JP3633702B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像処理機能を持つ複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル画像処理機能を持つ複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の画像処理装置として、赤／黒あるいは青／黒の２色複写機が使われている。この２色複写とは、カラー画像を赤、緑、青の３色に分解し、その内の赤と緑のデータによって赤／黒の画像に変換する方法、あるいは青と赤のデータによって青／黒の２色画像に変換する方法である。
【０００３】
例えば色分離の一方法として、本出願人による特願平６−８９８７９号の「画像処理装置」がある。この方法では、赤と緑のデータによって、赤、黒、白の判定範囲を設定して、赤／黒の２色画像を生成し、また、青と赤のデータによって、青、黒、白の判定範囲を設定して、青／黒の２色画像を生成している。色ずれの補正方法は、１画素の色ずれに対応している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の色分離方法では、色分離の領域が色判断の補正値と閾値の設定によって固定されている。即ち、赤／黒分離時には赤と緑の光量値のみが赤の判断基準となり、また、青／黒分離時には青と赤の光量値のみが青の判断基準となっている。よって、柔軟な色分離が得られない問題を伴う。
また上記の本願と同一の出願人による先願発明は、１ドット以上の色ずれの補正にも対処ができる特徴を有するが、例えば指定色が赤の場合、色分離の判断が緑の閾値と赤の補正値の設定に固定されている。
【０００５】
本発明は、より柔軟な２色分離が得られる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１の発明の画像処理装置は、カラーの画像データを赤、緑、青の３色に分解し、その各々の光量値に基づき画像データを赤、黒を指定色とする２色画像に変換する色検出手段を備え、この色検出手段は、２色画素に変換する際、赤の第１の補正値と赤の第２の補正値と緑の閾値とを設定し、画像データを構成する各画素に対して下記の式（１）、式（２）、式（３）を演算し、
緑の光量＞緑の閾値 （１）
赤の光量＞（緑の光量＋赤の第１の補正値） （２）
赤の光量＞（緑の光量＋赤の第２の補正値） （３）
式（１）および式（２）が成立し、或いは式（１）が不成立で式（３）が成立する画素に対しては赤を識別し、これ以外の画素に対しては赤でない旨の２色分離の識別を行い、赤の第１補正値と赤の第２補正値と緑の閾値は、青の光量値を参照して設定することを特徴としている。
【０００７】
また、赤の第１補正値と赤の第２補正値と緑の閾値とを予め複数設定し、設定された複数の中から青の光量値に基づいて選択し、識別を行うとよい。
【０００８】
請求項３の発明の画像処理装置は、カラーの画像データを赤、緑、青の３色に分解し、その各々の光量値に基づき画像データを青、黒を指定色とする２色画像に変換する色検出手段を備え、この色検出手段は、２色画素に変換する際、青の第１の補正値と青の第２の補正値と赤の閾値とを設定し、画像データを構成する各画素に対して下記の式（４）、式（５）、式（６）を演算し、
赤の光量＞赤の閾値 （４）
青の光量＞（赤の光量＋青の第１の補正値） （５）
青の光量＞（赤の光量＋青の第２の補正値） （６）
式（４）および式（５）が成立し、或いは式（４）が不成立で式（６）が成立する画素に対しては青を識別し、これ以外の画素に対しては青でない旨の２色分離の識別を行い、青の第１補正値と青の第２補正値と赤の閾値は、緑の光量値を参照して設定することを特徴としている。
【０００９】
また、青の第１補正値と青の第２補正値と赤の閾値とを予め複数設定し、設定された複数の中から緑の光量値に基づいて選択し、識別を行うとよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による画像処理装置の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図５を参照すると本発明の画像処理装置の一実施形態が示されている。
【００１１】
＜色分離の画像処理方法＞
本実施形態の画像処理は、色の検出部、白黒の判定部、色ずれの補正部の３つの処理部により構成される。この３つの処理部の接続関係が図１に示されている。
【００１２】
１、色の検出方法
色の検出方法は、カラー画像を赤、緑、青の３色に分解して、指定色が赤（すなわち赤／黒モード）の場合には、各画素に対して赤および緑の光量により判断する。指定色が青（すなわち青／黒モード）の場合には、各画素に対して青および赤の光量により判断する。赤／黒モード、または青／黒モードに対して、色を識別する範囲は、補正値、または閾値により調整できる。赤／黒モードと青／黒モードの色分離の領域例を図２および図３に示す。
【００１３】
次に、赤／黒モードの場合のカラー画像から赤と見られる色を検出する手順を説明する。
まず、赤の検出範囲を定めるために、赤に対する２つの補正値（補正値１と補正値２）と緑に対する閾値を設定しておく。分解されたカラー画像の赤、緑、青の３色の光量信号から、赤と緑の光量信号を取り出す。これらの光量信号を次の３つの数式（１）、（２）、（３）に基づいて計算し、得られた結果により判断する。判断の方法は図９の通りである。これによって、対象画素が赤であるかどうかの識別結果が得られる。
【００１４】
Ｇ＞ＫＧ …（１）
Ｒ＞Ｇ＋ＫＲ１ …（２）
Ｒ＞Ｇ＋ＫＲ２ …（３）
上記の式において、各記号の内容は下記の通りである。
Ｒ ： 赤の光量信号
Ｇ ： 緑の光量信号
ＫＧ ： 緑の閾値
ＫＲ１： 赤の補正値１
ＫＲ２： 赤の補正値２
【００１５】
次に、青／黒モードの場合のカラー画像から青と見られる色を検出する手順を説明する。
まず、青の検出範囲を定めるために、青に対する２つの補正値（補正値１と補正値２）と赤に対する閾値を予め設定しておく。分解されたカラー画像の赤、緑、青の３色の光量信号から、青と赤の光量信号を取り出す。これらの光量信号を次の３つの数式に基づいて計算し、得られた結果により判断する。判断の方法は図１０の通りである。これによって、対象画素が青であるかどうかの識別結果が得られる。
【００１６】
Ｒ＞ＫＲ …（４）
Ｂ＞Ｒ＋ＫＢ１ …（５）
Ｂ＞Ｒ＋ＫＢ２ …（６）
上記の式において、各記号の内容は下記の通りである。
Ｒ： 赤の光量信号
Ｂ： 青の光量信号
ＫＲ ： 赤の閾値
ＫＢ１： 青の補正値１
ＫＢ２： 青の補正値２
【００１７】
Ｒ、Ｇ、Ｂ３色を座標とする色区間では、赤とみられる色および青と見られる色の分布特性は、図４または図５となる。Ｂをパラメータとした図４において、Ｒを横軸、Ｇを縦軸とする平面でみると、Ｂの光量値が「０」の場合には赤と見られる色の分布面積が広い。また、Ｂの光量値が「２５５」の場合には、赤と見られる色の分布面積が狭い。即ち、Ｒ−Ｇの色の平面では、Ｂの光量値の増大と共に赤と見られる色の分布面積が段々狭くなる。分布の位置も平面の上部方向に移る傾向がある。
【００１８】
これと同じように、Ｇをパラメータとした図５において、Ｂを横軸、Ｒを縦軸とする平面でみると、Ｇの光量値が「０」の場合には青と見られる色の分布面積が広い。また、Ｇの光量値が「２５５」の場合には、青と見られる色の分布面積が狭い。即ち、Ｂ−Ｒの色の平面では、Ｇの光量値の増大と共に青と見られる色の分布面積が段々狭くなる。分布の位置も平面の上部方向に移る傾向がある。
これに対して、色分離をするときにより適切な色を分離するために、上記の色分離の計算式に使われる補正値と閾値には可変数値を使うとよい。
【００１９】
指定色が赤、黒の場合、視覚的により赤に近い色を検出するために、赤の第１補正値と第２補正値および緑の閾値は青の光量値により適当に調整した方がよい。また、指定色が青、黒の場合、視覚的により青に近い色を検出するために、青の第１補正値と第２補正値および赤の閾値は緑の光量値により適当に調整した方がよい。
【００２０】
指定色は赤、黒の場合に、赤の第１補正値と第２補正値および緑の閾値は各々複数（例えば、３段階）に設定する。青の光量値も同じ段階に分割する。入力された画素データに対して、まず青の光量値をチェックし、その光量値と対応している赤の第１補正値と第２補正値および緑の閾値を選択し、そして、前記の赤分離判断式に基づいて赤であるかどうかを判断する。
【００２１】
指定色は青、黒の場合に、青の第１補正値と第２補正値および赤の閾値は各々複数（例えば、３段階）に設定する。緑の光量値も同じ段階に分割する。入力された画素データに対して、まず緑の光量値をチェックし、その光量値と対応している青の第１補正値と第２補正値および赤の閾値を選択し、そして、上記の青分離判断式に基づいて青であるかどうかを判断する。
【００２２】
図１１は、赤／黒の分離時に青の光量値を３段階に区切り、青の光量値に対しての赤の第１補正値並びに第２補正値および緑の閾値との対応関係を示している。また、図１２は、青／黒を分離時に緑の光量値を３段階に区切り、緑の光量値に対しての青の第１補正値並びに第２補正値および赤の閾値との対応関係を示している。
【００２３】
２、白黒の判定方法
上記の色の検出方法では、赤／黒モードで赤でない、または青／黒モードで青でない、と判断された画素に対して、その画素の輝度によって白か黒かに判定する。判定の計算式は、図１３の通りである。
【００２４】
３、色ずれ補正方法
カラー画像から赤／黒、あるいは、青／黒の２色画像に変換する処理は、上記１の色検出方法と２の白黒判定方法によって処理できる。しかし、読取系の照明のムラとか、ＣＣＤのラインの位置のずれとかの原因で、変換された２色画像では、色ずれが発生する可能性がある。とくに、画像のエッジ部では、発生しやすい部分である。これに対して、色の識別処理が終わった画素に対して、対象画素の周辺の画素をチェックして、この画素の色ずれ状況を判断して補正を行う。
【００２５】
補正の方法としては、注目画素を中心画素として同じライン左右各々２画素、および主走査方向の前後それぞれ２ラインの同じ位置の画素の計２５画素によって、図６に示す様な５×５のマトリックスを構築する。その中から、縦、横、斜めの方向に、注目画素を３番目の要素として、図７に示す４つの要素で構成するリニアパターンを計８つ抽出する。
【００２６】
補正の状況を想定して、予め設定しておいた７つの補正パターンに対して、上記抽出した８つのパターンは、一つずつ基準パターンと比較する。その８つのパターンの内に、一つでも基準のパターンと一致するパターンがあれば、色ずれが発生している、と判断する。その基準パターンに対応している補正ルールに基づいて、注目画素に補正を行う。比較の結果が色ずれの発生していない画素に対しては補正が行われず、上記方法１と方法２の判断の結果のまま出力する。補正処理のルールは図１４に示す。図１４において、規準パターンは、Ｎｏ．１からＮｏ．５までとＮｏ．１からＮｏ．７までの２組がある。
【００２７】
＜本画像処理方法を実現する装置＞
本画像処理装置は、レジスタ部１、入力選択部２、色検出部３、色判定部４、マトリックス生成部５、パターンマッチング部６、色ずれ補正部７、輝度計算部８、タイミング調整部９、補正値選択部１０により構成される。全体のブロック構成例を図８に示している。
【００２８】
１、各ブロックの説明
（１）レジスタ部
色の検出と色の判定のための第１補正値、第２補正値、閾値などの特性データを保存する部分である。画像処理のモードの設定による外部からの特性データが書き込まれる。赤／黒モードの場合に、赤を検出するための赤の補正値１、補正値２、緑の閾値を、青／黒モードの場合に、青を検出するための青の補正値１、補正値２、赤の閾値を、予め、外部からセットし、レジスタ部に保存しておく。それ以外に、色分離のモードをしめすモードのデータと、白黒を判定するための輝度の閾値もセットされている。
【００２９】
（２）入力選択部
色検出部の入力データ信号を選択する部分である。
レジスタ部１に設定されているモードのデータに基づいて、入力されたカラー画像の赤、緑、青の３つの光量の８ビットデータの内、２つの信号データを選択して、色検出部３に出力する。赤／黒モードの場合に、赤と緑のデータを、青／黒モードの場合に青と赤のデータを選択して出力する。
【００３０】
（３）色検出部
入力の２つの色データに基づいて、色として識別するかどうかを決める部分である。レジスタ部１からの指定色の補正値１と補正値２、閾値のデータ、および入力選択部２より入力された画像データは、ここで、前述の色の検出方法に基づいて、画素ごとにこの画素は、指定の色であるかどうかの色の検出処理を行う。色検出の結果は色判定部４に出力する。
【００３１】
（４）色判定部
レジスタ部１から、輝度の閾値を読み込んで、色検出部３および輝度計算部８からのデータに基づいて、画素ごとに、色、黒、白の判定処理を行う。色判定の結果は、マトリックス生成部５に出力する。
【００３２】
（５）マトリックス生成部
色判定部４の色判定結果を入力として、ここで、５ライン分の画素をため込んで、各ラインから５画素分を引き出して、５×５のマトリックスを構築して、その中から、縦、横、斜めの方向に、注目画素を３番目の要素として、４つの要素で構成するリニアパターンを計８つ、抽出する。この８つのパターンは、パターンマッチング部６に出力する。
【００３３】
（６）パターンマッチング部
マトリックス生成部５からの８つのパターンを入力として、予め設定した基準パターンと一つずつ比較する。比較の結果は、すなわち、一致か一致でないかのデータは、色ずれ補正部７に出力する。
【００３４】
（７）色ずれ補正部
パターンマッチング部６の結果に基づいて、色ずれ補正をするかどうかを判断する。基準パターンと一致しているパターンに対して、前述図１４の方法に従い、注目画素に補正処理を行う。補正処理後の画素データは、外部に出力する。基準パターンと一致していないパターンに対しては、注目画素に補正処理を行わず、そのまま出力する。
【００３５】
（８）輝度計算部
カラー画像の赤、緑、青の８ビット画像データを入力として、画素ごとに輝度値を計算する。計算の結果は、色判定部４およびタイミング調整部９に出力する。
【００３６】
（９）タイミング調整部
色ずれ補正部７の出力とのディレーをなくすために、輝度計算部８からの入力データに対して、タイミングを調整して、外部に出力する。
【００３７】
（１０）補正値選択部
レジスタ部１から、色の第１補正値、色の第２補正値、色閾値およびモードデータが入力され、また、青と緑の画像データも入力されている。モードのデータによって、青或いは緑のデータレベルによって、色の第１補正値、色の第２補正値、色の閾値のデータを選択する。色検出部３に色の第１補正値、第２補正値、色の閾値を提供する。
【００３８】
２、全体の動作説明
本発明の実施例としての２色複写機は、赤／黒の２色と青／黒の２色の２つのモードで立ち上がることができる。モードのセットは、設置されている色トナーの種類により自動的に行う。モードのデータに基づいて、レジスタ部１に各種の特性値が、書き込まれる。特に、色判断用の色の第１補正値、第２補正値、色の閾値を赤／黒モードと青／黒モードに対して、各々３種類を予め設定する。カラー画像は、画素ごとに、赤、緑、青の３色に分解される。この３色の光量を表すデータは、２５６階調のデータとして、本装置の入力選択部２と輝度計算部８に入力される。
【００３９】
入力選択部２では、レジスタ部１から読み込んだモードデータを参照して、赤／黒モードであるならば、赤と緑を選択し、青／黒モードであるならば、青と赤のデータを選択して、色検出部３に出力する。
補正値選択部１０では、レジスタ部１からのモードデータによって、赤／黒モードであるならば、青の画像データを基準として、また、青／黒モードであるならば、緑の画像データを基準としてセットする。赤／黒モードの場合に、青のデータレベルによって、赤の第１補正値、第２補正値、緑の閾値を選択し、青／黒モードの場合に、緑のデータレベルによって、青の第１補正値、第２補正値、赤の閾値を選択して、色検出部３に提供する。
【００４０】
色検出部３では、レジスタ部１からの補正値１、補正値２、閾値のデータによって、入力された画像データを、指定の色であるかどうかの色の検出処理を行う。その結果は、色判定部４に出力する。
輝度計算部８では、カラー画像の赤、緑、青の８ｂｉｔ 画像データを入力として、画素ごとに輝度値を計算する。その結果は、色判定部４およびタイミング調整部９に出力する。
色判定部４では、レジスタ部１から、輝度の閾値を読み込んで、色検出部３および輝度計算部８からのデータに基づいて、画素ごとに、色、黒、白の判定処理を行う。その結果は、マトリックス生成部５に出力する。
【００４１】
マトリックス生成部５では、色判定部４の色判定結果を入力として、注目画素に対して、５×５のマトリックスを構築して、その中から、８つのリニアパターンを抽出する。この８つのパターンは、パターンマッチング部６に出力する。
パターンマッチング部６では、マトリックス生成部５からの８つのパターンを入力として、切替できる２組の基準パターンから、予め設定した１組の基準パターンと一つずつ比較する。比較の結果は、すなわち、一致か一致でないかのデータは、色ずれ補正部７に出力する。
【００４２】
色ずれ補正部では、パターンマッチング部６の結果に基づいて、色ずれ補正をするかどうかを判断する。基準パターンと一致しているパターンに対して、前述図１４の方法に従い、注目画素に補正処理を行う。補正処理後の画素データは、外部に出力する。基準パターンと一致していないパターンに対しては、注目画素に補正処理を行わず、そのまま出力する。
タイミング調整部９、色ずれ補正部７の出力とのディレーをなくすために、輝度計算部８からの入力データに対して、タイミングを調整して、外部に出力する。
【００４３】
上記の実施形態によれば、指定色が赤、黒の場合に、赤の補正値と緑のしきい値を青の光量値と関連づけ設定し、赤と赤でない領域を識別する２色分離方法を用いることにより、より柔軟な赤分離領域を実現できる。
指定色が青、黒の場合にも、青の補正値と赤のしきい値を緑の光量のレベルと関連づけ設定し、上記と同様により柔軟な青分離領域を実現できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の画像処理装置は、カラーの画像データを赤、緑、青の３色に分解し、その各々の光量値に基づき画像データを赤、黒を指定色とする２色画像に変換する。この２色画素に変換する際、赤の第１の補正値と赤の第２の補正値と緑の閾値とを設定し、画像データを構成する各画素に対して下記の式（１）、式（２）、式（３）を演算する。
緑の光量＞緑の閾値 （１）
赤の光量＞（緑の光量＋赤の第１の補正値） （２）
赤の光量＞（緑の光量＋赤の第２の補正値） （３）
式（１）および式（２）が成立し、或いは式（１）が不成立で式（３）が成立する画素に対しては赤を識別し、これ以外の画素に対しては赤でない旨の２色分離の識別を行う。赤の第１補正値と赤の第２補正値と緑の閾値は、青の光量値を参照して設定する。よって、赤の補正値と緑の閾値を青の光量値と関連づけ設定し、赤と赤でない領域を識別する２色分離方法を用いることにより、より柔軟な赤分離領域を実現できる。指定色が青、黒の場合も同様の手順で青分離領域を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の色分離の実施形態を示す基本ブロック図である。
【図２】赤／黒モードの赤の分離領域例を示す図である。
【図３】青／黒モードの青の分離領域例を示す図である。
【図４】ＲＧＢ区間での赤と非赤の色分布の視覚特性を表したイメージ図である。
【図５】ＲＧＢ区間での青と非青の色分布の視覚特性を表したイメージ図である。
【図６】注目画素を中心画素とした５×５のマトリックスの構築例である。
【図７】注目画素を３番目の画素として構成したリニアパターン例である。
【図８】画像処理装置の全体構成例を示すブロック図である。
【図９】式（１）、式（２）、式（３）に基づき対象画素が赤であるか否かの判断手順を表化した図である。
【図１０】式（４）、式（５）、式（６）に基づき対象画素が青であるか否かの判断手順を表化した図である。
【図１１】赤／黒分離と青の光量値との対応関係を表した図表である。
【図１２】青／黒分離と緑の光量値との対応関係を表した図表である。
【図１３】赤または青でないと判定された画素を輝度によって白か黒かに判定する計算式を示す図表である。
【図１４】注目画素に対する色ずれ補正の手順を説明するための図表である。
【符号の説明】
１ レジスタ部
２ 入力選択部
３ 色検出部
４ 色判定部
５ マトリックス生成部
６ パターンマッチング部
７ 色ずれ補正部
８ 輝度計算部
９ タイミング調整部
１０ 補正値選択部

Claims (4)

1. カラーの画像データを赤、緑、青の３色に分解し、その各々の光量値に基づき前記画像データを赤、黒を指定色とする２色画像に変換する色検出手段を備え、
   該色検出手段は、２色画素に変換する際、赤の第１の補正値と赤の第２の補正値と緑の閾値とを設定し、前記画像データを構成する各画素に対して下記の式（１）、式（２）、式（３）を演算し、
   緑の光量＞緑の閾値 （１）
   赤の光量＞（緑の光量＋赤の第１の補正値） （２）
   赤の光量＞（緑の光量＋赤の第２の補正値） （３）
   前記式（１）および式（２）が成立し、或いは式（１）が不成立で式（３）が成立する画素に対しては赤を識別し、これ以外の画素に対しては赤でない旨の２色分離の識別を行い、
   前記赤の第１補正値と赤の第２補正値と緑の閾値は、青の光量値を参照して設定することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記赤の第１補正値と赤の第２補正値と緑の閾値とを予め複数設定し、該設定された複数の中から青の光量値に基づいて選択し、前記識別を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. カラーの画像データを赤、緑、青の３色に分解し、その各々の光量値に基づき前記画像データを青、黒を指定色とする２色画像に変換する色検出手段を備え、
   該色検出手段は、２色画素に変換する際、青の第１の補正値と青の第２の補正値と赤の閾値とを設定し、前記画像データを構成する各画素に対して下記の式（４）、式（５）、式（６）を演算し、
   赤の光量＞赤の閾値 （４）
   青の光量＞（赤の光量＋青の第１の補正値） （５）
   青の光量＞（赤の光量＋青の第２の補正値） （６）
   前記式（４）および式（５）が成立し、或いは式（４）が不成立で式（６）が成立する画素に対しては青を識別し、これ以外の画素に対しては青でない旨の２色分離の識別を行い、
   前記青の第１補正値と青の第２補正値と赤の閾値は、緑の光量値を参照して設定することを特徴とする画像処理装置。
4. 前記青の第１補正値と青の第２補正値と赤の閾値とを予め複数設定し、該設定された複数の中から緑の光量値に基づいて選択し、前記識別を行うことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。

Images