JP3842909B2

JP3842909B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP3842909B2
Application number: JP31842598A
Authority: JP
Inventors: 由希子山崎; 敏大内; 高弘柳下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP2000125123A

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たカラー画像を再生する画像形成装置に関し、より詳しくは、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画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の感光体ドラムが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色のデータを作成し、４色面の版を順次に作成し重ね合わせてフルカラーの画像を再現している。
ラインセンサーを用いて原稿を光学的に読み取った、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の色分解信号についてグレイバランスの調整を行った後、カラーの色材信号ＹＭＣに変換している。そして、墨版（Ｋ）生成、下色除去（ＵＣＲ）を行って、領域分離型フィルタ部でモアレや網点の除去とエッジ強調を行い、ガンマ補正の後、階調処理されたデータで変調したレーザー光で帯電した感光体を露光し、各色の画像を形成している。
【０００３】
１ページ分のメモリを持たない画像形成装置では、４回のスキャンを行わなければならず、そのたびに領域分離が行われていた。しかしながら振動やノイズによりＹ，Ｍ，Ｃ、Ｋの４回の領域分離結果が全てが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号公報記載の技術では、第１版目で得られた領域分離結果のみを１ページ分保持するメモリを持つことで、４版の印字で分離結果を同一にし、上記不具合をなくそうとしている。
また１ページ分のページメモリを持つ画像形成装置では、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。領域分離結果を納めるメモリのかわりにページメモリを持つことで、領域分離結果を全ての版で同一とし、上記不具合の発生をなくしている。
ところでページメモリを持つ画像形成装置では、画像の回転や編集加工などが行える。また１原稿に対し１回のスキャンで済むため、電力、騒音を押さえることができ、印字速度も高速化することができる等のメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前述の従来技術（特開平５−１４５７５１号公報）では、分離結果を納めるメモリが特別に必要となるためコストアップをまねくという欠点を有していた。また、そもそもこのシステムでは、ページメモリを持たないため、前述のメリットが存在しない。
一方ページメモリを持つ画像形成装置には、１ページ分のメモリ容量が非常に大きくコスト高であるという問題点があった。解像度６００ｄｐｉ、階調２４ｂｉｔｓ／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、データ圧縮の技術を適応する場合もあるが、ページメモリから読み出すデータが第１版印字時と同じでなければ、分離結果が全版同一にならない。
【０００５】
そこで、本発明の第１の目的は、異なる質のデータ（例えば非圧縮データと圧縮データ）それぞれに対して、異なる分離手段を設けることにより、分離結果を保持するメモリを持たなくとも、第１版から第４版までの分離結果のずれを防ぐことができる画像形成装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、異なる質のデータそれぞれに対して、分離手段として、異なるパラメータ（閾値）を用いることで、各データの分離に対応し、分離結果を保持するメモリを持たなくとも、第１版から第４版までの分離結果のずれを防ぐことができる画像形成装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、非圧縮データで生成される、第１版をブラック版とすることで、黒文字劣化を防ぐことができる画像形成装置を提供することである。
【０００６】
本発明の第４の目的は、分離手段として、絵柄領域を分離し、絵柄領域の画質を保持することができる画像形成装置を提供することである。
本発明の第５の目的は、非圧縮データにおける特徴を利用した、絵柄分離の判定をすることができる画像形成装置を提供することである。
本発明の第６の目的は、圧縮データにおける特徴を利用した、絵柄分離の判定をすることができる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、原稿を読み取り、多値画像データを出力する画像入力手段と、前記多値画像データを圧縮し、圧縮データを生成する圧縮手段と、前記圧縮手段で圧縮された前記圧縮データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている圧縮データを伸長する伸長手段と、前記多値画像データ又は前記伸長手段で伸長されたデータを複数の色版の画像データに変換する変換手段と、記変換手段から出力される複数の色版の画像データを色版に応じた像域分離処理で領域を判定する像域分離手段と、前記像域分離手段の判定結果に応じて、前記変換手段から出力されるデータに画像処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段から出力される複数の色版のデータを面順次で出力する画像出力手段と、を有し、前記変換手段は、第１版の画像データを前記多値画像データから生成し、第２版以降の画像データを前記伸長手段で伸長されたデータから生成し、前記像域分離手段は、前記第１版の画像データと前記第２版以降の画像データとで異なる像域分離処理を施すことにより、前記第１の目的を達成する。
【０００８】
請求項２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、前記第１版の画像データに対し、網点ドットの判定を行なう像域分離処理を施し、前記第２版以降の画像データに対し、白地の判定を行なう第２の像域分離処理を施すことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明において、第１版の作像はブラック版であることにより、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、絵柄領域を複数の像域分離手段で判定することにより、前記第４の目的を達成する。
【００１０】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、絵柄を判定する像域分離手段の１つは、網点ドットの有無から絵柄領域を判定することにより、前記第５の目的を達成する。
請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、絵柄を判定する像域分離手段の１つは、白地の有無から絵柄領域を判定することにより、前記第６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５を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の処理ブロック図である。この画像処理装置は、スキャナなどの画像入力装置１、データをエントロピー符号化する圧縮伸張部２、圧縮されたデータを保持するページメモリ３、反射率リニアな信号を濃度リニアな信号に変換するＬｏｇ変換部４、平滑化フィルタからなるフィルタ部５、色を合わせるための色補正部６、Ｋ信号分だけ各色材の信号から減じる処理を行うＵＣＲ部７、絵柄用のデイザを用いて中間調を表現する階調処理部８、原稿中から絵柄を分離する絵柄分離部９、およびプリンタなどの画像出力装置１０より構成されている。
【００１２】
まず、図１に示す例の概要を説明する。カラースキャナなどの画像入力装置１は、ＣＣＤ（光電変換素子）などを用い、そのレスポンスに応じて、多値のディジタル信号（ここでは概ね反射率リニア６００ｄｐｉ８ｂｉｔ信号：原稿の白→２５５，黒→０）のＲＧＢを出力する。
圧縮伸張部２では、入力のＢ、Ｇ、Ｒ画像データを、まず輝度色差の色空間信号Ｙ、Ｉ、Ｑに線形変換する。例として以下に変換式を示す。
【００１３】
【数１】
Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
Ｉ＝０．７４（Ｒ−Ｙ）−０．２７（Ｂ−Ｙ）
Ｑ＝０．４８（Ｒ−Ｙ）＋０．４１（Ｂ−Ｙ）
【００１４】
このような色空間への変換によって、画像の統計的電力を輝度信号Ｙに集中させ、エントロピーを減少させることができる。次にＹ、Ｉ、Ｑ信号をそれぞれサブハンド変換する。例として最も簡単な変換式を以下に示す。
【００１５】
【数２】
Ｓ（ｎ）＝｜（ｘ（２ｎ）＋ｘ（２ｎ＋１））／２｜
Ｄ（ｎ）＝ｘ（２ｎ）−ｘ（２ｎ＋１）
【００１６】
図２はサブハンド変換の例を表した図である。元画像のまず水平方向にローパスフィルタＳ（ｎ）、ハイパスフィルタＤ（ｎ）をかけ、続いて垂直方向にも同様の処理をそれぞれ施し、水平広域（ＨＬ）、垂直高域（ＬＨ）、対角高域（ＨＨ）、低域（ＬＬ）の４つの周波数帯域信号を生成する。電力が集中する低域係数にサブハンド変換を再帰的に行えば、さらにエントロピーを減少させることもできる。
最後に、生成された係数を量子化し、ページメモリへ格納する。変換係数はブロック単位に固定のビット数に量子化される。例えば、入力８ｂｉｔ／ｐｉｘｅｌの２×２のブロックに対し、ＬＬ＝８ｂｉｔ、ＨＬ＝ＬＨ＝９ｂｉｔ、ＨＨ＝１０ｂｉｔの変換係数（合計３６ｂｉｔ）を８ｂｉｔに量子化する。ブロック単位に固定長圧縮されているので、画像回転や編集加工におけるアドレス計算が容易となり、これらを高速処理できる。
【００１７】
画像の領域に応じ、ビット数の配分を変えれば、さらに効果的な量子化が行える。例えば高周波係数の絶対値が所定値を超えるようなブロックでは、低周波成分に対して高周波係数のビット配分を増やし、それ以外のブロックでは反対に高周波係数に対して低周波係数のビット配分を増やす。
また、圧縮データを伸張する場合は、各量子化係数を使ってサブハンド逆変換を行い、Ｙ’、Ｉ’、Ｑ’信号を得、Ｂ’、Ｇ’、Ｒ’に逆変換する。サブハンド変換やＢＧＲ⇔ＹＩＱ変換は可逆変換であるが、係数の量子化の過程で本圧縮方式は非可逆変換となっている。量子化を行わなければ可逆であるが、入力３２ｂｉｔ／ｂｌｏｃｋが３６ｂｉｔ／ｂｌｏｃｋに変換されるので圧縮にはならない。
【００１８】
また、ここでは３２ｂｉｔ／ｂｌｏｃｋを８ｂｉｔ／ｂｌｏｃｋに圧縮しているが、例えばこれを６ｂｉｔ／ｂｌｏｃｋにすると、圧縮率は高まるが、量子化誤差が増大し画質劣化が大きくなる。一般に圧縮率と画質には相反する関係がある。
入力データは上記、圧縮伸張部２へ送られると同時に、Ｌｏｇ変換部４にも送られる。そして、第１版においては、圧縮伸張部２を通らない、非圧縮データで生成され、第２版以降は圧縮伸張されたデータで生成される。
【００１９】
次に、後段の色補正を行う前処理として、Ｌｏｇ変換部４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している。フィルタ部５は、図３に示すような平滑化フィルタで構成され、後述する絵柄分離判定信号が、絵柄である場合には、平滑化フィルタ処理を施す。
色補正部６は、スキャナでの色分解フィルタの濁り成分、さらにインクの濁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、メモリマップ方式（補間方式）などが現実的である。ここでは前者のマスキング方式を用いて説明する。変換は例えば以下のような線形式にて行う。
【００２０】
【数３】
Ｃ＝ｋ１１×ｃ＋ｋ１２×ｍ＋ｋ１３×ｙ＋ｋ１４
Ｍ＝ｋ２１×ｃ＋ｋ２２×ｍ＋ｋ２３×ｙ＋ｋ２４
Ｙ＝ｋ３１×ｃ＋ｋ３２×ｍ＋ｋ３３×ｙ＋ｋ３４
【００２１】
ここで、ｋ１１〜ｋ３４は定数であり、実験に基づき決定する。
さらに、色補正部６では、上記ＣＭＹ信号の一部をＫ（ブラック）に置き換える。
ＵＣＲ部７では、次式に従ってカラープリンタを駆動するＣ’、Ｍ’、Ｙ’信号を算出する。
【００２２】
【数４】
Ｃ’＝Ｃ−Ｋ
Ｍ’＝Ｍ−Ｋ
Ｙ’＝Ｙ−Ｋ
【００２３】
そして、階調処理部８では、絵柄判定された領域に対して、デイザ処理を施して、画像出力装置１０にデータを送る。
次に、絵柄分離部９について詳細に説明する。
絵柄分離部９では、第１版における非圧縮データが入力された場合と、第２版以降の圧縮データが入力された場合の２つの分離方式を持つ。
まず、第１版用の、非圧縮データに対する分離方式は、網点ドットの有無により判定する。この例では、網点の検出方法として、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−Ｄ２Ｎｏ．１ｐｐ．３９−４７１９９２年１月）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、網点領域の濃度変化は文字量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。
【００２４】
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が周囲の全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｜＞ＴＨ（固定の閾値）であるときに、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。これにより、網点領域と判定されたブロックを絵柄領域とする。
ここで、重要なことは、分離結果がブロック単位で切り替わることであり、ここでは、次の判定処理のために分離判定処理のマスクを４画素分だけ移動させる。図４には、この様子を示してある。
【００２５】
次に、第２版以降用の圧縮データに対する分離方式は、白地の有無により判定する。本例では次の３段階の処理手順によって注目ブロックが白地ブロックであるか否かを判定する。すなわち、第１のステップでは、注目画素のｍａｘ（ｃ、ｍ、ｙ）を求め、この値が所定の閾値よりも小さい場合、注目画素を白画素とする。第２ステップでは、注目ブロック（４画素×４画素）において、上記白画素を計数し、この計数値が所定の閾値よりも大きい場合、注目ブロックを白地ブロック候補とする。第３ステップでは、図５に示すような５ブロックの中で、１つでも白地ブロック候補が見つかれば、注目ブロックを白地ブロックとする。
この処理もブロック単位処理とし、次の判定処理のために分離判定処理のマスクを４画素分だけ移動させる。このようにして、白地ブロックと判定されなかったブロックを絵柄領域とする。
【００２６】
次に、第２の実施の形態を説明する。装置の構成は第１の実施の形態と同じである。
この実施の形態の特徴である絵柄分離部９について説明する。ここでは、非圧縮データにおける分離手段と圧縮データにおける分離手段をパラメータの変更のみで使い分ける。ここで用いる分離手段は、第１の実施の形態で使用したものと同様の「４．１網点領域検出」方法を用いる。この方式ではピーク画素を検出して網点領域と判定するが、ピーク画素を判定する閾値を変えることにより、非圧縮データと圧縮データの分離に対応する。圧縮データにおいては、ＤＣ成分の量子化等により、網点のピーク値が下がる傾向にある。そこで、
【００２７】
【数５】
ｔｈｌ：非圧縮データ用の閾値＞ｔｈ２：圧縮データ用の閾値
【００２８】
とする２つの閾値を設定し、それを使い分けることによって絵柄分離を行う。
【００２９】
続いて、第３の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態において、第１版は非圧縮データを用いて第２版以降は圧縮データを用いるが、Ｋ版は黒文字を生成する版であり、圧縮によって劣化されたデータよりも非圧縮のデータを用いた方が良好な画質を得られる。また、Ｋ版に集中している黒文字等の細かい画質を除いて、第２版用であるＣＭＹ版用のデータを圧縮できるので、圧縮効率を向上させることができる。データの処理手順は第１の実施の形態と同様である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、異なる質のデータ（例えば非圧縮データと圧縮データ）それぞれに対して、像域分離手段を設けることにより、分離結果を保持するメモリを持たなくとも、第１版から第４版までの分離結果のずれを防ぐことが可能となる。
【００３１】
請求項２記載の発明によれば、異なる質のデータ（例えば非圧縮データと圧縮データ）それぞれに対して、像域分離手段として、パラメータ（閾値）を変えるだけで、各データの分離に対応し、分離結果を保持するメモリを持たなくとも、第１版から第４版までの分離結果のずれを防ぐことが可能となる。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、非圧縮データで生成される、第１版をブラック版とすることで、黒文字劣化を防ぐことが可能となる。
請求項４記載の発明によれば、像域分離手段として、絵柄領域を分離し、絵柄領域の画質を保持することが可能となる。
【００３３】
請求項５記載の発明によれば、非圧縮データにおける特徴を利用した、絵柄分離の判定が可能となる。
請求項６記載の発明によれば、圧縮データにおける特徴を利用した、絵柄分離の判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成を説明するブロック図である。
【図２】圧縮伸張部のサブバンド変換を説明するブロック図である。
【図３】平滑化フィルタを示す図である。
【図４】分離処理がブロック単位で処理される様子を示す図である。
【図５】白地ブロックの判定を説明する図である。
【符号の説明】
１画像入力装置
２圧縮伸張部
３ページメモリ
４Ｌｏｇ変換部
５フィルタ部
６色補正部
７ＵＣＲ部
８階調処理部
９絵柄分離部
１０画像出力装置

Claims

原稿を読み取り、多値画像データを出力する画像入力手段と、
前記多値画像データを圧縮し、圧縮データを生成する圧縮手段と、
前記圧縮手段で圧縮された前記圧縮データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている圧縮データを伸長する伸長手段と、
前記多値画像データ又は前記伸長手段で伸長されたデータを複数の色版の画像データに変換する変換手段と、
前記変換手段から出力される複数の色版の画像データを色版に応じた像域分離処理で領域を判定する像域分離手段と、
前記像域分離手段の判定結果に応じて、前記変換手段から出力されるデータに画像処理を施す画像処理手段と、
前記画像処理手段から出力される複数の色版のデータを面順次で出力する画像出力手段と、を有し、
前記変換手段は、第１版の画像データを前記多値画像データから生成し、第２版以降の画像データを前記伸長手段で伸長されたデータから生成し、
前記像域分離手段は、前記第１版の画像データと前記第２版以降の画像データとで異なる像域分離処理を施すことを特徴とする画像処理装置。
前記像域分離手段は、前記第１版の画像データに対し、網点ドットの判定を行なう像域分離処理を施し、
前記第２版以降の画像データに対し、白地の判定を行なう第２の像域分離処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
第１版の作像はブラック版であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像処理装置。
絵柄領域を複数の像域分離手段で判定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
絵柄を判定する像域分離手段の１つは、網点ドットの有無から絵柄領域を判定することを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
絵柄を判定する像域分離手段の１つは、白地の有無から絵柄領域を判定することを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。