JP3893233B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー複写機、カラープリンタ、ファクシミリなどに使用され、地肌レベルや文字エッジなどの特徴量を検出する手段を有する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル複写機等の画像処理装置において、スキャナＭＴＦやモアレ除去のための平滑化処理によってボケた画像の解像度を向上させるために、エッジ強調処理が有効であることが知られている。エッジ強調処理は、例えば黒文字エッジの強調を濃度信号で行う場合、文字の内側で濃度を上げ、外側で濃度を下げることによって、エッジ部での濃度差を増大させる仕組みになっている。ところで、地肌が白でなく色地（網点も含む）である場合、負側のエッジ強調量が大きいと、地肌濃度があまり高くない部分で文字周囲に白抜けが生じ易くなる。この白抜けは、カラー画像において特に目立ち、とりわけジェネレーションコピーにおいては劣化が激しい部分である。エッジ強調の度合いを弱くすれば白抜けは抑制できるが、その場合、満足な解像度を得ることが困難である。この問題に着目した発明として、特開平９−１３９８４３号公報記載の発明が知られている。
【０００３】
この特開平９−１３９８４３号公報記載の発明では、内側エッジ部にはエッジ強調処理を行うが、外側エッジ部に関してはエッジ強調を行わず、注目画素とその周辺画素の中で最も小さなデータに置き換えるようにしている。
【０００４】
また、特開平５−３０８５１６号公報には、通常のエッジ検出用閾値の組（th1,th2）と、コントラストの低い文字内部のエッジ検出用閾値の組（th3,th4）の２組の閾値を用意し、th3,th4により検出されたエッジを、th1とth2の組み合わせによってエッジとして検出された画素に続く数画素に限定して有効とする発明が開示されている。
【０００５】
さらに、特開平６−２１７１４０号公報には、新聞や上質紙など地肌の濃度レベルが異なる原稿が貼り合わせた原稿を考慮して地肌濃度を連続的に追従させて高精度に切り換え、リアルタイムで地肌除去処理を行う発明が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開平９−１３９８４３号号記載の発明では、白抜けに対して効果が認められるものの、解像度の面で不十分になる場合が考えられる。例えば、高い解像性が要求される白地上黒文字に関する場合などがそれに当たる。
【０００７】
また、これらの従来技術では、地肌濃度を検出する際に常に単一方向（主走査方向）で検出しているため、白背景上に枠線付きの色地部があるような原稿の場合、枠線の左内側にだけ白抜けが発生しやすい、といったような方向性を有する白抜け現象が生じる。この現象に鑑み、地肌検出のパラメータを白抜けがほぼ完全に発生しないレベルに設定する（地肌が検出されやすいようにパラメータを振る）と、文字周囲の少し濃度が高くなっている部分で地肌を更新してしまい、結果として文字が太ったように見えることになり、解像度の面で不十分なものになってしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、文字の解像度を大きく落とすことなく、方向性を有する白抜けを低減することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、入力された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置において、輝度・色差系の信号に変換された前記画像データに対してエッジ強調処理を行うエッジ強調手段と、前記画像データの１ライン毎に２つの閾値を切り換えていずれかを閾値ｔｈ１として設定する濃度変動閾値選択手段と、前記濃度変動閾値選択手段で決定された閾値ｔｈ１を使用して、注目画素を含むｎ×ｎ（ｎは２以上の正の整数）画素のブロックの前記画像データの画素の値に基づき注目画素の地肌濃度検出を行う地肌濃度検出手段と、前記エッジ強調手段による前記エッジ強調処理後の信号に対して、前記地肌濃度検出手段により検出した地肌濃度に応じたリミッタ処理を行うリミッタ処理手段と、を備え、前記地肌濃度検出手段は、前記ブロック毎の最大・最小輝度値の差分値をＳａ、前記ブロック毎の最大輝度値をＭａｘ＿Ｙ１、地肌濃度の上限を規定する任意の閾値をｔｈ２とした際に、
条件１：Ｓａ＜ｔｈ１
条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２
の二つの条件を満たす場合には、前記地肌濃度を更新するように決定する地肌更新決定手段を有し、前記地肌更新決定手段により地肌濃度を更新するように決定された場合に、ブロック内の最小輝度値Ｍｉｎ＿Ｙ１を地肌濃度とし、前記リミッタ処理手段は、エッジ強調処理後の信号の値と、前記地肌濃度検出手段によって検出された地肌濃度の値とのいずれか大きい方の信号の値を、リミッタ処理後の信号の値として出力することを特徴とする。
【００１２】
第２の手段は、入力された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理方法において、輝度・色差系の信号に変換された前記画像データに対してエッジ強調処理を行うエッジ強調工程と、前記画像データの１ライン毎に２つの閾値を切り換えていずれかを閾値ｔｈ１として設定する濃度変動閾値選択工程と、前記濃度変動閾値選択工程で決定された閾値ｔｈ１を使用して、注目画素を含むｎ×ｎ（ｎは２以上の正の整数）画素のブロックの前記画像データの画素の値に基づき注目画素の地肌濃度検出を行う地肌濃度検出工程と、前記エッジ強調工程でエッジ強調処理された後の信号に対して、前記地肌濃度検出工程で検出した地肌濃度に応じたリミッタ処理を行うリミッタ処理工程と、を備え、前記地肌濃度検出工程では、前記ブロック毎の最大・最小輝度値の差分値をＳａ、前記ブロック毎の最大輝度値をＭａｘ＿Ｙ１、地肌濃度の上限を規定する任意の閾値をｔｈ２とした際に、
条件１：Ｓａ＜ｔｈ１
条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２
の二つの条件を満たす場合には、前記地肌濃度を更新するように決定する地肌更新決定工程を有し、前記地肌更新決定工程で地肌濃度を更新するように決定された場合に、ブロック内の最小輝度値Ｍｉｎ＿Ｙ１を地肌濃度とし、前記リミッタ処理工程では、エッジ強調処理後の信号の値と、前記地肌濃度検出工程で検出された地肌濃度の値とのいずれか大きい方の信号の値を、リミッタ処理後の信号の値として出力することを特徴とする。
【００２０】
なお、以下の実施形態では、コピー機等のスキャナ入力装置を備えるものを想定して説明を行うが、本発明はそのような装置に限定されるものではなく、ネットワークに接続された画像入力装置を介して画像データが入力されるようなシステムでも良いことはいうまでもない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る画像処理装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像処理装置は、第１の信号変換部１０１、第１の信号変換部１０１から出力されるＹＩＱ信号を所定ライン数格納するラインメモリ１０２、ラインメモリ１０２からＹＩＱ信号が入力されるエッジ強調部１０３、ラインメモリ１０２からＹ信号が入力される地肌濃度検出部１０７、ラインメモリ１０２からＹ信号が、エッジ強調部１０３と地肌濃度検出部１０７からそれぞれ処理信号が入力され、この入力信号に応じてリミッタ処理部１０４の作動の是非を制御するスイッチ１０６、このスイッチ１０６によってＯＮ／ＯＦＦ制御されるリミッタ処理部１０４、エッジ強調部１０３からエッジ強調されたＩＱ信号が、また、リミッタ処理部１０４からリミッタ処理されたＹ信号がそれぞれ入力される第２の信号変換部１０５、ライン同期制御部１０８、閾値メモリ１０９、ライン同期制御部１０８及び閾値メモリ１０９からの出力が入力され、濃度変動閾値を選択して地肌濃度検出部１０７に出力する濃度変動閾値選択部１１０の各構成要素を備えている。
【００２３】
上記各構成要素からなる画像処理装置は、図示しないカラースキャナ等の画像入力装置で読み込んだ画像のＲＧＢ信号に対して、第１の信号変換部１０１において信号変換を行い、輝度・色差系信号ＹＩＱに変換する。Ｙが輝度信号、ＩとＱが色差信号である。但し、第１の信号変換部１０１から出力される輝度信号Ｙは、Ｙ＝０のとき白で、Ｙの値が大きくなるほど黒に近づくような信号とする。そして、ＹＩＱに変換された信号を後段のエッジ強調部１０３及び地肌濃度検出部１０７の各処理に備えて、数ライン分、ラインメモリ１０２に格納する。ここでは、エッジ強調部１０３、地肌濃度検出部１０７の各処理ともに注目画素を含むラインを挟んだ３ライン分のデータを使用することにし、３ライン分、格納しておく。
【００２４】
エッジ強調部１０３ではラインメモリ１０２から入力されるＹＩＱ夫々に例えば図２の３×５のマトリクスを使用して、マトリクス演算によりエッジ強調処理を施す。次いで、リミッタ処理部１０４で、輝度信号Ｙに対して、スイッチ１０６からの信号がＯＮの場合に限り、エッジ強調処理後の信号に対して次のように地肌濃度に応じたリミッタをかける。
【００２５】
Ｙ３＝ｍａｘ（Ｙ２，Ｆ（Ｔ）） ・・・（１）
Ｙ２はエッジ強調処理後の信号、Ｙ３はリミッタ処理後の信号、Ｔは地肌濃度検出部１０７で検出される地肌濃度である。Ｆ(Ｔ）は、地肌濃度Ｔの関数として表わされるリミッタ値であり、本実施形態では
Ｆ(Ｔ)＝ａ×Ｔ（ａは１．０以下の定数） ・・・（２）
とする。ここでは単純に地肌濃度Ｔの線形関数をリミッタとして使用するが、もっと複雑な非線形関数を使用するといった応用も可能である。なお、スイッチ１０６からの信号がＯＦＦの場合はリミッタ処理をスルーとする。そして、リミッタ処理された信号は第２の信号変換部１０５で、ＹＩＱ信号からＲＧＢ信号に変換される。
【００２６】
地肌濃度検出部１０７では、濃度変動閾値選択部１１０で決定された閾値を使用して、地肌濃度を検出する。その方法については、後で詳しく述べるが、地肌の濃度変動があるかないかを閾値で２値判定し、これを判定要素の一つとする。濃度変動閾値選択部１１０では、ライン同期制御部１０８によって、ラインごとに閾値メモリ１０９から選択する閾値を読み出す。閾値メモリ１０９には閾値ｔｈ１を２つ格納しておき、１ラインごとに交互に２つの閾値を切り換える。ｔｈ１は、奇数番目のラインのときｔｈ＿ａ、偶数番目のラインのときｔｈ＿ｂとする。なお、ｔｈ_ａ＜ｔｈ_ｂとする。
【００２７】
このように設定すると、奇数番目のラインの方が、より色地上文字の太りを抑制するが、部分的に白抜けが発生する可能性がより高い。一方、偶数番目のラインは逆に、白抜けはほぼ発生しないが、文字がより太るようになる。
【００２８】
図３は、図１のブロック図におけるラインメモリ１０２の構成回路を示したものである。ここでは、輝度信号Ｙの格納用ラインメモリを示しているが、ＩとＱの格納用ラインメモリに関しても同様の構成で実現できる。１ライン分のデータを溜めるラインメモリとして、ＦＩＦＯ（First-in First-out）３０１，３０２を使用し、回路を構成する。先の２ラインに関してはメモリにデータを溜め、あとの１ラインはリアルタイムで読み込んだデータをそのまま伝送する。
【００２９】
図４は、図１のブロック図におけるスイッチ１０６の回路構成を示すブロック図である。このスイッチ１０６は第１及び第２の２つの比較器４０１，４０２と、ＡＮＤ回路４０３とからなり、第１の比較器４０１では、エッジ強調前の信号Ｙ１とエッジ強調後の信号Ｙ２を比較し、Ｙ１＞Ｙのとき、つまり、マイナス強調の場合に出力信号のビットを立てる。第２の比較器４０２では、エッジ強調前の信号Ｙ１と地肌濃度Ｔを比較し、Ｙ１＞Ｔの場合に出力信号のビットを立てる。そして、ＡＮＤ回路４０３で２つの比較器からの出力信号のＡＮＤをとって、ＯＮ／ＯＦＦが決定される。マイナス強調、かつ、エッジ強調前の信号が地肌濃度より高い場合にのみＯＮ、その他の場合はＯＦＦを出力するような構成になっている。
【００３０】
図５は、図１のブロック図における地肌濃度検出部１０７の詳細を示すブロック図である。地肌濃度検出部１０７は、ブロックメモリ５０１と、ブロックメモリ５０１からのデータが入力される最小値検出部５０２および最大値検出部５０３と、最小値検出部５０２と最大値検出部５０３からの出力が入力され、両者の差分をとる差分値算出部５０４と、差分値算出部５０４と最大値検出部５０３からの出力が入力される地肌更新決定部５０５と、地肌濃度格納メモリ５０７と、最小値検出部５０２と地肌更新決定部５０５の出力が入力され、地肌濃度を選択する地肌濃度選択部５０６とから構成されている。
【００３１】
上記のように構成された地肌濃度検出部１０７では、地肌濃度検出を３×３画素のブロック内の信号を使って行う。そのため、ブロックメモリ５０１で、３ライン分の画像輝度データを保存したラインメモリ１０２から３×３画素を順次切り出す。そして、最小値検出部５０２と最大値検出部５０３でそれぞれブロック内画素の輝度信号の最小値Ｍｉｎ＿Ｙ１と最大値Ｍａｘ＿Ｙ１を検出する。差分値算出部５０４では、それらの差分
Ｓａ＝Ｍａｘ＿Ｙ１−Ｍｉｎ＿Ｙ１ ・・・（３）
を算出する。地肌更新決定部５０５では、差分値Ｓａと最大値Ｍａｘ＿Ｙ１の２つの値から、地肌濃度を更新するか否かを決める。条件１：Ｓａ＜ｔｈ１ かつ条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２の場合のみ、地肌濃度を更新し（ＯＮ）、その他の場合は更新しない（ＯＦＦ）。ここで、ｔｈ１およびｔｈ２は所定の閾値である。ｔｈ１は、前述のように奇数番目のラインのときｔｈ＿ａ、偶数番目のラインのときｔｈ＿ｂというようにラインごとに切り換わる閾値である。つまり、条件１では、ブロック内の濃度変動が小さい場合に更新するという制約を付けており、条件２では、ある程度太さのある黒文字内部等で更新されない様に地肌濃度の上限を規定している。そして、地肌濃度選択部５０６で、地肌更新ＯＮの場合はブロック内濃度最小値Ｍｉｎ＿Ｙ１を地肌濃度として更新し、地肌濃度格納メモリ５０７に格納すると同時に、検出結果として出力する（図５中の経路［１］）。一方、地肌更新ＯＦＦの場合は、地肌濃度格納メモリ５０８に格納されている地肌濃度を読み出し、それを検出結果として出力する（図５中の経路［２］）。
【００３２】
図６は、地肌濃度検出の際に参照する３×３画素からなるブロックを示している。このように、主走査方向に対して、注目画素をブロックの左端に配置している。これは、例えば、図７のように、白地→色地→白地、といった具合に地肌濃度が変わる原稿があったときに、地肌濃度の変わり目である“◎”の位置で正確に地肌濃度が更新されるようにするためである。
【００３３】
図８は、エッジ強調がマイナス強調の場合にエッジ強調後の信号にリミッタ処理を施すことによる白抜け除去効果を図で表わしたものである。（ア）はエッジ強調前の画像エッジ部、（イ）はそれに対してエッジ強調処理を施したもの、（ウ）はリミッタ処理を施したものである。（イ）ではエッジ強調の結果、マイナス強調部分で値が負になってしまっており、実際には値０に修正して出力することになるが、色地上の文字等、エッジ部においてはこれが白抜けとして現れてしまう。一方、（ウ）では地肌濃度に応じたリミッタ処理によって、この問題が解消される。
【００３４】
図９は１ラインごとに地肌濃度検出の閾値を切り換えることによる白抜け除去効果を図で表したものである。（ア）は白背景上に枠線付きの色地部が存在する原稿であり、（イ）はその原稿に対して地肌変動閾値ｔｈ＿ａで地肌濃度検出を行った場合のリミッタ処理後の画像、（ウ）は地肌変動閾値ｔｈ＿ｂで地肌濃度検出を行った場合のリミッタ処理後の画像である。地肌濃度検出では前述したように周辺画素の濃度変動量を利用して判定するため、スキャナＭＴＦ、あるいはモアレ除去を目的として一般的に行われる平滑化処理の影響から、枠線近傍の色地部は地肌濃度の検出が困難な箇所であるといえる。そのため、リミッタ処理をした場合でも白抜けが生じ易く、（イ）のように枠線の片側に偏って内側に大きな白抜けが発生する場合がある。一方、地肌濃度変動閾値を大きい値に設定した場合は、（ウ）のように白抜けはまず発生しないが、枠線内側の濃度が原稿よりも高くなってしまい、解像度が悪く線が太ったように見えてしまう。
【００３５】
そこで、１ラインごとに閾値を切り換え、奇数番目のラインでは（イ）で使用した閾値、偶数番目のラインでは（ウ）で使用した閾値を選択することにより、いわば両者の中庸をとったものが（エ）である。このようにすることで、白抜けが２ライン連続で発生する可能性は非常に低くなる。例えば画像をプリンタ出力する場合の出力画像密度を６００ｄｐｉとしたとき、白抜けは目視で確認できない状態まで抑制することができる。もし１ラインの白抜けが発生してしまったとしても、隣接するラインで地肌が正しく検出され白抜けが発生しなければ、中間調処理で用いられる所謂、万線スクリーン方式のような形状になり、目視上、白抜けにはならない、という原理である。また、色地上文字の解像度に関しては、（イ）よりは劣るものの、（ウ）よりは良い。白抜けのレベルと色地上文字の解像度を総合的に判断して、本発明である（エ）が最良であると言える。
【００３６】
因みに、ラインごとの閾値の切り換えは、本実施例では１ラインごととしたが、これに限定されるものではなく、複数ラインごとに周期的に切り換える方法も出力画像密度が高い場合には有効になる場合もある。また、ラインごとにランダムに切り換えれば、副走査方向の周期的な固定した空間周波数成分を持つ画像ノイズを目につき難くできる、という利点も加わる。
【００３７】
なお、本実施形態ではＹＩＱ空間でエッジ強調処理を行う場合を示したが、ＲＧＢ空間でエッジ強調処理を行う場合にも適用可能である。但し、その場合、ＲＧＢ夫々の信号に関して地肌濃度を検出し、リミッタをかける必要がある。本実施形態のようにＹＩＱ空間でエッジ強調処理を行えば、輝度信号Ｙに関してのみ地肌濃度を検出しリミッタをかければ良く、そのことによって以下の２つの利点も生まれる。
【００３８】
（１）リミッタ処理後のカラーバランスが崩れないため、マイナス強調部での色変わりが発生しない。
【００３９】
（２）無彩色地以外の色地の場合、例えば地肌濃度がうまく検出されずリミッタＯＦＦになってしまった場合でも、色差成分が残ることから白抜けにはならない。
【００４０】
また、本実施形態では輝度・色差系信号としてＹＩＱを使用したが、本発明はＹＩＱ信号に限られるものでなく、同じ輝度・色差系のＹＣｒＣｂ、あるいはＬ*ａ*ｂ*等の均等 知覚色空間の信号でも良いことは言うまでもない。
【００４１】
以上のように、この第１の実施形態によれば、エッジ強調処理が色地上黒文字周囲等のマイナス強調の場合、色地の地肌濃度に応じてリミッタをかけるため、白抜けを抑制することができる。更に、地肌検出で使用する地肌変動閾値をラインごとに切り換えることにより、目で確認できるような白抜け発生を抑制できる。そのとき、色地上文字の解像度低下というトレードオフを最小限に抑えることが可能であり、総合的に判断して非常に効果的である。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、図５に示した地肌濃度検出部１０７からの出力結果を白抜け抑制のための処理に利用したが、本実施形態では、これを原稿の地肌部の汚れを除去して出力する処理である地肌除去処理に利用するようにしたもので、この点を除いて本実施形態の各部は第１の実施形態と同等に構成されているので、異なる点のみ説明し、第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００４３】
第１の実施形態の項で説明したように、地肌更新決定部５０５では更新のＯＮ／ＯＦＦ判定で条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２によって地肌濃度の上限を規定しているが、本実施形態における地肌除去処理用の地肌濃度検出では、ｔｈ２を新聞紙の地肌レベル程度の値に設定しておく。また、網点部検出等の像域分離機能を有する画像処理装置においては、分離結果を地肌検出の際の判定要素に加えて、例えば網点部では地肌更新をＯＦＦにするといった応用も考えられる。
【００４４】
図１０は、地肌除去処理の入力と出力の変換特性を示したものである。地肌濃度検出結果Ｔを基に地肌除去閾値ＴＨを決定し、濃度がＴＨ以下の画像データに関しては強制的に０（白画素）にして出力する。地肌除去閾値ＴＨの決定方法は、白抜け抑制のときと同様にリミッタ値ＴＨを、
ＴＨ＝ｂ×Ｔ（ｂは１．０以下の定数） ・・・（４）
等とすれば良い。
【００４５】
その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同様に動作する。
【００４６】
このように本実施形態によれば、地肌除去処理に使用する地肌濃度検出の際の地肌変動閾値を１ラインごとに切り換えているため、例えば、上質紙に新聞原稿を切り貼りしたような原稿に地肌除去処理を施した場合に、新聞紙の左端だけ地肌が除去されないで残ってしまう、といった不具合を低減することができる。地肌汚れが残ってしまった場合でも、２ライン連続しないため、第１の実施形態と同様に万線スクリーン方式と同様の効果があり、地肌汚れがかなり薄くなって見える。また、地肌変動閾値を地肌がより検出されやすいように設定した場合（第１の実施形態でいうｔｈ＿ｂ）、文字の周囲だけ地肌濃度が高く検出されてしまい、地肌除去処理の結果、文字周囲が白抜けしているように見えるという不具合が考えられるが、このような現象も第１の実施形態と同様に最小限に抑えることができる。
【００４７】
＜第３の実施形態＞
図１１は第３の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。この構成は図１と比較して分かるように第１の実施形態に対して濃度変動閾値選択部１１０、ライン同期制御部１０８および閾値メモリ１０９を省いた構成となっている。すなわち、この画像処理装置は、第１の信号変換部１０１、第１の信号変換部１０１から出力されるＹＩＱ信号を所定ライン数格納するラインメモリ１０２、ラインメモリからＹＩＱ信号が入力されるエッジ強調部１０３、ラインメモリ１０２からＹ信号が入力される地肌濃度検出部１０７、ラインメモリ１０２からＹ信号が、エッジ強調部１０３と地肌濃度検出部１０７からそれぞれ処理信号が入力され、この入力信号に応じてリミッタ処理部１０４の作動の是非を制御するスイッチ１０６、エッジ強調部１０７、地肌検出部１０７から信号が入力されるスイッチ１０６によってＯＮ／ＯＦＦ制御されるリミッタ処理部１０４、エッジ強調部１０４からエッジ強調されたＩＱ信号が、また、リミッタ処理部１０４からリミッタ処理されたＹ信号がそれぞれ入力される第２の信号変換部１０５の各構成要素を備えている。
【００４８】
このような各構成要素からなる本実施形態に係る画像処理装置では、カラースキャナ等の画像入力装置で読み込んだ画像のＲＧＢ信号に対して、第１の信号変換部１０１において信号変換を行い、輝度・色差系信号ＹＩＱに変換する。Ｙが輝度信号、ＩとＱが色差信号である。但し、信号変換部１から出力される輝度信号Ｙは、Ｙ＝０のとき白で、Ｙの値が大きくなるほど黒に近づくような信号とする。そして、ＹＩＱに変換された信号を、後段のエッジ強調部１０３および地肌濃度検出部１０７に備えて、数ライン分、ラインメモリ１０２に格納する。ここでは、エッジ強調、地肌濃度検出ともに注目画素を含むラインを挟んだ３ライン分のデータを使用することにし、３ライン分、格納しておく。但し、ラインメモリからデータを読み出すとき、注目画素を含むラインが奇数番目のラインのときは３ラインすべて順方向（＝主走査方向）に、注目画素を含むラインが偶数番目のラインのときは３ラインすべて逆方向（主走査方向の逆方向）に読み出されるようにする。そして、エッジ強調部１０３でＹＩＱ夫々に、例えば図２の３×５のマトリクスを使用して、マトリクス演算によりエッジ強調処理を施す。リミッタ処理部１０４では、前述の第１の実施形態と同様に輝度信号Ｙに対して、スイッチ１０６らの信号がＯＮの場合に限り、エッジ強調処理後の信号に対して前述の（１）式のようにして地肌濃度に応じたリミッタをかける。リミッタ処理については前記（１）式および条件も第１の実施形態と同様なので説明は省略する。この第３の実施形態においても、スイッチ１０６からの信号がＯＦＦの場合はリミッタ処理をスルーとする。そして、第２の信号変換部１０５でＹＩＱ信号からＲＧＢ信号に変換する。
【００４９】
因みに、図１に示した第１の実施形態では、地肌濃度検出での検出方向の切り換えに伴って、エッジ強調処理でも処理の方向が切り換わるような回路構成にしたが、出力画像の画質の観点から見れば、方向の切り換えは地肌濃度検出のみで良く、エッジ強調処理で方向を切り換える必要性はない。地肌濃度検出結果を一端、メモリに格納しておいて、エッジ強調処理はすべて順方向で行っても何ら問題はない。
【００５０】
図１２は図１１におけるラインメモリ１０２の構成を示すブロック図である。ここでは、輝度信号Ｙの格納用ラインメモリを示しているが、ＩとＱの格納用ラインメモリに関しても同様の構成で実現できる。１ライン分のデータを溜めるラインメモリとして、ＦＩＦＯ（First-in First-out）３１１と第１ないし第３のＬＩＦＯ（Last-in First-out）３１２，３１３，３１４を使用し、Ｙ信号が入力されたＦＩＦＯ３１１とＬＩＦＯ３１２の信号をセレクタ３１５に入力し、セレクタ３１５において、注目画素が奇数番目のラインに属する場合はＦＩＦＯ３１１からの出力を、注目画素が偶数番目のラインに属する場合はＬＩＦＯ３１２からの出力を選択して伝送する。セレクタ３１５からの出力は後段の第２及び第３のＬＩＦＯ３１３，３１４に入力され、第２ライン及び第３ラインのデータとなる。このように回路を構成し動作させることによって、１ラインごとにエッジ強調と地肌濃度検出の方向を切り換えることができる。
【００５１】
前記スイッチ１０６は前述の図４に示した構成と同一であり、同様に動作するので、説明は省略する。地肌濃度検出部１０７は図１３に示すように第１の実施形態における図５に示した構成と濃度変動閾値選択部がない点と、ｔｈ１，ｔｈ２の設定の点を除いて同一であり、同様に動作するので、重複する説明は省略する。なお、ｔｈ１、ｔｈ２の設定については、第１の実施形態では、ｔｈ１は（１）式で設定されるラインごとに切り換わる閾値であるのに対して、第３の実施形態では、ｔｈ１も所定の閾値であり、ラインごとに切り換わらない点が異なっている。また、地肌濃度検出の際に参照する３×３画素からなるブロックも前述図６に示したものと同一であり、図７のように、白地→色地→白地、といった具合に地肌濃度が変わる原稿があったときに、地肌濃度の変わり目である“◎”の位置で正確に地肌濃度が更新されるようにするために、主走査方向に対して注目画素をブロックの左端に配置している。
【００５２】
エッジ強調がマイナス強調の場合にエッジ強調後の信号にリミッタ処理を施すことによる白抜け除去効果も前述の図８で示した特性となり、色地上の文字等、エッジ部においてはマイナス強調部が白抜けとして現れてしまのが、地肌濃度に応じたリミッタ処理によって、このような白抜けの問題が解消されることも第１の実施形態と同様である。
【００５３】
図１４は、１ラインごとに地肌濃度検出の方向を切り換えることによる白抜け除去効果を図で表したものである。（ア）は白背景上に枠線付きの色地部が存在する原稿であり、（イ）はその原稿に対して単一方向で地肌濃度検出を行った場合のリミッタ処理後の画像、（ウ）は１ラインごとに方向を切り換えて地肌濃度検出を行った場合のリミッタ処理後の画像である。
【００５４】
地肌濃度検出では前述したように周辺画素の濃度変動量を利用して判定するため、スキャナＭＴＦ、あるいはモアレ除去を目的として一般的に行われる平滑化処理の影響から、枠線近傍の色地部は地肌濃度の検出が困難な箇所であるといえる。そのため、リミッタ処理をした場合でも白抜けが生じ易く、地肌濃度検出をすべて単一方向（順方向）で行った場合、（イ）のように枠線の片側に偏って内側に大きな白抜けが発生する場合がある。一方、１ラインごとに地肌濃度検出の方向を切り換えた場合は、（ウ）のように両側に少しずつ白抜けが発生する。つまり、（ウ）では２ライン連続の白抜けの発生がほぼ完全に抑えられる。このことにより、例えば画像をプリンタ出力する場合の出力画像密度を６００ｄｐｉとしたとき、白抜けは目視で確認できない状態まで抑制することができる。もし１ラインの白抜けが発生してしまったとしても、隣接するラインで地肌が正しく検出され白抜けが発生しなければ、中間調処理で用いられる所謂、万線スクリーン方式のような形状になり、目視上、白抜けにはならない、という原理である。
【００５５】
なお、本実施形態ではＹＩＱ空間でエッジ強調処理を行う場合を示したが、ＲＧＢ空間でエッジ強調処理を行う場合にも適用可能である。但し、その場合、ＲＧＢ夫々の信号に関して地肌濃度を検出し、リミッタをかける必要がある。本実施形態のようにＹＩＱ空間でエッジ強調処理を行えば、輝度信号Ｙに関してのみ地肌濃度を検出しリミッタをかければ良く、そのことによって前述の第１の実施形態と同様の利点が生じる。
【００５６】
また、本実施形態では輝度・色差系信号としてＹＩＱを使用したが、本発明はＹＩＱ信号に限られるものでなく、同じ輝度・色差系のＹＣｒＣｂ、あるいはＬ*ａ*ｂ*等の均等知覚色空間の信号でも良い。
【００５７】
以上のように、本実施形態によれば、エッジ強調処理が色地上黒文字周囲等のマイナス強調の場合、色地の地肌濃度に応じてリミッタをかけるため、白抜けを抑制することができる。更に、地肌検出方向を１ラインごとに切り換えることにより、目で確認できるような白抜けの発生が抑制でき、とりわけ白抜けが発生しやすい無彩色地に対して非常に効果的である。
【００５８】
＜第４の実施形態＞
第３の実施形態では、図１３に示した地肌濃度検出部１０７からの出力結果を白抜け抑制のための処理に利用したが、本実施形態では、これを原稿の地肌部の汚れを除去して出力する処理である地肌除去処理に利用する。この点を除いて本実施形態の各部は第３の実施形態と同等に構成されているので、異なる点のみ説明し、第１及び第３の実施形態と重複する説明は省略する。
【００５９】
第１の実施形態において説明したように、地肌更新決定部５０５では更新のＯＮ／ＯＦＦ判定で条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２によって地肌濃度の上限を規定しているが、本実施形態における地肌除去処理用の地肌濃度検出では、ｔｈ２を新聞紙の地肌レベル程度の値に設定しておく。また、網点部検出等の像域分離機能を有する画像処理装置においては、分離結果を地肌検出の際の判定要素に加えて、例えば網点部では地肌更新をＯＦＦにするといった応用も考えられる。この点は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００６０】
図１０は、地肌除去処理の入力と出力の変換特性を示したものである。地肌濃度検出結果Ｔを基に地肌除去閾値ＴＨを決定し、濃度がＴＨ以下の画像データに関しては強制的に０（白画素）にして出力する。地肌除去閾値ＴＨの決定方法は、白抜け抑制のときと同様にリミッタ値ＴＨを、前述の（４）式に基づいて、
ＴＨ＝ｂ×Ｔ（ｂは１．０以下の定数）
等とすれば良い。
【００６１】
その他、特に説明しない各部は前述の第３の実施形態を同等に構成され、同様に動作する。
【００６２】
以のように、本実施形態によれば、地肌除去処理に使用する地肌濃度検出の方向を１ラインごとに切り換えているため、例えば、上質紙に新聞原稿を切り貼りしたような原稿に地肌除去処理を施した場合に、新聞紙の左端だけ地肌が除去されないで残ってしまう、といった不具合を解消することができる。最悪の場合でも、左右両端にかすかに地肌汚れが残る、といった程度で抑えられ、方向性が無くなることから不自然さが少なくなる。また、地肌汚れが残ってしまった部分も、２ライン連続しないため、第３の実施形態と同様に万線スクリーン方式と同様の効果があり、地肌汚れがかなり薄くなって見える。
【００６３】
＜第５の実施形態＞
図１５は本実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、反射率リニアな入力画像信号ＲＧＢ（Red,Green,Blue）に対して濃度信号への変換を行い、そのうちのＧ信号を使用してエッジ検出を行うもので、ＲＧＢ信号が入力されるラインメモリ１１０１、ラインメモリからの出力が入力されるブロックメモリ１１０２、（ｔｈ１，ｔｈ２）及び（ｔｈ３，ｔｈ４）のいずれかの閾値の組をエッジ出力に応じて選択する閾値選択回路１１０３、選択回路１１０３で選択された閾値に応じてブロックメモリ１１０２からの出力を３値化する３値化部１１０４、３値化された画像データが入力される白画素パターンマッチング部１１０５、黒画素パターンマッチング部１１０６、白画素パターンマッチング部１１０５からの出力データをカウントする第１のカウンタ１１０７、黒画素パターンマッチング部１１０６からの出力データをカウントする第２のカウンタ１１０８、およびアンド回路１１０９から構成されている。
【００６４】
上記各構成要素から構成された画像処理装置では、まず、ラインメモリ１１０１に３ライン分のデータを溜める。ラインメモリは図１２に示した回路構成であり、注目画素を含むラインが奇数番目のラインのときは３ラインすべて順方向（＝主走査方向）に、注目画素を含むラインが偶数番目のラインのときは３ラインすべて逆方向（主走査方向の逆方向）に読み出されるようにする。ブロックメモリ１１０２では、ラインメモリ１１０１から読み出したデータを更に３×３画素単位で順次切り出す。なお、図１２に示したラインメモリの構成および動作は第３の実施形態ですでに説明したので、ここでは説明を省略する。
【００６５】
次に、３値化回路１１０４において、閾値選択回路１１０３で選択された閾値を使用して３値化処理を行う。閾値選択回路１１０３では、前画素のエッジ検出結果を受けて、閾値ｔｈ１，ｔｈ２（ｔｈ１＜ｔｈ２）の組、あるいは、閾値ｔｈ３，ｔｈ４（ｔｈ３＜ｔｈ４）の組を選択する。エッジが検出された場合、その画素に続く８画素に関しては自動的に閾値ｔｈ３，ｔｈ４を選択し、その他の場合はｔｈ１，ｔｈ２を選択する。ここで、閾値ｔｈ３，ｔｈ４は、コントラストの低い文字内部のエッジを高精度に検出するための閾値であり、閾値ｔｈ１，ｔｈ２に対してｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３＜ｔｈ４となるように設定されたものである。３値化回路１１０４では、例えば閾値ｔｈ１，ｔｈ２が選択された場合、画素濃度がｔｈ１以下である場合には白画素、ｔｈ２以上である場合には黒画素、その他の場合には中間濃度画素と判定する。そして、その判定結果を受けて、注目画素を中心とした３×３画素において白画素および黒画素の連結性をパターンマッチングにより判定する。
【００６６】
白画素パターンマッチング部１１０５では、図１６に示した画素パターンとのマッチングを行い、４パターンのうちマッチしたパターンの数をカウンタ１１０７でカウントする。同様に、黒画素パターンマッチング部１１０６において、図１７に示した画素パターンとのマッチングを行い、マッチしたパターンの数をカウンタ１１０８でカウントする。最後に、ＡＮＤ回路１１０６では、２つのカウンタからの出力がともに一定数以上であった場合、例えば２以上であった場合に、エッジであると判定して出力する。
【００６７】
以上のように、本実施形態によれば、エッジ検出の方向を１ラインごとに切り換えているため、文字の左側と右側でエッジ検出精度が異なる、といったような不具合を解消することができる。また、エッジ検出の結果は、一般的に、文字部と絵柄部の像域分離処理に使用され、文字の解像度と絵柄の階調性の両立を図る目的で文字と絵柄夫々に適した処理が施されるが、前述のように構成することにより、その際の誤分離による画像劣化を低減することができ、高画質な画像を再生することが可能になる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、白抜けが２ライン連続で発生することを防止し、プリンタ出力された場合に白抜けが目視出来ない状態まで抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置の電気的構成をを示すブロック図である。
【図２】図１のエッジ強調部におけるマトリクス演算のマトリクスの一例を示す図である。
【図３】図１のラインメモリの構成回路を示すブロック図である。
【図４】図１のスイッチの回路構成を示すブロック図である。
【図５】図１の地肌濃度検出部の詳細を示すブロック図である。
【図６】地肌濃度検出の際に参照する３×３画素からなるブロックを示す図である。
【図７】主走査方向の１ラインにおける原稿地肌濃度の状態を示す図である。
【図８】エッジ強調がマイナス強調の場合にエッジ強調後の信号にリミッタ処理を施すことによる白抜け除去効果を示す図である。
【図９】１ラインごとに地肌濃度検出の閾値を切り換えることによる白抜け除去効果を示す図である。
【図１０】第２の実施形態における地肌除去処理の入力と出力の変換特性を示す特性図である。
【図１１】第３の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１におけるラインメモリ１０２の構成を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態に係る地肌濃度検出部の詳細を示すブロック図である。
【図１４】１ラインごとに地肌濃度検出の方向を切り換えることによる白抜け除去効果を示す図である。
【図１５】第５の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５の白画素パターンマッチング部でパターンマッチングをとる画像パターンを示す図である。
【図１７】図１５の黒画素パターンマッチング部でパターンマッチングをとる画像パターンを示す図である。
【符号の説明】
１０１ 第１の信号変換器
１０２，１１０１ ラインメモリ
１０３ エッジ強調部
１０４ リミッタ処理部
１０５ 第２の信号変換器
１０６ スイッチ
１０７ 地肌濃度検出部
１０８ ライン同期制御部
１０９ 閾値メモリ
１１０ 濃度変動閾値選択部
３０１、３０２，３１１ ＦＩＦＯ
３１２，３１３，３１４ ＬＩＦＯ
３１５ セレクタ
４０１ 第１の比較器
４０２ 第２の比較器
４０３，１１０９ アンド回路
５０１，１１０２ ブロックメモリ
５０２ 最小値検出部
５０３ 最大値検出部
５０４ 差分値算出部
５０５ 地肌変更決定部
５０６ 地肌濃度選択部
５０７ 地肌濃度格納メモリ
１１０３ 閾値選択回路
１１０４ ３値化部
１１０５ 白画素パターンマッチング部
１１０６ 黒画素パターンマッチング部
１１０７，１１０８ カウンタ

Claims (2)

1. 入力された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置において、
   輝度・色差系の信号に変換された前記画像データに対してエッジ強調処理を行うエッジ強調手段と、
   前記画像データの１ライン毎に２つの閾値を切り換えていずれかを閾値ｔｈ１として設定する濃度変動閾値選択手段と、
   前記濃度変動閾値選択手段で決定された閾値ｔｈ１を使用して、注目画素を含むｎ×ｎ（ｎは２以上の正の整数）画素のブロックの前記画像データの画素の値に基づき注目画素の地肌濃度検出を行う地肌濃度検出手段と、
   Ｅ．前記エッジ強調手段による前記エッジ強調処理後の信号に対して、前記地肌濃度検出手段により検出した地肌濃度に応じたリミッタ処理を行うリミッタ処理手段と、
   を備え、
   前記地肌濃度検出手段は、
   前記ブロック毎の最大・最小輝度値の差分値をＳａ、前記ブロック毎の最大輝度値をＭａｘ＿Ｙ１、地肌濃度の上限を規定する任意の閾値をｔｈ２とした際に、
   条件１：Ｓａ＜ｔｈ１
   条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２
   の二つの条件を満たす場合には、前記地肌濃度を更新するように決定する地肌更新決定手段を有し、
   前記地肌更新決定手段により地肌濃度を更新するように決定された場合に、ブロック内の最小輝度値Ｍｉｎ＿Ｙ１を地肌濃度とし、
   前記リミッタ処理手段は、エッジ強調処理後の信号の値と、前記地肌濃度検出手段によって検出された地肌濃度の値とのいずれか大きい方の信号の値を、リミッタ処理後の信号の値として出力することを特徴とする画像処理装置。
2. 入力された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理方法において、
   輝度・色差系の信号に変換された前記画像データに対してエッジ強調処理を行うエッジ強調工程と、
   前記画像データの１ライン毎に２つの閾値を切り換えていずれかを閾値ｔｈ１として設定する濃度変動閾値選択工程と、
   前記濃度変動閾値選択工程で決定された閾値ｔｈ１を使用して、注目画素を含むｎ×ｎ（ｎは２以上の正の整数）画素のブロックの前記画像データの画素の値に基づき注目画素の地肌濃度検出を行う地肌濃度検出工程と、
   前記エッジ強調工程でエッジ強調処理された後の信号に対して、前記地肌濃度検出工程で検出した地肌濃度に応じたリミッタ処理を行うリミッタ処理工程と、
   を備え、
   前記地肌濃度検出工程では、
   前記ブロック毎の最大・最小輝度値の差分値をＳａ、前記ブロック毎の最大輝度値をＭａｘ＿Ｙ１、地肌濃度の上限を規定する任意の閾値をｔｈ２とした際に、
   条件１：Ｓａ＜ｔｈ１
   条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２
   の二つの条件を満たす場合には、前記地肌濃度を更新するように決定する地肌更新決定工程を有し、
   前記地肌更新決定工程で地肌濃度を更新するように決定された場合に、ブロック内の最小輝度値Ｍｉｎ＿Ｙ１を地肌濃度とし、
   前記リミッタ処理工程では、エッジ強調処理後の信号の値と、前記地肌濃度検出工程で検出された地肌濃度の値とのいずれか大きい方の信号の値を、リミッタ処理後の信号の値として出力することを特徴とする画像処理方法。

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