JP3932862B2 - 画像処理方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像処理方法および装置に関し、特に、画像中の単色部分への混色を防止する画像処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー複写機は、特開平８−９１７２号公報に記載の「カラー画像処理装置」のように、画像を読み取って得たＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の色空間で表現される画像データをデバイスに依存しないＬａｂの色空間で表現される画像データに変換する。そして、Ｌａｂの色空間で表現される画像データに各種の画像処理を加えた後に、ＹＭＣＫ（Ｙｅｌｌｏｗ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｃｙａｎ，Ｂｌａｃｋ）の色空間で表現される画像データに変換し、ＹＭＣＫ各色のトナー等の色材を用いて画像を形成している。
【０００３】
ＹＭＣＫの色空間での色再現は、減法混色により行い、図１２に示すように、ＹとＭの同量混合でＲ、ＹとＣの同量混合でＧ、ＭとＣの同量混合でＢ、ＹとＭとＣの同量混合でＫが生成されることとなる。
【０００４】
ところで、従来のカラー複写機では、本来ならば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれかのトナーのみで表現できる色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）や２色程度のトナーで表現できる色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対して、他のトナーが混在される場合がある。
【０００５】
例えば、複写しようとする原稿が図１３に示すようなＲ、Ｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｇ、Ｂの各色で表現される円グラフが印刷されたものである場合、複写後の出力は、理想的には図１４（ａ）に示すような値となるが、現状は、同図（ｂ）に示すような出力となり、混色が生じている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の複写機では、その出力に理想的には混在し得ない他の色が少量混在することがあった。この他色の混在は、出力画像の混色の原因となり、特に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色を２値出力する場合には、混在した少量の他色がまばらに再現され、混色が目立つこととなっていた。
【０００７】
そこで、この発明は、出力色に混在する少量の色成分を除去し、高品質の出力を得ることのできる画像処理方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、画像の色空間を変換する画像処理方法において、入力画像の色空間を変換するとともに、該変換後の画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下の色成分の濃度値を減じることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記変換後の画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下であって第２の所定値を超えている色成分の濃度値を前記入力画像の彩度に比例した値だけ減じ、濃度値が前記第２の所定値以下の色成分の濃度値を０に減じることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明は、画像の色空間を変換する画像処理装置において、第１の色空間で表現される画像を第２の色空間で表現される画像に変換する色変換手段と、前記色変換手段により変換された画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下の色成分の濃度値を減じる色成分除去手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記色成分除去手段は、写真モードで動作することを指定されていた場合には、前記色成分の濃度値を減じないことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記色成分除去手段は、前記色変換手段によって変換された画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下であって第２の所定値を超えている色成分の濃度値を前記入力画像の彩度に比例した値だけ減じ、濃度値が前記第２の所定値以下の色成分の濃度値を０に減じることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る画像処理方法および装置の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、この発明を適用した画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、画像形成装置は、画像入力装置１と画像処理装置２、画像出力装置３を具備して構成される。画像入力装置１は、原稿を読み取ってＲＧＢの色空間で表現される画像データを出力する。画像処理装置２は、画像入力装置１から入力された画像データに対して各種の画像処理を施し、ＹＭＣＫの色空間で表現される画像データを画像出力装置３に出力する。画像出力装置３は、画像処理装置２から入力された画像データに基づいて、用紙上に画像を形成する。
【００２４】
この画像形成装置では、画像処理装置２が混色除去の処理を行う。画像処理装置２は、前段色変換部４と画像処理部５、後段色変換部６を具備して構成される。前段色変換部４は、画像入力装置１から入力される画像データの色空間をＲＧＢからＬａｂに変換する。画像処理部５は、Ｌａｂの色空間で表現される画像データに対して各種の補正や変倍等の処理を施す。後段色変換部６は、Ｌａｂの色空間で表現される画像データをＹＭＣＫの色空間で表現される画像データに変換するが、この変換に際して画像データ中の混色を除去する。
【００２５】
ここで、画像データ中に混色が生じる原因について説明する。画像入力装置１が出力するＲＧＢの色空間と画像出力装置３へ入力するＹＭＣＫの色空間では、それぞれ表現できる色の範囲（Ｇａｍｕｔ）が異なっている。それぞれのＧａｍｕｔは、例えば、図２に示すようなものである。このため、ＲＧＢの色空間で表現される画像データをＹＭＣＫの色空間で表現される画像データに変換する際に、ＹＭＣＫの色空間のＧａｍｕｔ外の色は、色差最小法によりＲＧＢの色空間とＹＭＣＫの色空間での色差が最小となるＹＭＣＫの色空間のＧａｍｕｔ外郭上にマッピングされる（図３参照、図３は、図２の第３象限の拡大図）。
【００２６】
このマッピングにより、色差は最小となるものの、変換後のＹＭＣＫ色空間では、本来混在すべきでない色成分が混在してしまう場合があり、混色の原因となってしまう。
【００２７】
さて、図１に示した画像形成装置では、画像処理部２の後段色変換部６で混色の除去を行うための処理を行う。そこで、後段色変換部６の詳細について説明する。
【００２８】
図４は、後段色変換部６の構成を示すブロック図である。同図に示すように、後段色変換部６は、色変換部６１と色変換パラメータ６２、ＴＲＣ処理部６３−１〜６３−４を具備して構成される。
【００２９】
色変換部６１は、ＤＬＵＴ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）構造となっており、色変換パラメータ６２に基づいてＬａｂ色空間の画像データをＹＭＣＫ色空間の画像データに変換する。色変換部６１のＤＬＵＴ構造は、３次元のもので、図５に示す格子点に入力値であるＬ＊、ａ＊、ｂ＊に対する出力値を記憶している。この格子点は、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の各値の一定間隔毎に設定されており、入力値（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の値で示される）が格子点以外を示した場合には、補間した値を用いる。なお、ＤＬＵＴについては、特開平１０−２００７７２号公報等にその詳細が記されているため、ここでは、概略のみの説明とする。
【００３０】
また、ＴＲＣ処理部６３−１〜６３−４は、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色成分に対してＴＲＣ（Ｔｏｎｅ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｖｅ：トーン再現曲線）を用いて補正を施す。なお、ＴＲＣ処理部６３−１〜６３−４での処理は、従来から行われている処理と同様であるので説明は省略する。
【００３１】
色変換部６１は、Ｌａｂ色空間の画像データをＹＭＣＫ色空間に変換するが、その際に混色の除去を行う。ここでは、まず、混色除去の概念的な方法について説明する。
【００３２】
図６は、混色除去の概念的な方法を示した図である。同図に示すように、混色除去は、混色除去前のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色成分の量（値）を入力とした場合に（図中横軸）、混色除去後の各色成分の値が出力（図中縦軸）となるような処理を行う。つまり、各色成分毎に所定量以下のものを除去する。同図では、各色成分のうち、その量（８ビットの値）が「ＳＴＡＲＴ」以下の場合には、当該成分を完全に除去し、「ＳＴＡＲＴ」を越えて「ＥＮＤ」以下の場合には、一定の割合で当該成分を減少させる。
【００３３】
「ＳＴＡＲＴ」と「ＥＮＤ」の値は、処理対象となる色成分の彩度に基づいて、例えば、図７に示すように決定される。色成分の彩度は、これをｃ＊とすれば、Ｌａｂ色空間でのａ＊およびｂ＊の値から式１で算出される。
【００３４】
【式１】

図７に示した「ＳＴＡＲＴ」と「ＥＮＤ」の値は、彩度（ｃ＊）が低い場合には、「ＳＴＡＲＴ」と「ＥＮＤ」の値をともに０に設定し、彩度が高くなるにつれ、「ＳＴＡＲＴ」と「ＥＮＤ」の値を大きくしている。つまり、彩度が低い場合には、混色除去のための処理を行わず、比較的彩度が高い場合にのみ混色除去のための処理を行っている。これは、混色の原因が、上述したようにＹＭＣＫの色空間へのマッピングにあるためで、混色が図２に示したトナーＧａｍｕｔ（ＹＭＣＫの色空間のＧａｍｕｔ）の外郭上に生じやすいからである。彩度ｃ＊は、式１から明らかなように、図２における原点からの距離でもあり、比較的彩度の高い色成分に混色が生じ易いことが図２からも明かであろう。
【００３５】
なお、図７では、ｃ＊の値の１０毎に「ＳＴＡＲＴ」と「ＥＮＤ」の値を設定しているが、ｃ＊が設定した値の間となった場合には、「ＳＴＡＲＴ」と「ＥＮＤ」の値は、補間により決定される。もちろん、さらに狭い間隔で「ＳＴＡＲＴ」と「ＥＮＤ」の値を設定するようにしてもよい。
【００３６】
次に、混色除去処理の具体的な例について説明するが、ここでは、混色除去処理例として２通りのものを説明する。
【００３７】
混色除去処理の１例目は、色変換部６１で色変換処理後に混色除去を行う場合の例である。図８は、混色除去処理例１における後段色変換部６の機能的な構成を示したブロック図である。ただし、同図中では、ＴＲＣ処理部６３−１〜６３−４に相当する構成を省略している。
【００３８】
同図に示すように、混色除去処理例１では、後段色変換部６は、色変換ＤＬＵＴ６１−１と混色除去部６１−２、色変換パラメータ６２−１、色変換パラメータ６２−２、セレクタ６４を具備して構成される。
【００３９】
色変換ＤＬＵＴ６１−１は、Ｌａｂ色空間のＬ＊、ａ＊、ｂ＊の各成分を入力値とし、色変換パラメータ６２−１に基づいてＹＭＣＫ色空間のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各成分を出力する。色変換パラメータ６２−１は、Ｌａｂ色空間をＹＭＣＫ色空間に変換するためのパラメータであり、従来と同様のパラメータである。
【００４０】
混色除去部６１−２は、ＹＭＣＫ色空間のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各成分を入力値とし、色変換パラメータ６２−２および色変換ＤＬＵＴ６１−１への入力前のａ＊、ｂ＊成分に基づいて、混色を除去したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各成分を出力する。色変換パラメータ６２−２は、彩度に応じて設定された混色除去を行うためのパラメータであり、上述したように比較的彩度の高い色から低量の成分を除去するためのパラメータである。そして、混色除去部６１−２は、ａ＊、ｂ＊成分に基づいて算出した彩度（ｃ＊）に基づいて色変換パラメータ６２−２により混色除去を行う。
【００４１】
セレクタ６４は、色変換ＤＬＵＴ６１−１から出力されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各成分と、混色除去部６１−２から出力されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各成分のいずれかを選択して出力するための構成である。混色除去部６１−２で実行される混色除去は、処理対象となる画像データが文字や図形等のように単色で表現されることが望ましいものの場合には効果的な処理であるが、画像データが写真等のような場合には、その再現性が低下してしまうこととなる。このため、画像形成装置が「文字モード」や「文字写真モード」で動作する場合には、混色除去処理の結果を出力し、「写真モード」で動作する場合には、混色除去処理を行わないものを出力する。
【００４２】
なお、セレクタ６４は、必ずしも必要な要素ではなく、画像形成装置が「写真モード」で動作する際には、セレクタ６４を用いる代わりに混色除去部６１−２に入力値をそのまま出力するように動作させればよい。
【００４３】
次に、混色除去処理の２例目について説明する。混色除去処理例２は、色変換部６１で色変換処理と同時に混色除去を行う場合の例である。図９は、混色除去処理例１における後段色変換部６の機能的な構成を示したブロック図である。ただし、同図中では、ＴＲＣ処理部６３−１〜６３−４に相当する構成を省略している。
【００４４】
同図に示すように、混色除去処理例２では、後段色変換部６は、色変換ＤＬＵＴ６１−３と色変換パラメータ６２−３、色変換パラメータ６２−４を具備して構成される。
【００４５】
色変換ＤＬＵＴ６１−３は、Ｌａｂ色空間のＬ＊、ａ＊、ｂ＊の各成分を入力値とし、色変換パラメータ６２−３若しくは色変換パラメータ６２−４に基づいてＹＭＣＫ色空間のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各成分を出力する。
【００４６】
色変換パラメータ６２−３は、Ｌａｂ色空間をＹＭＣＫ色空間に変換すると同時に混色を除去するためのパラメータであり、上述の色変換パラメータ６２−１と色変換パラメータ６２−２を併せたパラメータと同様である。この色変換パラメータ６２−３は、画像形成装置が「文字モード」や「文字写真モード」で動作する際に用いられる。
【００４７】
一方、色変換パラメータ６２−４は、Ｌａｂ色空間をＹＭＣＫ色空間に変換するためのパラメータであり、従来と同様のパラメータである。この色変換パラメータ６２−４は、画像形成装置が「写真モード」で動作する際に用いられる。
【００４８】
ここで、色変換パラメータ６２について説明する。図１０は、色変換パラメータ６２を説明するための図である。
【００４９】
まず、色変換パラメータ６２−１と色変換パラメータ６２−４について説明する。これらのパラメータは、Ｌａｂ色空間をＹＭＣＫ色空間に変換するためのもので、図中の矢印１００で示すように、Ｌ＊ａ＊ｂ＊データが入力された際にＹＭＣＫ変換変換データを出力する構成となっている。
【００５０】
また、色変換パラメータ６２−２は、混色除去を行うためのもので、図中の矢印１０１で示すように、ＹＭＣＫ変換データが入力された際にＹＭＣＫ混色防止変換データを出力する構成となっている。また、色変換パラメータ６２−２は、ＹＭＣＫ変換データとＹＭＣＫ混色防止変換データの両者を彩度（ｃ＊）に関連付けて管理している。
【００５１】
色変換パラメータ６２−３は、Ｌａｂ色空間をＹＭＣＫ色空間に変換すると同時に混色を除去するためのもので、図中の矢印１０２で示すように、Ｌ＊ａ＊ｂ＊データが入力された際にＹＭＣＫ混色防止変換データを出力する構成となっている。この色変換パラメータ６２−３は、特に、彩度と関連付けて管理する必要はないが、これは、入力値であるａ＊成分とｂ＊成分により彩度が一意となるからである。
【００５２】
最後に、この発明を適用して原稿の複写を行った場合の結果例について、簡単に説明する。原稿が図１３に示すようなＲ、Ｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｇ、Ｂの各色で表現される円グラフが印刷されたものである場合、複写後の出力は、「写真モード」により混色除去を行わなかった場合に図１１（ａ）に示すような値となり、「文字モード」若しくは「文字写真モード」により混色除去を行った場合には、同図（ｂ）に示すような出力となる。これにより、混色除去を行った場合には、低量の色成分が除去され、高品質な出力となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、処理対象の画像データの彩度に応じて除去する色成分を設定し、特に、比較的高彩度の画像データに対して低量の色成分を除去するように構成したので文字や図形等のように単色で表現されることが望ましい画像に混色を生じさせることなく、高品質の出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用した画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】各色空間のＧａｍｕｔを示した図である。
【図３】図２における第３象限部分を拡大した図である。
【図４】後段色変換部６の構成を示すブロック図である。
【図５】ＤＬＵＴ構造例を示した図である。
【図６】混色除去の概念的な方法を示した図である。
【図７】色成分の彩度に基づいて決定される色成分の除去量の設定例を示した図である。
【図８】混色除去処理例１における後段色変換部６の機能的な構成を示したブロック図である。
【図９】混色除去処理例１における後段色変換部６の機能的な構成を示したブロック図である。
【図１０】色変換パラメータ６２を説明するための図である。
【図１１】混色除去前の出力および混色除去後の出力の例を示した図である。
【図１２】減法混色による色再現を説明するための図である。
【図１３】複写対象の原稿例を示した図である。
【図１４】理想的な出力および現状の出力の例を示した図である。
【符号の説明】
１ 画像入力装置
２ 画像処理装置
３ 画像出力装置
４ 前段色変換部
５ 画像処理部
６ 後段色変換部
６１ 色変換部
６１−１ 色変換ＤＬＵＴ
６１−２ 混色除去部
６１−３ 色変換ＤＬＵＴ
６２、６２−１、６２−２、６２−３、６２−４ 色変換パラメータ
６３−１、６３−２、６３−３、６３−４ ＴＲＣ処理部
６４ セレクタ
１００、１０１、１０２ 矢印

Claims (5)

1. 画像の色空間を変換する画像処理方法において、
   入力画像の色空間を変換するとともに、該変換後の画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下の色成分の濃度値を減じることを特徴とする画像処理方法。
2. 前記変換後の画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下であって第２の所定値を超えている色成分の濃度値を前記入力画像の彩度に比例した値だけ減じ、濃度値が前記第２の所定値以下の色成分の濃度値を０に減じることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
3. 画像の色空間を変換する画像処理装置において、
   第１の色空間で表現される画像を第２の色空間で表現される画像に変換する色変換手段と、
   前記色変換手段により変換された画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下の色成分の濃度値を減じる色成分除去手段と
   を具備することを特徴とする画像処理装置。
4. 前記色成分除去手段は、
   写真モードで動作することを指定されていた場合には、前記色成分の濃度値を減じないことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記色成分除去手段は、前記色変換手段によって変換された画像に含まれる色成分のうち、濃度値が第１の所定値以下であって第２の所定値を超えている色成分の濃度値を前記入力画像の彩度に比例した値だけ減じ、濃度値が前記第２の所定値以下の色成分の濃度値を０に減じることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。

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