JP3948599B2

JP3948599B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP3948599B2
Application number: JP2000311519A
Authority: JP
Inventors: 弘幸芝木; 悦朗森本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JP2002125124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、入力画像信号をプリンタ等の画像出力装置に出力する際に、濃度変換手段によって所定の濃度が得られるように変換を行う画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機等の画像形成装置においては、図１３に示すように、スキャナ１から入力された画像データに対して、所望の画像品質が得られるように様々な画像処理が行われる。
【０００３】
このような画像処理としては、画像の空間周波数特性を補正するフィルタ処理２、スキャナ１及びプリンタ５の入出力濃度特性に応じて所望の画像濃度が得られるように濃度データの変換を行う濃度変換処理３、濃度変換後の画像データに対して行われる中間調処理４等がある。
【０００４】
このうち、濃度変換処理３は、ある濃度の原稿をスキャナで読み取った時に得られるデジタル値（スキャナ特性）と、そのデジタル値を中間調処理してプリンタに出力した時に得られる出力濃度（プリンタ特性）を合わせるため、つまり原稿濃度とプリント出力された画像の濃度を合わせるために行われる。
【０００５】
通常、モノクロ複写機では、原稿と出力画像の濃度はリニアではなく、ガンマを立たせたような特性、つまり原稿濃度１．２〜１．３を出力画像濃度１．４〜１．５で出力する場合が多い。これは原稿の濃度域と、プリンタの濃度再現域の相違によるものである。
【０００６】
濃度変換は、通常、入力画像の量子化数に対応した出力データをもつ濃度変換テーブルで行われる。例えば、入力画像が８ビットの場合、入力０〜２５５に対応した８ビット出力データを格納した濃度変換テーブルとなる。
【０００７】
さて、０〜２５５のデジタル値に対して、２値誤差拡散処理を施したときに図１４に示すような出力特性が得られた。図１４において、デジタル値１７０以上では、濃度１．５で濃度飽和が発生している。このような出力特性に対して濃度変換を行う場合、図１５に示すように、出力画像データが１７０を最大値とする濃度変換テーブルでよい。
【０００８】
しかし、電子写真プロセスでは、環境変動、部品の劣化等により濃度特性が変動する場合がある。例えば、図１６のａ（破線）は濃度が濃くなった場合であり、図１６のｂ（一点鎖線）は濃度が薄くなった場合である。モノクロ複写機の場合、黒ベタ部の濃度低下は著しい画像劣化となるため、図１６のｂのように濃度が薄くなると、図１５に示す濃度変換テーブルでは出力画像濃度が低下してしまう。
そこで、このような問題を回避するため、環境変動に対するマージンを見込んで図１７に示すような、濃度変換テーブルが用いられる。つまり、出力画像データの最大値は、通常の状態で飽和濃度１．５が出力できる１７０よりも大きな値とし、黒ベタ濃度に対するマージンをとっている（図１６の例では出力画像データの最大値は、８ビットデータの最大値である２５５としている）。
【０００９】
なお、エッジ領域すなわち、文字、線画、低コントラストのライン画像、中間調画像中の濃度変化の激しい部分に対しては急峻な濃度変換特性を適用し、非エッジ領域すなわち中間調画像中の濃度変化の緩やかな領域に対しては比較的なだらかな濃度変換特性を適用することにより、濃度変化の激しいエッジ領域や低コントラストのライン画像をシャープに再生する画像処理装置がある（特開平５−１５３３９５号公報を参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように処理することにより、黒ベタ部の濃度に対するマージンを確保できるが、通常状態においてモアレ、文字太りという問題が生じる。モアレについて図１８、図１９を用いて説明する。
【００１１】
図１８は、ある網点画像に対してフィルタ処理によりＭＴＦ補正を行った場合の画像信号の変化を示したものである。簡単のために１次元の画像信号で表している。図１８の●印は、スキャナによって読み込まれた信号、つまりフィルタ処理に入力される画像信号である。周期的な網点画像であるにもかかわらず、スキャナにより読み取られた時点でモアレの元となる周期的な画像の変動が見られる。これに対し、ＭＴＦ補正フィルタにより空間周波数特性の強調を行うと、図１８の○印のようになる。実際にフィルタ処理手段から出力される信号は、８ビットデータであるので、図１８の△印のように、０レベル及び２５５レベルで打ち切られる。
【００１２】
図１９は、濃度変換後の画像信号を示す。図１９の□印は、図１５に示す濃度変換テーブル（最大値１７０）で変換を行ったものであり、■印は図１７に示す濃度変換テーブル（最大値２５５）で変換を行ったものである。
【００１３】
図１９の両信号の差に現れているように、最大値２５５とした濃度変換テーブルの方が、濃い部分とそうでない部分での画像信号の差が大きく、逆に最大値１７０の濃度変換テーブルの方が画像信号の差が小さくなっており、モアレが小さいことがわかる。例えばデータ列の３〜４番の画素と、６〜８番の画素のデータ値の合計を算出すると、明らかに最大値２５５の濃度変換テーブルの方が差が大きい。さらに、最大値１７０の濃度変換テーブルと誤差拡散法のような濃度保存型の中間調処理を組み合わせると、モアレの低減効果が大きい。
【００１４】
このように、網点画像のモアレ低減に関しては、図１５に示すような濃度変換テーブルが好適と言える。また、文字画像や線画についても、最大値２５５の濃度変換テーブルでは線が太くなる現象があり、特にエッジ効果の強い作像プロセスではその傾向が強い。
【００１５】
本発明は上記した事情を考慮してなされたもので、
本発明の目的は、環境変動等によりプロセスの濃度変動が発生した場合でも、黒ベタ部などの連続調画像の濃度を保証し、網点画像領域や文字領域に対して過度な濃度変換を行うことによるモアレの発生及び線画（文字）の太りを防止した高画質な画像再生を行う画像処理装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、入力画像からエッジ領域を検出したとき、濃度変換処理部において最大出力データが比較的低い値をとる濃度変換特性を選択し、非エッジ領域を検出したとき、最大出力データが比較的高い値をとる濃度変換特性を選択する。これにより、黒ベタ部等の連続調画像の濃度が保証され、モアレが低減され、さらに文字太りが防止される。
【００１７】
また、本発明では、連続調領域を検出したとき、連続調領域に適用される濃度変換特性の最大出力値を、非連続調領域に適用される濃度変換特性の最大出力値よりも大きくするよう構成する。
【００１８】
また、本発明では、文字領域を検出したとき、文字領域に適用される濃度変換特性の最大出力値を、非文字領域に適用される濃度変換特性の最大出力値よりも小さくするよう構成する。
【００１９】
さらに、本発明では、網点領域を検出したとき、網点領域に適用される濃度変換特性の最大出力値を、非網点領域に適用される濃度変換特性の最大出力値よりも小さくするよう構成する。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は、本発明の実施例の構成を示す。図１３の構成にさらに、エッジ領域検出手段６を追加して構成されている。このエッジ領域検出手段６は、入力された画像信号に対して、濃度変化が急峻な（エッジ量が所定値以上）エッジ領域と、エッジ量が少ない非エッジ領域を検出する。
【００２２】
図２は、エッジ領域検出手段の詳細な構成を示す。図２において、入力された画像信号は５×５サイズの１次微分フィルタ７によってエッジ検出が行われる。図に示すように、縦方向、横方向、斜め方向の４方向について、図３〜図６に示すフィルタでエッジを検出する。最大値検出部８は、得られたエッジ量（ａ〜ｄ）の絶対値後のデータに対して最大値を検出し、さらに領域を拡張するため５×５サイズの膨張処理９が施される。さらに、エッジ量補正テーブル１０により、エッジ量を補正してエッジ領域信号が出力される。
【００２３】
上記エッジ領域検出手段６で検出されるエッジ画像領域は、文字部（太文字の場合は文字の輪郭部のみ）、網点画像、印画紙写真等の連続調画像中のエッジが急峻な領域である。例えば、図１１に示す画像に対して検出されるべきエッジ画像領域は図１２に示す黒部分である。また、本発明では、比較的線数の低い網点画像もエッジ量の大きなエッジ領域として処理する。
【００２４】
図１において、エッジ領域検出手段６の検出結果は、濃度変換処理部３に入力される。図７は、濃度変換処理部（濃度変換手段）３の第１の構成例を示す。図７では、エッジ領域信号を基に、第１の濃度変換特性のテーブル１１の出力と第２の濃度変換特性１２のテーブルの出力をセレクタ１３で切り換えるように構成している。ここで、第１の濃度変換特性のテーブル１１は、図１５に示すような濃度変換特性であり、第２の濃度変換特性のテーブル１２は、図１７に示すような濃度変換特性であり、第２の濃度変換特性のテーブル１２の最大出力データは、第１の濃度変換特性のテーブル１１の最大出力データよりも大きいデータとする。
【００２５】
セレクタ１３は、エッジ領域信号を基に、エッジ画像領域では第１の濃度変換特性のテーブル１１の出力データを選択し、非エッジ画像領域では第２の濃度変換特性のテーブル１２の出力データを選択する。
【００２６】
上記したように構成することによって、文字部、網点画像部等のエッジ画像領域では、最大出力データが比較的低い値となるため、文字太りが防止され、また網点画像のモアレが低減できる。また、太文字内部や連続調画像領域等の非エッジ画像領域では、最大出力データが比較的高い値となるため、環境変動等により濃度低下が発生しても、黒ベタ部の濃度を維持することができ、好適な画像再生ができる。
【００２７】
図７の構成では、異なる２種類の濃度変換特性を、エッジ領域信号に基づいて切り換える例を示したが、さらに多くの濃度変換特性を準備し、多段階のエッジ量を用いて多段階に濃度を制御することも可能である。
【００２８】
図８は、濃度変換手段の他の構成例である。図８の濃度変換手段では、領域信号に基づいて、補正値を発生する補正値発生手段１４を備えている。補正値発生手段１４は、エッジ領域の場合に大きな値を出力し、非エッジ領域の場合に小さな値を出力するよう構成されている。減算回路１６は、濃度変換特性１５（例えば図１７の特性のテーブル）の最大出力値から補正値を減算する。エッジ領域では大きな値で減算され、濃度変換特性の最大出力値は、非エッジ領域での濃度変換特性の最大出力値よりも小さい値を出力する。
【００２９】
このように構成することにより、図７と同等の効果が得られ、なおかつ複数の濃度変換特性を準備する必要がないので、小規模化、省メモリ化を実現できる。
【００３０】
上記実施例では、エッジ検出結果に基づく領域判定により、濃度変換特性を制御する例を示したが、領域判定方法は上記した例に限定されない。図１のエッジ領域検出手段の代わりに、図９に示すように、像域分離手段１７を設ける。濃度変換処理部３は、図７の濃度変換手段を用いる。
【００３１】
像域分離結果を用いて、文字領域を検出したときは、セレクタ１３は第１の濃度変換特性のテーブル１１を選択し、最大出力データが比較的小さい値となるように制御し、これにより文字太りを抑制することができる。文字領域を検出しないときは（非文字領域）、セレクタ１３は第２の濃度変換特性のテーブル１２を選択する。
【００３２】
なお、上記した像域分離手段における像域分離方法としては、例えば、電子情報通信学会論文‘９２／１Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｄ−ＩＩＮｏ．１『文字／絵柄（網点，写真）混在画像の像域分離方式』（大内、今尾、山田）に記載された方法を用いる。
【００３３】
また、同様に網点画像領域を検出したとき、セレクタ１３は第１の濃度変換特性のテーブル１１を選択し、最大出力データが比較的小さい値となるように制御し、これによりモアレを低減することできる。網点画像領域を検出しないときは（非網点画像）、セレクタ１３は第２の濃度変換特性のテーブル１２を選択する。
【００３４】
図１０は、像域分離手段１７を連続調領域検出手段１８に代えたもので、連続調領域検出手段１８が連続調画像領域（黒ベタ領域）を検出したときは、セレクタ１３は第２の濃度変換特性のテーブル１２を選択し、最大出力データが比較的大きい値となるように制御し、これにより環境変動等により濃度低下が発生しても、黒ベタ部の濃度を維持することができる。連続調画像領域（黒ベタ領域）を検出しないときは（非連続調画像領域）、セレクタ１３は第１の濃度変換特性のテーブル１１を選択する。なお、連続調画像領域（黒ベタ領域）の検出手段としては、例えば特許第２６７２５８３号に記載された公知の技術を用いる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、環境変動等によりプロセスの濃度変動が発生した場合でも、黒ベタ部の濃度が十分に得られるとともに、網点画像領域や文字領域に対して過度な濃度変換を行うことがなく、またモアレの発生及び線画の太りを抑えた高画質な画像再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す。
【図２】エッジ領域検出手段の詳細な構成を示す。
【図３】縦方向エッジを検出するフィルタを示す。
【図４】横方向エッジを検出するフィルタを示す。
【図５】斜め右方向エッジを検出するフィルタを示す。
【図６】斜め左方向エッジを検出するフィルタを示す。
【図７】濃度変換手段の第１の構成例を示す。
【図８】濃度変換手段の第２の構成例を示す。
【図９】本発明の実施例の他の構成例を示す。
【図１０】本発明の実施例のさらに他の構成例を示す。
【図１１】画像の一例を示す。
【図１２】図１１の画像中のエッジ領域を示す。
【図１３】画像形成装置の構成を示す。
【図１４】画像データに対する出力画像濃度特性を示す。
【図１５】濃度変換テーブルの例を示す。
【図１６】濃度特性が変動する例を示す。
【図１７】濃度変換テーブルの他の例を示す。
【図１８】網点画像に対するフィルタ処理前後の画像信号の変化を示す。
【図１９】濃度変換後の画像信号を示す。
【符号の説明】
１スキャナ
２フィルタ処理部
３濃度変換処理部
４中間調処理部
５プリンタ
６エッジ領域検出手段

Claims

入力画像データから連続調領域を検出する連続調領域検出手段と、出力画像データの出力値に基づき原稿に出力画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段に飽和濃度を出力させる最大出力値を持つ第１の濃度変換特性テーブルと、前記画像形成手段に飽和濃度を出力させない最大出力値を持つ第２の濃度変換特性テーブルとを用いて、前記入力画像データに対して濃度変換を行い出力画像データを得る濃度変換手段とを有し、前記連続調領域検出手段により、連続調領域が検出された場合には、前記第１の濃度変換特性テーブルで濃度変換された出力を選択し、連続調領域が検出されない場合には、前記第２の濃度変換特性テーブルで濃度変換された出力を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。