First in First outメモリ）1102に同時に入力
される。このFiFo1102により１ライン分遅延された２値
化信号は、フリツプフロツ1105に入力される一方、FiFo
1102に入力され、２ライン遅延された２値化信号がフリ
ツプフロツプ1108に入力される。そして、フリツプフロ
ツプ1103〜1109により所定分遅延された後、後段のゲー
ト部に入力される。

フリツプフロツプ1104及び1109からの出力は、EXOR11
10に入力され、第12図（ａ）及び（ｂ）に示すようなマ
トリクス演算が行われる。即ち、垂直方向に濃度勾配が
存在するか否かの判定が行われる。また同様に、EXOR11
11では、第12図（ｃ）及び（ｄ）に示すようなマトリク
ス演算が行われ、水平方向に濃度勾配が存在するか否か
の判定が行われる。

次に、上述の濃度勾配の判定結果を示す信号はANDゲ
ート1112〜1115に入力される。これらのゲート回路1112
〜1115は、濃度勾配の方向を決定するためのもので、ま
ずANDゲート1112,1113が垂直方向の濃度勾配のどちらの
画素が暗く、どちらの画素が明るいかを判定している。
即ち、ANDゲート1112からの出力が“1"の場合、前ライ
ン方向の画素が明るく、現ラインの画素が暗いという判
定がなされる。また、ANDゲート1113からの出力が“1"
の場合には、その逆となる。そして、水平方向に関して
も同様に、ANDゲート1114からの出力が“1"の場合、最
初に入力された画素データが暗く、後から入力された画
素データが明るいという判定がなされる。また、ANDゲ
ート1115からの出力が“1"の場合には、上述の逆とな
る。

このように濃度勾配の方向を検出し、その濃度勾配か
らデータの置き換えを行う。なお、データの置き換えに
ついては、前述した実施例と基本的に同じであり、ここ
での説明は省略する。

以上説明した実施例によれば、エツジ検出回路の構成
を簡単にすることができると共に、前述の実施例と同様
な効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、カラー画像の
エッジ部を補正するに際し、エツジ部の方向及びエッジ
部の濃度勾配の方向を考慮して行うことにより、エッジ
部を精度良く補正して色ズレを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例でのフルカラー電子写真複写機の構成
を示す断面図、 第２図は本実施例での画像処理を示すブロツク図、 第３図は本実施例での操作部の構成を示す図、 第４図は本実施例での処理手順を示すフローチヤート、 第５図は原稿の方向を示す図、 第６図（ａ）はエツジ検出用のマトリクス、 第６図（ｂ）はエツジ検出手順を示すフローチヤート、 第６図（ｃ）は注目画素と周辺画素を示す図、 第７図はズレ補正手順を示すフローチヤート、 第８図（ａ）は一次微分によるエツジ部を説明するため
の図、 第８図（ｂ）はエツジ部でのデータ置換を説明するため
の図、 第９図は変形例における処理手順を示すフローチヤー
ト、 第10図（ａ）は二次微分マトリクス、 第10図（ｂ）はエツジ補正マトリクス、 第11図は他の実施例でのエツジ検出部の構成を示すブロ
ツク図、 第12図（ａ）〜（ｄ）は他の実施例でのエツジ検出用マ
トリクスである。 図中、205……エツジ検出回路、206……エツジ補正置換
回路である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−1171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−46072（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−181168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−90461（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 - 1/64 G06T 1/00 510

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー画像を入力する入力手段と、 前記入力されたカラー画像の注目画素及びその周辺画素
   におけるエッジ部及び該エッジ部のエッジ方向を検出す
   る検出手段と、 前記エッジ部が検出された場合に、前記注目画素の濃度
   値と、前記検出されたエッジ方向における周辺画素の濃
   度値とを比較した結果に基づき、前記エッジ部の濃度勾
   配の方向を判定する判定手段と、 前記判定された前記エッジ部の濃度勾配の方向に従って
   濃度の低い方向の周辺画素の濃度値を前記注目画素の濃
   度値とすることにより前記検出されたエッジ部を補正す
   る補正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】カラー画像を入力する入力工程と、 前記入力されたカラー画像の注目画素及びその周辺画素
   におけるエッジ部及び該エッジ部のエッジ方向を検出す
   る検出工程と、 前記エッジ部が検出された場合に、前記注目画素の濃度
   値と、前記検出されたエッジ方向における周辺画素の濃
   度値とを比較した結果に基づき、前記エッジ部の濃度勾
   配の方向を判定する判定工程と、 前記判定された前記エッジ部の濃度勾配の方向に従って
   濃度の低い方向の周辺画素の濃度値を前記注目画素の濃
   度値とすることにより前記検出されたエッジ部を補正す
   る補正工程とを有することを特徴とする画像処理方法。