JP3732315B2

JP3732315B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP3732315B2
Application number: JP21623997A
Authority: JP
Inventors: 禎郎高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2017-08-11
Also published as: JPH1169175A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生画像の画質を向上させた画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、画像入力装置と画像処理回路からなる従来の画像処理装置の構成を示す。画像入力装置２１は、ＣＣＤ２２などのセンサーと、Ａ／Ｄ変換器２３からなり、図示しない原稿などを読み取ったアナログ信号を多値のデジタル信号ＲＧＢ（１画素８ｂｉｔ信号）に変換して出力する。
【０００３】
画像処理回路は、対数変換器２４、色補正回路２５、ＵＣＲ回路２６、フィルタ２７、プリンタガンマ回路２８、ディザ回路２９、プリンタ３０から構成されている。対数変換器２４では、信号の特性を反射率空間から濃度空間へ変換するようなテーブルを備え、インク量を表わす信号を出力する。色補正回路２５では、センサーでの色分解フィル夕の濁り成分、さらにインクの濁り成分を除去する。一般に色補正はマスキング方式、メモリマップ方式（補間方式）などによって行われる。ＵＣＲ回路２６では、ＣＭＹ信号の一部をＫ（ブラック）に置き換える。一般に、黒文字は置き換え量が大きい高ＵＣＲ率が望ましい。
【０００４】
フィルタ２７は、文字に対してはエッジ強調処理を施し、絵柄に対しては平滑化処理を施す。プリンタガンマ回路２８は、プリンタに入力されるデータを、出力すべきプリンタの特性に依存するデータに変換または補正するもので、絵柄用のプリンタガンマテーブルと文字用のプリンタガンマテーブルを備えている。ディザ回路２９は、文字用のディザ、絵柄用のディザを用いて中間調処理を行い、プリンタ３０は多値入力、多値出力のカラープリンタを用いて階調画像を出力する。
【０００５】
また、図１０に示すように、画像入力装置の画像信号のビット数と画像処理回路を通る画像信号のビット数は等しく、通常、白黒画像では６ビット、カラー画像では８ビットの信号が使われているが、一方で画像信号のビット数を減らす試みもなされている。例えば、特開平６−２４５０２５号公報に記載されているように、γテーブルで変換されるデジタル信号のビット数を変換後の濃度信号のビット数より多くする信号処理回路であり、画像出力装置に信号を出力する直前にビット数を削減している。また、特開昭６１−１６９０８４号公報に記載されているように、ｍビットの画像信号の上位ｎビットを用いて画像の特徴を識別し、その結果に応じてｍビットの画像信号を処理するもので、画像の特徴を判定する場合においては、画像入力信号のビット数を削減しても画像の特徴を判定する効果については変わらない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、輝度信号である画像入力信号を濃度信号に変換する場合には、一般的に対数変換を行う。この対数変換は、非線型変換であるため、８ビット対８ビットの変換ならば出力階調数が入力階調数より減少する。この結果、出力画像の階調数の減少により疑似輪郭などが現れたり、また画像の暗い部分におけるノイズが強調されるなど、画質が悪化する。
【０００７】
そこで、画像信号のビット数を８から例えば１０に増やすならば、対数変換後の画像の階調数は従来よりも増大することになるので、画質が向上する。しかしながら、ビット数の増大は信号線数の増加となるため、ロジック回路のゲート数やＬＳＩ、基板面積が大きくなり、画像入力装置のコストが増えるのみならず、画像処理装置全体のコストが大きく増大してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上記した状況を考慮してなされたもので、
本発明の目的は、コストの増大を最小限に抑えつつ、画質を向上させた画像処理装置を提供することにある。
【０００９】
【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、Ｎビットの画像信号を入力する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＭ（１＜Ｍ＜Ｎ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＬ（１＜Ｌ＜Ｍ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｌビットの画像信号を基に画像の特性を判定する手段と、前記判定結果に基づいて前記Ｍビットの画像信号に対して所定の処理を実行する手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記判定手段は、文字または絵柄の程度を判定する手段、あるいは各画素に対応したエッジ量を算出する手段であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明では、前記所定の処理を実行する手段は、画像を平滑化またはエッジ強調するフィルタリング手段、あるいは画像をディザ処理する手段であることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明では、Ｎビットの画像信号を入力する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＭ（１＜Ｍ＜Ｎ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＬ（１＜Ｌ＜Ｍ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＫ（１＜Ｋ＜Ｍ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｌビットの画像信号を基に画像の特性を判定する第１の判定手段と、前記Ｋビットの画像信号を基に画像の特性を判定する第２の判定手段と、前記第１、第２の判定手段の判定結果に基づいて前記Ｍビットの画像信号に対して所定の処理を実行する手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明では、前記第１の判定手段は、文字または絵柄の程度を判定する手段であり、前記第２の判定手段は、各画素に対応したエッジ量を算出する手段であることを特徴としている。
【００１４】
請求項６記載の発明では、前記所定の処理を実行する手段は、エッジ量に応じた適応エッジ強調を行うフィルタリング手段、またはエッジ量に応じたディザ処理を施す手段であることを特徴としている。
【００１５】
【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、画像入力装置１は図示しない原稿を読み取るＣＣＤ２と１０ビットのＡ／Ｄ変換器３で構成され、対数変換器４の入力は１０ビット、出力は８ビットである。色補正回路５、ＵＣＲ回路６、フィルタ７、プリンタガンマ回路８、ディザ回路９、プリンタ１０は従来のものと同様である。さらに、本実施例では、Ａ／Ｄ変換後の１０ビット信号を６ビットに変換するビット数変換回路１１と絵文字分離回路１２が設けられている。
【００１６】
画像入力装置１内の１０ビットのＡ／Ｄ変換器３で量子化された１０ビットのカラー画像信号ＲＧＢが入力される。１０ビットのカラー画像信号は、図３に示すような特性を持つ対数変換器４によって８ビットに変換される。また、１０ビットの画像信号は、ビット数変換回路１１で６ビットに変換され、絵文字分離回路１２に入力される。
【００１７】
絵文字分離回路１２のパラメータの設定の変更が必要となるが、１０ビットから６ビットへの変換は１０ビット信号の上位６ビットを使用してもよい。絵文字分離回路１２では、各画素について黒文字、色文字、絵柄の三つの属性の何れかに判定する。このような判定方法としては、例えば「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Ｄ−１１Ｖol．Ｊ７５−Ｄ−II Ｎo．１ pp．３９−４７１９９２年１月）に記載されている文字（エッジ領域検出）と絵柄（網点領域検出）に分離する手段と、特開平７−１８４０７５号公報「カラー画像処理装置」に記載されている、Ｒ、Ｇ、Ｂの差分値の最大値を基に有彩色であるか無彩色であるかを判定する有彩／無彩分離手段とを用いる。
【００１８】
上記した文字、絵柄の判定結果は１ビットであり、また有彩、無彩の判定結果は１ビットであるので、絵文字分離回路１２の出力は２ビットとなる。絵文字分離の結果である２ビット信号に基づき、フィルタ７の強度、色補正回路５の色補正係数、ＵＣＲ回路６のＵＣＲ率、プリンタガンマ８、ディザ回路９において、それぞれ黒文字、色文字、絵柄に適したパラメータが選択され、各処理が実行される。
【００１９】
図８は、画像種に適した処理を示す。例えば、絵文字分離回路１２で黒文字であると判定されたとき、色補正回路５では文字用の色補正係数を用いて色補正処理を施し、ＵＣＲ回路６では墨率を高くし、フィルタ回路７ではエッジ強調を施し、プリンタガンマ回路では文字用のガンマ変換を施し、ディザ回路９では１×１のディザサイズを選択してディザ処理を施す。
【００２０】
〈実施例２〉
図２は、本発明の実施例２の構成を示す。実施例１と異なる点は、対数変換した後の８ビットの画像信号がビット数変換器１１で６ビットに変換され、絵文字分離回路１２に入力される点である。もちろん、対数変換後の８ビットの画像信号の上位６ビットを絵文字分離回路の入力としてもよい。
【００２１】
〈実施例３〉
図４は、本発明の実施例３の構成を示す。実施例１と異なる点は、絵文字分離回路１２をエッジ量算出回路１３に置き換えて構成した点と、ビット数変換回路１１の出力ビット数が４ビットと異なる点である。実施例１と同様に、画像入力装置１内の１０ビットＡ／Ｄ変換器３で量子化された１０ビットのカラー画像信号が入力される。１０ビットのカラー画像信号は、図３に示すような特性を持つ対数変換器４によって８ビットの画像信号ＣＭＹに変換される。
【００２２】
また、１０ビットの画像信号はビット数変換回路１１で４ビットに変換され、エッジ量算出回路１３に入力される。エッジ量算出離回路１３への入力は、１０ビット信号の上位４ビットを使用してもよい。
【００２３】
エッジ量算出回路１３では、各画素に対応したエッジの強さの度合いを算出する。この算出手段としては、例えば特開平７−９５４０９号公報「空間フィルタ装置」に記載されている、適応エッジ強調回路のエッジ量フィル夕を用いる。このエッジ量フィル夕は、入力画像データのｘ方向の一次微分の絶対値、ｙ方向の一次微分の絶対値をとり、その最大値をエッジ量とするものである。
【００２４】
そして、算出されたエッジ量に応じて、色補正処理、ＵＣＲ処理された８ビットのカラー画像信号に施すフィル夕７の強度が制御される。すなわち、エッジ量が大きいときは強いエッジ強調が施され、またエッジ量が小さいときはエッジ強調が施されないか弱いエッジ強調が施される。ここで用いるフィルタは、エッジ量算出回路と合わせて特開平７−９５４０９号公報記載の適応エッジ強調回路に相当する。
【００２５】
また、算出されたエッジ量に応じてデイザ回路９も制御する。この制御方法としては、例えば特開平６−３２６８５９号公報「画像処理装置」に記載されているエッジ度を基にディザ処理を制御する手段を用いる。すなわち、エッジ量が大きいときは実質的にディザサイズが小さくなり、エッジ量が小さいときには実質的にディザサイズが大きくなるようにディザを制御する。
【００２６】
〈実施例４〉
図５は、本発明の実施例４の構成を示す。実施例３と異なる点は、対数変換した後の８ビットの画像信号ＣＭＹがビット数変換器１１で４ビットに変換され、エッジ量算出回路１３に入力される点である。もちろん、対数変換後の８ビットの画像信号の上位４ビットをエッジ量算出回路の入力としてもよい。
【００２７】
〈実施例５〉
図６は、本発明の実施例５の構成を示す。本実施例では、１０ビットの画像信号を６ビットに変換する第２変換回路１４と、１０ビットの画像信号を４ビットに変換する第３変換回路１５と、絵文字分離回路１２、エッジ量算出回路１３を設けている。
【００２８】
画像入力装置１内の１０ビットＡ／Ｄ変換器３で量子化された１０ビットのカラー画像信号が入力され、この１０ビットのカラー画像信号は、図３に示すような特性を持つ対数変換器４によって８ビットに変換される。また、１０ビットの画像信号は第二変換回路１４で６ビットに変換され、絵文字分離回路１２に入力される。絵文字分離回路のパラメータの設定の変更が必要となるが、１０ビットから６ビットへの変換は、１０ビット信号の上位６ビットを使用してもよい。
【００２９】
絵文字分離回路１２では、各画素について黒文字、色文字、絵柄の三つの属性に判定する。この判定方法は、実施例１、２と同様に、文字／絵柄分離手段と有彩／無彩分離手段とを用いる。それぞれの判定結果は１ビットで計２ビットとなる。絵文字分離の結果である２ビット信号に基づき、フィルタの強度、色補正の係数、ＵＣＲ率、プリンタガンマ、ディザにおいて、それぞれ黒文字、色文字、絵柄に適したパラメータが選択され、各処理が実行される。図９は、画像種に適した処理を示す。絵柄用フィル夕と絵柄用ディザは、図４の実施例３で説明したエッジ量の大きさに応じて動作する適応フィル夕と適応ディザである。
【００３０】
また、１０ビットの画像信号は、第三変換回路１５で４ビットに変換され、エッジ量算出回路１３に入力される。なお、エッジ量算出回路への入力は、１０ビット信号の上位４ビットとしてもよい。エッジ量算出回路では、各画素に対応したエッジの強さの度合いが算出される。算出されたエッジ量に応じて８ビットのカラー画像信号に施す絵柄用適応フィル夕の強度および絵柄用適応ディザのディザサイズが制御される。
【００３１】
〈実施例６〉
図７は、本発明の実施例６の構成を示す。実施例５と異なる点は、対数変換した後の８ビットの画像信号ＣＭＹが第二変換回路１４で６ビットに変換され、絵文字分離回路１２に入力される点と、同じく８ビットの画像信号ＣＭＹが第三変換回路１５で４ビットに変換され、エッジ量算出回路１３に入力される点である。もちろん、８ビットの画像信号の上位６ビットを絵文字分離回路に入力してもよいし、上位４ビットをエッジ量算出回路に入力してもよい。
【００３２】
上記した各実施例では、カラー画像信号の場合について説明したが、白黒の画像信号においても同様の構成で実施可能である。ただし、白黒画像信号の場合には、絵文字分離回路の出力は、有彩／無彩判定手段が不必要なため１ビットになり、また色補正回路およびＵＣＲ回路を設けない。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、従来の画像処理回路を使用しながら、画像入力部のみ画像信号のビット数を増加させているので、最小限のコスト増によって、得られる出力画像の画質が向上する。
【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】本発明の実施例２の構成を示す。
【図３】本発明の対数変換器の特性を示す。
【図４】本発明の実施例３の構成を示す。
【図５】本発明の実施例４の構成を示す。
【図６】本発明の実施例５の構成を示す。
【図７】本発明の実施例６の構成を示す。
【図８】実施例１、２における画像種に適した処理の選択を示す。
【図９】実施例５、６における画像種に適した処理の選択を示す。
【図１０】従来の画像入力装置と画像処理回路の構成を示す。
【符号の説明】
１画像入力装置
２ＣＣＤ
３１０ビットＡ／Ｄ変換器
４対数変換器
５色補正回路
６ＵＣＲ回路
７フィルタ
８プリンタガンマ回路
９ディザ回路
１０プリンタ
１１ビット数変換回路
１２絵文字分離回路

Claims

Ｎビットの画像信号を入力する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＭ（１＜Ｍ＜Ｎ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＬ（１＜Ｌ＜Ｍ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｌビットの画像信号を基に画像の特性を判定する手段と、前記判定結果に基づいて前記Ｍビットの画像信号に対して所定の処理を実行する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
前記判定手段は、文字または絵柄の程度を判定する手段、あるいは各画素に対応したエッジ量を算出する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記所定の処理を実行する手段は、画像を平滑化またはエッジ強調するフィルタリング手段、あるいは画像をディザ処理する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
Ｎビットの画像信号を入力する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＭ（１＜Ｍ＜Ｎ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＬ（１＜Ｌ＜Ｍ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｎビットの画像信号をＫ（１＜Ｋ＜Ｍ）ビットの画像信号に変換する手段と、前記Ｌビットの画像信号を基に画像の特性を判定する第１の判定手段と、前記Ｋビットの画像信号を基に画像の特性を判定する第２の判定手段と、前記第１、第２の判定手段の判定結果に基づいて前記Ｍビットの画像信号に対して所定の処理を実行する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
前記第１の判定手段は、文字または絵柄の程度を判定する手段であり、前記第２の判定手段は、各画素に対応したエッジ量を算出する手段であることを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
前記所定の処理を実行する手段は、エッジ量に応じた適応エッジ強調を行うフィルタリング手段、またはエッジ量に応じたディザ処理を施す手段であることを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。