JP3778710B2

JP3778710B2 - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JP3778710B2
Application number: JP31842698A
Authority: JP
Inventors: 熱河松浦; 敏大内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP2000125124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データ圧縮機能を搭載し、例えば１ドラムタイプのカラー複写機のように面順次でカラー画像を再生する装置において、絵柄領域を高画質に再生するための像域分離装置を備えたカラー画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の感光体ドラムが単体の１つのカラー複写機では、読み取った原稿データからＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色データを作成し、４色面の版を順に作成し重ね合わせてフルカラー画像を再現する。その際一般に、像域分離を行って領域ごとに異なる方法でモアレ除去や網点除去、エッジ強調などを行うことで、高画質な出力を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで１ページ分のメモリを持たない画像処理装置では４回のスキャンを行わなければならず、そのたびに像域分離が行われることになる。しかし振動やノイズにより４回の像域分離結果がすべて同じになるとは限らず、その場合、黒文字の途切れ等の画質上の不具合が現れるという問題が生じる。特開平５−１４５７５１は、第１版目で得られた像域分離結果を１ページ分保持するメモリを持つことで４版の分離結果を同一にし、上記不具合をなくそうとするものである。しかしこの方法では分離用のメモリが必要であり、コストがかかるという欠点があった。
【０００４】
一方、１ページ分のページメモリを持つ画像処理装置では、第１版印字と同時にページメモリに画像データを格納し、第２版以降はページメモリから読み出したデータで印字を行う。このようなページメモリを持つ装置では理論的に画質劣化はあり得ないが、１ページ分のメモリ容量を持つことで非常にコストがかかるという欠点がある。例えば解像度６００ｄｐｉ、階調２４ｂｉｔ／ｐｉｘｅｌ、用紙サイズＡ３の場合、２５６Ｍｂｙｔｅｓもの容量となってしまう。この容量を削減するためにデータ圧縮の手法を用いる場合もあるが、ページメモリから読み出すデータが第１版印字時と同一でなければ、分離結果が版により異なってしまう。
【０００５】
一般にカラー画像で最も劣化が目に付くのは文字に代表される黒色の部分であるため、この部分の劣化を抑えるために第１版はブラック版とし、ブラック版は圧縮により劣化する以前の状態で像域分離を行う。そして圧縮後のデータを用いて、Ｃ、Ｍ、Ｙ版を作成することとする。
ここで一般的な画像処理の手法として、像域分離の結果絵柄と判定された領域においてはブラック版の濃度を減少させ、一方、黒文字と判断された領域においてはＣ、Ｍ、Ｙ版の濃度を減少させることが行われる。このような場合に第１版（ブラック版）と第２版以降（Ｃ、Ｍ、Ｙ版）の版において像域分離が異なる結果として最も劣化が目立つのは、第１版では、絵柄領域とされた領域が第２版以降では黒文字領域と判定しれてしまうことである。このような場合が生じると、第１版ではブラック濃度が抑えられ第２版以降ではＣ、Ｍ、Ｙ濃度が抑えられる結果その領域にはまったく画像が形成されず、線の欠け等が生じるからである。このような事情は無彩色、有彩色の分離結果が異なる場合にも同様に生じる。
【０００６】
そこで、本発明の第１の目的は、１ページ分のページメモリを持つカラー画像処理装置において圧縮技術を用いて情報量を削減し、かつ圧縮前後での像域分離結果の違いによる画質劣化を抑えることにより、低コストで高画質なカラー画像処理装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、圧縮技術を用いてページメモリの容量を削減し、かつ第１版であるブラック版に対しては無彩色よりに像域分離し、第２版以降の版に対しては有彩色よりに像域分離することで主として色の劣化を抑えることにより、低コストで高画質なカラー画像処理装置を提供することである。
【０００７】
本発明の第３の目的は、分離手段としてエッジ部分を分離し、文字、絵柄分離を効率よく実現することができるカラー画像処理装置を提供することである。
本発明の第４の目的は、分離手段として網点部分を分離し、文字、絵柄分離を効率よく実現することができるカラー画像処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、原稿をディジタル的に読み取る読取手段と、この読取手段で読み取った画像データを、面順次方式にてディジタル的に出力する画像出力手段と、前記読取手段により読み取られた画像の領域を判定する複数の像域分離手段と、前記読取手段による読み取り信号から、第１の像域分離手段に基づいて第１版を作像するブラック信号を生成すると同時に、該読み取り信号を圧縮して記憶する記憶手段と、を備え、第２版以後を作像する信号を生成する際には、前記記憶手段に記憶した信号を復元した信号から、第１の像域分離手段とは異なる像域分離手段に基づいて作像信号を生成するカラー画像処理装置であって、第１版を作像時の像域分離手段は、文字よりに判定される像域分離手段であり、第２版以降を作像時の像域分離手段は、絵柄よりに判定される像域分離手段であることにより、前記第１の目的を達成する。
【０００９】
請求項２記載の発明では、原稿をディジタル的に読み取る読取手段と、この読取手段で読み取った画像データを、面順次方式にてディジタル的に出力する画像出力手段と、前記読取手段により読み取られた画像の領域を判定する複数の像域分離手段と、前記読取手段による読み取り信号から、第１の像域分離手段に基づいて第１版を作像するブラック信号を生成すると同時に、該読み取り信号を圧縮して記憶する記憶手段と、を備え、第２版以後を作像する信号を生成する際には、前記記憶手段に記憶した信号を復元した信号から、第１の像域分離手段とは異なる像域分離手段に基づいて作像信号を生成するカラー画像処理装置であって、有彩／無彩判定の像域分離手段は、第１版作成時の像域分離手段よりも第２版以降を作像時の像域分離手段の方が、有彩よりに判定される像域分離手段であることにより、前記第２の目的を達成する。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記像域分離手段は、エッジ分離であることにより前記第３の目的を達成する。
請求項４記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記像域分離手段は、網点分離であることにより前記第４の目的を達成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像処理装置の構成を示したブロック図である。この画像処理装置は、スキャナ等の画像入力装置１０１、データをエントロピー符号化する圧縮伸張回路１０２、圧縮されたデータを保存するページメモリ１０３、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１０４、平滑化フィルタからなるフィルタ回路１０５、色を合わせるための色補正回路１０６、Ｋ信号分だけ各色材の信号から減じるＵＣＲ回路１０７、絵柄用のデイザを用いて中間調を表現する階調処理回路１０８、画像を各領域に分離する像域分離回路１０９、プリンタなどの画像出力装置１１０から構成されている。
【００１２】
図１において、画像入力装置１０１から読み込まれたディジタル画像データ（８ｂｉｔ信号とする）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号として圧縮伸張回路１０２に送られる。この圧縮伸張回路１０２では、まず画像信号を変換してエントロピーを減少させ、ついで圧縮する。ここでの圧縮の方法としては、例えば固定長圧縮をあげることができる。具体的には、変換部では例えば色変換およびサブバンド変換によって画像の統計的電力を局在させ、エントロピーを減少させる。色変換の例として、ここではＹＩＱ変換を用いる。この変換式を以下に示す。
【００１３】
【数１】
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
Ｉ＝０．７４（Ｒ−Ｙ）−０．２７（Ｂ−Ｙ）
Ｑ＝０．４８（Ｒ−Ｙ）＋０．４１（Ｂ−Ｙ）
【００１４】
また、サブバンド変換の例としてはハールウェーブレット（ＨａｒｒＷａｖｅｌｅｔ）変換を用いる。これは、２×２画素ブロックの画素値ａ（左上）、ｂ（右上）、ｃ（左下）、ｄ（右下）を図２に示すように４つの係数ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨに分解する変換方法である。
【００１５】
続いて、変換後の係数の圧縮の例を以下に述べる。
まず、Ｉ、Ｑ係数をサブサンプリングして情報量を削減する。この際、視覚的な画質を考慮して文字部と絵柄部で異なるサブサンプリングを行う等、適応的なサブサンプリングを行うのが望ましい。また、Ｙ係数については前述のハールウェーブレット変換を行い、得られた係数ＬＬ（８ｂｉｔ）、ＨＬ（９ｂｉｔ）、ＬＨ（９ｂｉｔ）、ＨＨ（１０ｂｉｔ）を量子化することで情報量を削減する。この際、視覚的な画質を考慮して文字部と絵柄部で異なる量子化を行う等、適応的な量子化を行うと効果的であり、また高周波係数の量子化についてはベクトル量子化が有効である。
最後に、量子化後の値を１つの符号（例えば１２ｂｉｔ）に埋め込み、固定長圧縮を行う。この場合、適応的な量子化や適応的なサブサンプリングを行った場合には領域情報も符号に埋め込む必要がある。
圧縮された符号はページメモリ１０３に保持され、第２版作成時にはページメモリから読み出された圧縮符号が圧縮時と逆の手順で復号化され、伸張された画像データＲ’、Ｇ’、Ｂ’を得ることができる。
【００１６】
入力データは、圧縮伸張回路１０２に送られ、Ｋ版作成時には同時にＬｏｇ変換回路１０４にも送られる。一方、Ｃ、Ｍ、Ｙ版作成時には圧縮伸張後のデータがＬｏｇ変換回路１０４に送られる。Ｌｏｇ変換回路１０４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変換を行う。ここで、出力信号はインク量を表す。
フィルタ回路１０５は各種フィルタで構成され、後述する像域分離回路１０９がその画像信号が属すると判断した領域の別に従い、最も適当なフィルタ処理を施す。例えば絵柄部に対しては平滑化フィルタ処理を施し、文字部に対してはエッジ強調フィルタ処理を施す。
【００１７】
色補正回路１０６はスキャナでの色分解フィルタのにごり成分、あるいはインクのにごり成分を除去するための回路であり、一般にマスキング方式、四面体補間法、三角柱補間法などがある。ここではマスキング方式を用いることとし、変換式を以下に示す。
【００１８】
【数２】
Ｃ＝ｋ１１×ｃ＋ｋ１２×ｍ＋ｋ１３×ｙ＋ｋ１４
Ｍ＝ｋ２１×ｃ＋ｋ２２×ｍ＋ｋ２３×ｙ＋ｋ２４
Ｙ＝ｋ３１×ｃ＋ｋ３２×ｍ＋ｋ３３×ｙ＋ｋ３４
【００１９】
ここで定数ｋ１１〜ｋ３４は実験により決定する。
ＵＣＲ回路１０７は、像域分離回路からの領域判断情報に基づき、処理を次のように切り替える。すなわち、黒文字領域においてはＫをスルーにし、Ｃ＝Ｍ＝Ｙ＝０にする。色文字領域においてはＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙをスルーにし、上記以外すなわち絵柄領域においては
【００２０】
【数３】
Ｋ’＝０．６×Ｋ
Ｃ’＝Ｃ−Ｋ’
Ｍ’＝Ｍ−Ｋ’
Ｙ’＝Ｙ−Ｋ’
【００２１】
とする。
階調処理回路１０８ではサイズの異なる２種類のデイザテーブルを用意し、像域分離回路１０９からの信号が色文字、黒文字の場合はサイズの小さなデイザテーブル（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イザテーブル（例えば２×２）で処理を行い、処理後のデータは画像出力装置１１０に送られ出力される。
【００２２】
次に、像域分離回路１０９について説明する。本実施の形態では像域分離回路１０９は、エッジ分離回路３０３、網点分離回路３０４、色分離（有彩分離）回路３０５および判定回路３０６を有する。すなわち、図３において像域分離回路１０９は回路３０２と等価である。
図３の回路３０２において、エッジ分離回路３０３は原稿中から文字エッジを検出する回路であり、網点分離回路３０４は原稿中から網点領域を検出する回路であり、色分離回路３０５は原稿中から有彩部分を検出する回路である。
【００２３】
これらの３つの回路の具体的な構成については、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−Ｄ１１Ｎｏ．１ｐｐ３９−４７１９９２．１）に記載された方法を用いる。
この方法を詳述すると、例えばエッジ分離回路３０３は入力画像データにエッジ強調を施した後閾値ＴＨ１，ＴＨ２（ＴＨ１＞ＴＨ２）を用いて３値化（注目画素がＴＨ１よりも大きければ白画素、ＴＨ２よりも小さければ黒画素）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り検出し、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１個以上存在する場合に注目画素をエッジ領域と判断し、それ以外は非エッジ領域と判断する（画素単位の処理）。
【００２４】
また、網点分離回路３０４は、網点領域の濃度変化は文字領域のそれ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。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と中心画素を挟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｜＞ＴＨ３（閾値）であるとき、中心画素をピーク画素とする。
【００２５】
また、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（ブロック単位の処理）。
さらに、色分離回路３０５は、例えば次の２つのステップからなる。すなわち第１ステップでは注目画素のｍａｘ（ｃ−ｍ、ｍ−ｙ、ｙ−ｃ）を求め、この値がＴＨ４（閾値）よりも大きい場合、注目画素を有彩画素とする。第２ステップでは、注目ブロック（４×４画素）において上記有彩画素を計数し、この計数値が所定の閾値ＴＨ５よりも大きい場合、注目ブロックを色ブロックとする（ブロック単位の処理）。
【００２６】
また、判定回路３０６は以上の３つの回路から得られた結果（それぞれＯＮ・ＯＦＦ）を受けて、次のような判定を行う。すなわち、エッジ分離（ＯＮ）＆網点分離（ＯＦＦ）＆色分離（ＯＦＦ）により黒文字領域信号を発生し、エッジ分離（ＯＮ）＆網点分離（ＯＦＦ）＆色分離（ＯＮ）により色文字領域信号を発生し、それ以外は全て絵柄領域信号を発生する。これらの領域信号がフィルタ回路１０５、ＵＣＲ回路１０７および階調処理回路１０８に送られ、前記のように各領域に最適な処理を行う。
【００２７】
第１の実施の形態では、像域分離回路１０９において第１版作成時には文字領域により領域判断を行い、第２版以降は絵柄領域により領域判断を行う。ここで上記のように文字領域と判断されるためにはエッジ分離（ＯＮ）＆網点分離（ＯＦＦ）＆色分離（ＯＦＦ）あるいはエッジ分離（ＯＮ）＆網点分離（ＯＦＦ）＆色分離（ＯＮ）であることを要するので、第１版作成時にはエッジ分離がＯＮに、網点分離がＯＦＦになりやすいような像域判断を行えばよい。
具体的には、本例の場合、上記閾値ＴＨ１を小さめに、ＴＨ２を大きめに設定することでエッジ領域と判断されやすくし、また、ＴＨ３を大きめに設定することで網点領域と判断されにくくすればよい。
【００２８】
一方、第２版以降ではエッジ分離がＯＦＦに、網点分離がＯＮになりやすいような像域判断を行えばよい。具体的には、上記閾値ＴＨ１を大きめに、ＴＨ２を小さめに設定することでエッジ領域と判断されにくくし、またＴＨ３を小さめに設定することで網点領域と判断されやすくすればよい。
【００２９】
また、第２の実施の形態においては、第１版作成時には無彩領域によりに領域判断を行い、第２版以降は有彩領域よりに領域判断を行う。具体的には、第１版作成時には色分離がＯＦＦになりやすいようにＴＨ４、ＴＨ５をともに大きめに設定し、第２版以降は色分離がＯＮになりやすいようにＴＨ４，ＴＨ５をともに小さめに設定すればよい。
さらに、他の実施の形態では、上述のようにエッジ分離回路３０３および網点分離回路３０４を用いて文字、エッジ分離を行うことができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、圧縮を用いることでページメモリを削減しまた分離メモリを不要とし、その結果コストを低く抑えることができる。また、第１版であるブラック版作成時には文字よりに領域判断し、第２版以降であるＣ、Ｍ、Ｙ版作成時には絵柄よりに領域を判断することで、圧縮前後での像域分離結果の相違による文字、絵柄の欠けを防止し、その結果圧縮による出力画質の劣化を抑えることができる。
【００３１】
請求項２記載の発明は、圧縮を用いることでページメモリを削減しまた分離メモリを不要とし、その結果コストを低く抑えることができる。また、第１版であるブラック版作成時には無彩よりに領域判断し、第２版以降であるＣ、Ｍ、Ｙ版作成時には有彩よりに領域を判断することで圧縮前後での像域分離結果の相違による画像の欠けを防止し、その結果圧縮による出力画質の劣化を抑えることができる。
【００３２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において像域分離の際にエッジ分離を使用することで文字、絵柄領域を効果的に分離することができる。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において像域分離の際に網点分離を使用することで文字、絵柄領域を効果的に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置のブロック図である。
【図２】ハールウェーブレット変換の示した図である。
【図３】像域分離回路の詳細を示した図である。
【符号の説明】
１０１画像入力装置
１０２圧縮伸張回路
１０３ページメモリ
１０４Ｌｏｇ変換回路
１０５フィルタ回路
１０６色補正回路
１０７ＵＣＲ回路
１０８階調処理回路
１０９像域分離回路
１１０画像出力装置
３０３エッジ分離回路
３０４網点分離回路
３０５色分離回路

Claims

原稿をディジタル的に読み取る読取手段と、
この読取手段で読み取った画像データを、面順次方式にてディジタル的に出力する画像出力手段と、
前記読取手段により読み取られた画像の領域を判定する複数の像域分離手段と、
前記読取手段による読み取り信号から、第１の像域分離手段に基づいて第１版を作像するブラック信号を生成すると同時に、該読み取り信号を圧縮して記憶する記憶手段と、を備え、
第２版以後を作像する信号を生成する際には、前記記憶手段に記憶した信号を復元した信号から、第１の像域分離手段とは異なる像域分離手段に基づいて作像信号を生成するカラー画像処理装置であって、
第１版を作像時の像域分離手段は、文字よりに判定される像域分離手段であり、第２版以降を作像時の像域分離手段は、絵柄よりに判定される像域分離手段であることを特徴とするカラー画像処理装置。
原稿をディジタル的に読み取る読取手段と、
この読取手段で読み取った画像データを、面順次方式にてディジタル的に出力する画像出力手段と、
前記読取手段により読み取られた画像の領域を判定する複数の像域分離手段と、
前記読取手段による読み取り信号から、第１の像域分離手段に基づいて第１版を作像するブラック信号を生成すると同時に、該読み取り信号を圧縮して記憶する記憶手段と、を備え、
第２版以後を作像する信号を生成する際には、前記記憶手段に記憶した信号を復元した信号から、第１の像域分離手段とは異なる像域分離手段に基づいて作像信号を生成するカラー画像処理装置であって、
有彩／無彩判定の像域分離手段は、第１版作成時の像域分離手段よりも第２版以降を作像時の像域分離手段の方が、有彩よりに判定される像域分離手段であることを特徴とするカラー画像処理装置。
前記像域分離手段は、エッジ分離であることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装置。
前記像域分離手段は、網点分離であることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装置。