JP3581756B2

JP3581756B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP3581756B2
Application number: JP08418596A
Authority: JP
Inventors: 敏大内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: JPH09275489A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレスキャン時に検出された原稿の特定情報を基に、本スキャン時に行う像域分離の判定基準を変えるようにした画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、カラー複写機などの画像処理装置においては、文字領域と絵柄領域が混在するような原稿を処理して再生する場合、いわゆる像域分離といわれる技術によって画像の領域を認識し、一枚の原稿の中で文字部と絵柄部で処理を切り替えている。このような像域分離技術を用いた、従来のカラー複写機としては、例えば特公平７−２２３３０号公報に記載されたものがある。
【０００３】
上記した従来の装置は、作像処理を伴わない所謂プレスキャン時に像域分離を実施して領域判定（文字領域／中間調領域）を行い、判定した結果に応じて本スキャンでは処理パラメータを切り替えるものである。また、特開平５−１４５７５１号公報に記載された領域識別信号処理回路では、プレスキャン時の像域分離結果を記憶装置に保存し、本スキャン時に記憶装置に保存された結果を利用して処理の切り替えを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記した従来の装置においては、像域分離処理は所謂局所処理が前提となり、該処理には必ず誤判定を伴う。具体的には文字を判定するためには多くの場合、エッジ情報を基に判定していることから、文字エッジを高精度に判定しようとすると、印画紙エッジや網点画像のような絵柄も文字エッジとして誤判定される箇所が増大する。特に、網点画像の中でも低い線数（５０線〜８５線）に対しては、その傾向は強い。ここで、低線数の網点画像とは、具体的な原稿としては一般の印刷による網点画像、インクジェットや溶融型プリンタによるディザ出力原稿も含まれる。
【０００５】
本出願人は先に、プレスキャン時に像域分離の一つである網点分離を作動させ、その情報を基に本スキャン時の像域分離を制御する画像処理方式を提案した（特開平４−１８０３５０号公報を参照）。この方式では、プレスキャン時に網点画像が含まれているか否かを判定し、含まれていないと判定されたときには、本スキャン時の網点判定を無視（オフに）する。これにより、網点領域を含まない原稿に対しては、網点判定が局所的に誤判定することによる画質の劣化をなくすることができる。しかしながら、プレスキャン時に網点領域が含まれていると判定された場合、本スキャン時でも網点分離が作動することになり、上記した問題、つまり低線数網点において誤分離を起こしやすいという問題は依然として存在する。
【０００６】
本発明は上記した事情を考慮してなされたもので、
本発明の目的は、プレスキャン時に原稿に含まれる網点の線数を検出し、本スキャン時に局所的に領域を判定する際に、該検出結果に応じてパラメータを変えて領域判定する画像処理装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、原稿に文字を含むか否かを判定し、文字を含まないと判定されたとき、検出された周期情報を無視し、網点分離用のパラメータを用いて領域判定する画像処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、原稿を複数回の走査によってデジタル画像信号として読み出す手段と、プレスキャン時のデジタル画像信号を８画素×８画素の大きさの複数のブロックに分割し、前記各ブロック内の画素値の平均値を算出し、前記画素値の平均値が所定の範囲内にあるブロックのみを有効ブロックとして、前記有効ブロックの２次元ＤＣＴ係数を算出し、各有効ブロックの同じ位置にあるＤＣＴ係数を加算し、加算した各ＤＣＴ係数を有効ブロック数で除算して８×８個の平均ＤＣＴ係数を算出する手段と、前記８×８個の平均ＤＣＴ係数に対して所定の演算を行うことにより前記８×８個の位置からピーク位置を検出し、前記検出されたピーク位置を基に前記原稿の周期を算出する手段と、前記原稿の周期に応じたパラメータを格納する手段と、本スキャン時のデジタル画像信号から文字エッジを分離する際に前記パラメータを参照して文字エッジを分離する手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明では、原稿を複数回の走査によってデジタル画像信号として読み出す手段と、プレスキャン時のデジタル画像信号を８画素×８画素の大きさの複数のブロックに分割し、前記各ブロック内の画素値の平均値を算出し、前記画素値の平均値が所定の範囲内にあるブロックのみを有効ブロックとして、前記有効ブロックの２次元ＤＣＴ係数を算出し、各有効ブロックの同じ位置にあるＤＣＴ係数を加算し、加算した各ＤＣＴ係数を有効ブロック数で除算して８×８個の平均ＤＣＴ係数を算出する手段と、前記８×８個の平均ＤＣＴ係数に対して所定の演算を行うことにより前記８×８個の位置からピーク位置を検出し、前記検出されたピーク位置を基に前記原稿の周期を算出する手段と、前記原稿の周期に応じたパラメータを格納する手段と、本スキャン時のデジタル画像信号から網点領域を分離する際に前記パラメータを参照して網点領域を分離する手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明する。
〈実施例１〉
図１は、本発明の実施例１の構成を示す。図において、１はスキャナなどの画像入力装置、２は反射率リニアな信号を濃度リニアな信号に変換するＬｏｇ変換回路、３は平滑化フィルタ、エッジ強調フィルタからなるフィルタ回路、４はｃｍｙ信号を補色のＹＭＣに変換する色補正回路、５はＫ信号分だけ各色材の信号から減じる処理を行うＵＣＲ回路、６は文字用、絵柄用のディザを用いて中間調を表現するディザ回路、７はプリンタなどの画像出力装置である。
【００１１】
８は原稿中から色領域を分離する色分離回路、９は検出された周期に応じたパラメータを格納したパラメータ格納部、１０は該パラメータを用いて文字エッジを分離するエッジ分離回路、１１は分離回路の分離結果を基に領域を判定する判定回路、１２はプレスキャン時に作動する周期性検出回路である。
【００１２】
まず、図１の概要を説明する。スキャナなどの画像入力装置１（解像度は４００ｄｐｉ）から概ね反射率に対しリニアなｒｇｂデータ（各８ビット）が出力される。次に、後段の色補正を行う前処理としてＬｏｇ変換回路２において対数変換を行い、濃度リニアなｃｍｙデータを生成する。
【００１３】
フィルタ回路３は、図２に示すような平滑化フィルタとエッジ強調フィルタが直列に接続された回路で構成され、後述する判定回路１１からの信号が、黒文字、色文字である場合には、平滑化フィルタをスルーにしてエッジ強調処理のみを施す。
【００１４】
色補正回路４は、画像入力装置１と画像出力装置７の特性を考慮し、ｃｍｙ信号を補色のＹＭＣ信号に変換する。色補正方法には線形近似いわゆるマスキング法や四面体補間法、三角柱補間法などが提案されていて、これらの方法を利用して色補正を行う。このとき同時にＫ信号は、ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）から算出する。
【００１５】
ＵＣＲ回路５は、判定回路１１からの領域判定信号に基づいて処理を次のように切り替える。すなわち、
黒文字領域については、
Ｋをスルーにし、
Ｃ＝Ｍ＝Ｙ＝０にする。
色文字領域については、
Ｋをスルー
Ｃをスルー
Ｍをスルー
Ｙをスルーにし、
上記以外つまり絵柄領域については
Ｋ’＝０．６×Ｋ
Ｃ’（Ｍ’，Ｙ’）＝Ｃ（Ｍ，Ｙ）−Ｋ’にする。
【００１６】
そして、ディザ回路６では、サイズの異なる２種類のディザテーブル（ディザマトリックス）を準備し（図示せず）、判定回路１１からの信号が、黒文字、色文字である場合には、サイズの小さなディザテーブル（例えば１×１）で処理を行い、それ以外の場合にはサイズの大きなディザテーブル（例えば２×２）で処理を施して画像出力装置７にデータを送る。
【００１７】
図３は、周期性検出回路の構成を示す。ここではＤＣＴ（離散コサイン変換）を利用して周期性の検出を行うものであり、平均ＤＣＴ係数算出部２１と、周期算出部２２から構成される。なお、ＤＣＴの詳細は、例えば特開平４−２１２６５号公報などに記載されている。
【００１８】
ＤＣＴは８画素×８画素のブロック単位で行い、例えば一般的なＡ４サイズを４００ｄｐｉで読み込んだ場合の画素数（４７５２×３３６０画素）であれば、５９４×４２０ブロック分の処理を行うことになる。図４は、平均ＤＣＴ係数算出部の処理フローチャートである。また、図５は、各ＤＣＴ係数の平均化の様子を示す図である。
【００１９】
８ライン分の画像データをセットし（ステップ１０１）、ブロック内の画素値の平均値Ａｖｅを算出する（ステップ１０２）。すなわち、原稿の周期性が現われるのは、主に中間部（つまり、ブロック内が全て黒画素または白画素でない）であるため、ブロック内の画素値の平均がある範囲（ｔｈ１，ｔｈ２）にある場合にのみ有効ブロックとし（ステップ１０３）、２次元ＤＣＴ係数を算出する（ステップ１０４）。各係数毎に加算する（ステップ１０５）。例えば、図５に示すように、各ブロックの同じ位置にあるＤＣＴ係数Ａ００、Ｂ００、Ｃ００を加算する。
【００２０】
主走査方向について上記処理を行い（ステップ１０７）、主走査方向の処理が終了すると（ステップ１０６）、副走査方向について同様の処理を行い（ステップ１０９）、副走査方向の処理が終了すると（ステップ１０８）、平均ＤＣＴを算出する（ステップ１１０）。図５の例では、３ブロックについての平均ＤＣＴ、Ｆ００＝（Ａ００＋Ｂ００＋Ｃ００）／３、．．．、Ｆ７７を求める。
【００２１】
周期算出部２２では、原稿に特定の周期がある場合にはＤＣＴ係数にピークが現われるため、これを３×３のマスクを利用してそのピーク位置を検出する。具体的には図６に示すようなマスクを８×８の平均ＤＣＴ係数全体にかけて、図６に示す式に従って、８×８の各位置でＭを算出する。そして、最大のＭ値を持つピーク位置から注目原稿の周期を判定する。ここでは、図７において該ピーク位置が斜線部にある場合に、低線数原稿であると判定する。また、ピークが検出されないか、あるいは最大Ｍが所定値より小さい場合には、周期性なしと判定する。
【００２２】
次に、像域分離部について、以下詳述する。実施例１の像域分離部は、エッジ分離回路１０と、色分離回路８を備え、後述する実施例２は網点分離回路１３を備えている。このうちエッジ分離回路１０と網点分離回路１３は、例えば、論文「文字／絵柄（網点、写真）混在画像の像域分離方式」（電子情報通信学会論文誌
Ｖｏｌ．Ｊ７５−ＤＩ１Ｎｏ．１ｐｐ３９−４７１９９２年１月を参照）に記載された、「４．２エッジ領域検出」方法を用いる。
【００２３】
エッジ分離回路１０は、原稿中から文字のエッジ領域を検出する回路である。本実施例では、文字エッジの検出方法として、例えば、前掲した論文に記載された方法を用いる。この方法は、６４階調の入力画像データにエッジ強調を施した後、２種の固定閾値で３値化し、３値化後の黒画素と白画素の連続性をパターンマッチングによって検出し、５×５画素のブロック内において黒連続画素および白連続画素が両者とも１個以上存在する場合、注目ブロックをエッジ領域と判定し、そうでなければ非エッジ領域と判定する。
【００２４】
ここでは、エッジ領域検出における３値化のパラメータを、原稿が低線数と判定されたときと、それ以外（つまり、周期性なし、高線数）と判定されたときで切り替えるようにする。すなわち、低線数網点では、絵柄を、文字として誤分離する箇所が多いため、絵柄より文字として判定しにくいパラメータを使用する。
【００２５】
プレスキャンにおいて原稿が低線数であると判定されたときには、よりエッジが検出しにくいパラメータを設定する。これにより、文字内部などはエッジとして検出されにくくなるが、例えば低線数網点画像において、文字として間違って検出される領域が少なくなる。このようにする理由は、画像全体としての劣化を考えると、絵柄の部分が著しく劣化するよりは、文字の一部が絵柄処理（この処理によって文字が読めなくなる訳ではない）された方がよい、という考え方に基づいている。
【００２６】
準備するパラメータの例として、例えば以下のように設定する。
低線数用；
白画素＜３２／２５５、黒画素≧１９２／２５５
デフォルト（高線数、周期性なし）用；
白画素＜６４／２５５、黒画素≧１２８／２５５
色分離回路８は、原稿中から有彩色部を検出する回路である。この色分離方法として、例えば特開平３−２６０８７８号公報に記載された有彩色／無彩色領域分離方式を用いる。この方式は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号間の差分を求め、その最大の差が、所定の閾値以上のとき有彩色と判定する。
【００２７】
以下、実施例１の動作を説明する。
（プレスキャン時）
図１の実施例の構成において、プレスキャン時に作動する処理部（周期性検出回路）が点線で囲まれている。ここでいうプレスキャンとは、実際にカラースキャナが原稿を走査する場合はもちろんであるが、入力画像をメモリに記憶しておき、それを複数回利用する場合のファースト利用時も含まれる。プレスキャンが終了し、本スキャンに入る前には、原稿が低線数網点か否かが判明している。
【００２８】
（本スキャン時）
１ドラムタイプのカラー複写機はＣＭＹＫの各版毎に計４回のスキャンを行い、４ドラムタイプのそれは１回のスキャンを行ってカラー画像を再生する。ただし、前述したように、全画像をメモリに記憶しておき、それを複数回利用する場合は、スキャナの動作はない。
【００２９】
さて、上記したプレスキャンで、原稿が低線数網点か否かが判明している。エッジ分離回路１０は、その結果に応じて前述したパラメータを切り替えてエッジを分離する。そして、判定回路１１は、注目画素ないし注目ブロックが、エッジで無彩色であれば黒文字、エッジで有彩色であれば色文字、それ以外であれば絵柄と判定し、それによって前述したように局所的に画像再生処理（フィルタ回路、ＵＣＲ回路、ディザ回路）が切り替わる。
【００３０】
〈実施例２〉
図８は、本発明の実施例２の構成を示す。像域分離部を除く、画像再生系（つまり、画像入力装置から画像出力装置まで）については実施例１と同様であるので、その説明を省略する。
【００３１】
実施例２の像域分離部は、網点分離回路１３と、エッジ分離回路１０と、色分離回路８とを備え、これらの分離結果を総合判定することによって、黒文字、色文字、それ以外すなわち絵柄を判定している。
【００３２】
すなわち、
網点分離回路（オフ）＆エッジ分離回路（オン）＆色分離回路（オフ）のとき；黒文字
網点分離回路（オフ）＆エッジ分離回路（オン）＆色分離回路（オン）のとき；色文字
上記以外の組み合わせのとき；絵柄
と判定する。
【００３３】
また、本実施例２では、説明を簡単にするため、エッジ分離のパラメータは、線数判定に係らず固定のものを使用しているが、前述した実施例１と同様に、適応的に切り替えることも可能である。
【００３４】
網点分離回路１３は、原稿中から網点（印刷）領域を検出する回路である。この検出方法も、前掲した論文に記載された、「４．１網点領域検出」方法を用いる。この方法は、カラー網点領域と白黒網点領域の濃度変化は文字領域の濃度変化と大きく異なる点に着目し、ピーク画素の検出、網点領域の検出、網点領域の補正を行い、網点領域を分離するものである。
【００３５】
ピーク画素の検出は、例えば、３×３画素のブロックにおいて、中心画素の濃度レベルＬが周囲のすべての画素のそれよりも高い、あるいは低く、かつ、Ｌと中心画素を挾んで対角線に存在する対画素の濃度レベルａ，ｂが、４対ともに、｜２×Ｌ−ａ−ｂ｜＞ＴＨ（固定の閾値）であるとき、中心画素をピーク画素とする。網点領域の検出は、例えば、４×４画素を単位とした４つのブロックにおいて、ピーク画素を含むブロックが２ブロック以上存在すれば、注目ブロックを網点候補領域とし、それ以外は非網点候補領域と判定する。網点／非網点候補領域を判定した後、注目ブロックを中心とした９つのブロックにおいて４ブロック以上が網点候補領域であれば、注目ブロックを網点領域とし、そうでなければ注目ブロックを非網点領域とする。
【００３６】
ここでは、網点領域検出におけるピーク画素検出のパラメータＴＨを、原稿が低線数と判定されたときと、それ以外（つまり、周期性なし、高線数）と判定されたときで切り替えるようにする。すなわち、低線数網点では、絵柄を文字として誤分離する箇所が多いため、網点をよく検出できるようなパラメータを使用する。
【００３７】
プレスキャンによって原稿が低線数と判定されたときには、網点を網点としてより検出するようなパラメータを設定する。これにより、文字も絵柄として判定されやすくはなる。このようにする理由は、画像全体としての劣化を考えると、絵柄の部分が著しく劣化するよりは、文字の一部が絵柄処理（この処理によって文字が読めなくなる訳ではない）された方がよい、という考え方に基づいている。
【００３８】
準備する低線数用パラメータとデフォルト（高線数、周期性なし）用パラメータの関係は以下のようになる。
ＴＨ（デフォルト用）＞ＴＨ（低線数用）
また、周期で切り替えるパラメータとして、前掲した論文の４２頁に記載の
（２）網点領域検出におけるブロック数でもよい。例えば、次のような切り替えを行う。
低線数用；
ピーク画素を含むブロックが１ブロック以上
デフォルト（高線数、周期性なし）用；
ピーク画素を含むブロックが２ブロック以上。
【００３９】
〈実施例３〉
図９は、実施例３の構成を示す。実施例２に、さらに文字有無判定回路１４を付加して構成されている。文字有無判定回路１４は、注目原稿に文字を含むか否かを判定するものであり、この回路はプレスキャン時に作動する。すなわち、該回路は、間引き処理（例えば、主走査、副走査ともに１画素毎に間引く）によって解像度変換したデータに対して、像域分離（エッジ分離、網点分離）を施し、原稿に文字が含まれているか否かを判定する。
【００４０】
実施例３では、プレスキャン終了時に、文字有無判定回路１４から原稿に文字領域が含まれているか否かという情報が得られ、周期性検出回路１２から原稿に低線数の周期を持つ網点領域が含まれているか否かという情報が得られる。
【００４１】
そして、本実施例では、原稿に文字が含まれていないと判定されれば、本スキャン時に像域分離をオフにするか、あるいは網点分離用のパラメータを、ほとんどの領域で絵柄と判定させるように設定する。これにより、文字を含まない原稿に対してわざわざ像域分離を施し、絵柄を画質劣化させるようなことがない。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、プレスキャンで原稿に含まれる周期を特定し、その結果に基づいて本スキャン時に行うエッジ分離の判定基準を変えるので、例えば低線数網点で従来発生していたような誤分離による画質の劣化をなくすることが可能となる。
【００４３】
また、本発明によれば、プレスキャンで原稿に含まれる周期を特定し、その結果に基づいて本スキャン時に行う網点分離の判定基準を変えるので、例えば低線数網点で従来発生していたような誤分離による画質の劣化をなくすることが可能となる。
【００４４】
また、本発明によれば、プレスキャンで原稿に含まれる周期と原稿に文字が含まれるか否かを特定し、文字が含まれない場合、その結果を周期情報に優先して本スキャンで行う像域分離の判定基準を変えるので、文字の含まれない原稿に対して、絵柄領域を劣化させることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す。
【図２】フィルタ回路の具体例を示す。
【図３】周期性検出回路の構成を示す。
【図４】平均ＤＣＴ係数算出部の処理フローチャートである。
【図５】各ＤＣＴ係数の平均化の様子を示す図である。
【図６】周期パラメータ算出を説明する図である。
【図７】低線数領域を説明する図である。
【図８】本発明の実施例２の構成を示す。
【図９】本発明の実施例３の構成を示す。
【符号の説明】
１画像入力装置
２Ｌｏｇ変換回路
３フィルタ回路
４色補正回路
５ＵＣＲ回路
６ディザ回路
７画像出力装置
８色分離回路
９パラメータ格納部
１０エッジ分離回路
１１判定回路
１２周期性検出回路

Claims

原稿を複数回の走査によってデジタル画像信号として読み出す手段と、プレスキャン時のデジタル画像信号を８画素×８画素の大きさの複数のブロックに分割し、前記各ブロック内の画素値の平均値を算出し、前記画素値の平均値が所定の範囲内にあるブロックのみを有効ブロックとして、前記有効ブロックの２次元ＤＣＴ係数を算出し、各有効ブロックの同じ位置にあるＤＣＴ係数を加算し、加算した各ＤＣＴ係数を有効ブロック数で除算して８×８個の平均ＤＣＴ係数を算出する手段と、前記８×８個の平均ＤＣＴ係数に対して所定の演算を行うことにより前記８×８個の位置からピーク位置を検出し、前記検出されたピーク位置を基に前記原稿の周期を算出する手段と、前記原稿の周期に応じたパラメータを格納する手段と、本スキャン時のデジタル画像信号から文字エッジを分離する際に前記パラメータを参照して文字エッジを分離する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
原稿を複数回の走査によってデジタル画像信号として読み出す手段と、プレスキャン時のデジタル画像信号を８画素×８画素の大きさの複数のブロックに分割し、前記各ブロック内の画素値の平均値を算出し、前記画素値の平均値が所定の範囲内にあるブロックのみを有効ブロックとして、前記有効ブロックの２次元ＤＣＴ係数を算出し、各有効ブロックの同じ位置にあるＤＣＴ係数を加算し、加算した各ＤＣＴ係数を有効ブロック数で除算して８×８個の平均ＤＣＴ係数を算出する手段と、前記８×８個の平均ＤＣＴ係数に対して所定の演算を行うことにより前記８×８個の位置からピーク位置を検出し、前記検出されたピーク位置を基に前記原稿の周期を算出する手段と、前記原稿の周期に応じたパラメータを格納する手段と、本スキャン時のデジタル画像信号から網点領域を分離する際に前記パラメータを参照して網点領域を分離する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。