JP3965647B2

JP3965647B2 - 画像処理装置、画像処理方法、該方法を実行するプログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP3965647B2
Application number: JP2001055569A
Authority: JP
Inventors: 徳子宮城
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2002262122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数色成分信号から黒トナーに相当する墨量を生成し出力する画像処理装置に関し、カラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ等に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルカラー複写機等のデジタルカラー画像処理装置においては、スキャナにより原稿のｒ（Ｒｅｄ）、ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、ｂ（Ｂｌｕｅ）信号を反射率データとして読み取り、反射率データから濃度値への変換処理、色補正処理、墨生成および下色除去処理等を行い、ｃ（Ｃｙａｎ），ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ），ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ），ｋ（Ｂｌａｃｋ）の４色の記録色材でプリンタから画像を再生出力する。
【０００３】
墨生成では、ｃ、ｍ、ｙ信号からｋ信号を生成し、かつ、下色除去処理では、ｃ、ｍ、ｙ信号からｋ信号に見合った量（下色除去量）を減じる。このとき、ｋトナーの量、所謂、墨量と、下色除去量をどの程度に設定するかは、画質に大きな影響を与える要因の一つとなる。
【０００４】
墨量から見ると、高率墨生成（例えば墨率１００％）を行った場合、黒文字部がほぼｋ単色で再生されるため、グレーの色再現性の向上が期待でき、プリンタの色ずれやガンマ変動が大きい場合でも色付きが発生しにくい。また、画質面以外では、色材の消費量が少なくて済み、コストが削減される。しかし、写真部においては、高率墨生成で再生した場合、ハイライト部の地汚れが目立ったり、無彩色部がざらつくといった問題があり、高墨再生は好ましくない。下色除去量についても、黒文字部においては下色除去量を多くして色付きを抑制するのが好ましいが、絵柄部においては、下色除去量が多すぎると階調数不足が発生し、無彩色近傍の色の深みが損なわれることがある。
【０００５】
そこで、画像の各部位を自動的に認識し、墨率や下色除去量を制御する装置が種々提案されている。一般の文書においては、文字は白地上に存在する場合が殆どであるが、カタログ等に掲載されている表においては、文字背景に網点が掛かっている「網点上文字」も多く存在する。この場合、像域分離のような大局的な領域での切り換えを網点上の文字に対して用いることは、切り換え境界を際立たせることになり、好ましくない。そこで、比較的小領域かつ多値判定での認識系を用いた装置として、例えば、エッジ量を検出し、複数色成分の信号から黒成分を判定し、エッジ量と黒成分に応じて下色除去量を多段階に制御する装置がある（特公平７−１０８０１９号公報を参照）。
【０００６】
また、前述した墨量と下色除去量の関係は、絵柄部において、必ずしも墨量＝下色除去量が好ましいとは言えない。この点を考慮した装置としては、例えば、墨量と下色除去量の関係において、絵柄部の階調数を保障して色再現性を良くするため、墨量に対して下色除去量を小さくするようにした装置がある（特開平４−３３０８５９号公報を参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した各公報に記載の従来の技術には、次のような問題点がある。すなわち、前者の装置は、墨量＝下色除去量の構成を採るので、絵柄部の階調数が不足する恐れがあり、また、後者の装置は、下色除去量を小さくして色トナーを増やすもので、エッジ部で色付きが発生するという問題がある。
【０００８】
従って、何れの技術も、白地上、色地上の文字を含めた文字画質と絵柄部画質の両立を達成することが難しい。
【０００９】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、文字部の色付き抑制と絵柄部の高階調性を両立させた画像処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、エッジ量に応じて墨量および下色除去量の少なくとも一方を制御することにより、文字部の高墨再生および色付きなしと絵柄部の再現性を両立させる。
【００１１】
本発明では、下色除去量を墨量に対して小さくできる構成を採ることにより、絵柄部の階調性を保障する。
【００１２】
本発明では、色文字の色再現性を保障する。本発明の構成では、色文字エッジも高墨処理の対象になる。例えば、複写機などの画像処理装置ではエッジ強調処理を行うのが一般的であるが、エッジ強調によって黒成分を色成分に対して増加させてしまうと、墨生成および下色除去処理で色文字エッジに濁りが発生する可能性がある。そこで、エッジ強調による彩度の低下を防止することで、墨生成および下色除去処理による色文字エッジの濁りを防止する。
【００１３】
本発明では、網点部の再現性を保障する。網点部の起伏が大きいと、網点部に大きいエッジ量が検出されたり、網点のピークで大きい黒成分が検出され、網点部のざらつきを発生させる可能性がある。そこで、前段で網点の周波数成分を下げるような空間周波数の補正を施し、網点部でのエッジ量や黒成分をある程度低く抑えることで、墨生成および下色除去処理による網点部のざらつきを防止する。
【００１４】
【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。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１の構成を示す。図において、１１はＲＧＢ信号をＣＭＹ信号に変換する色補正処理部、１２はＣＭＹ信号から黒成分を検出する黒成分検出部、１３はエッジ量に応じて黒成分を補正し墨量を生成する第１の補正処理部、１４は補正された黒成分をエッジ量に応じて補正し下色除去量を生成する第２の補正処理部、１５はＣＭＹ信号から下色除去量を減算する下色除去処理部、１６はＲＧＢ信号からエッジ量を検出するエッジ量検出部である。
【００１５】
色補正処理部１１は、カラースキャナやネットワーク等のインターフェースを介して得た入力画像のＲＧＢ信号（例えば各色が８ビットで、０（白）〜２５５（黒）の値をとる）を、３色での出力画像信号に対応したＣＭＹ信号（各色８ビット）に変換する。このＣＭＹ信号から、ブラック（８ビット）を加えた４色での出力画像信号Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を以下のようにして生成する。
【００１６】
下色除去処理部１５は、ＣＭＹから下色除去量Ｋ’’の減算を行い、Ｃ’Ｍ’Ｙ’を算出する。
Ｃ’＝Ｃ−Ｋ’’
Ｍ’＝Ｍ−Ｋ’’
Ｙ’＝Ｙ−Ｋ’’
黒成分検出部１２は、黒成分Ｋ＝ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を検出し、黒成分Ｋを第１の補正処理部１３で補正してＫ’を求め、更に第２の補正処理部１４で補正した値が下色除去量Ｋ’’となる。このとき、第１の補正処理部１３からの出力値Ｋ’が、ブラックトナーに相当する出力画像信号となる。
【００１７】
第１の補正処理部１３および第２の補正処理部１４について、以下詳述する。これらの補正処理では、エッジ量に応じて補正量を制御する。なお、ハード量の削減等を考慮して何れか一方の補正処理部を制御する場合でも効果がある。ここでは、説明を簡単にするために、第１の補正処理部、第２の補正処理部ともにテーブル変換で補正を行うものとする。
【００１８】
まず、第１の補正処理部１３では、図２のテーブルを使用して補正処理する。第１の補正処理部１３は、黒成分Ｋから出力画像信号のＫ’、つまり、墨量を生成するための補正を行う。本実施例では、エッジ量Ｅが最大（エッジである確率が高い）のとき、Ｋ’＝Ｋとし（補正量が０）、墨率１００％となるようにテーブルを設定する。そして、エッジ量Ｅが小さくなるにつれて、墨入れ開始点を遅くしてハイライトに墨が入らないようにしたり、最大墨量を抑制する等、できるだけ粒状感を抑えて写真に適した墨率になるように（つまり、Ｋ’＜Ｋとなるように補正量を大きくする）テーブルを設定する。
【００１９】
一方、第２の補正処理部１４では、図３のテーブルを使用して補正処理する。第２の補正処理部１４は、墨量Ｋ’から下色除去量Ｋ’’を生成するための補正を行う。エッジ量Ｅが最大のときは、第１の補正処理部と同様に、Ｋ’’＝Ｋ’とし（補正量が０）、黒エッジ部での色トナーを最大限に減ずるように（下色除去量Ｋ’’が最大となるように）テーブルを設定する。
【００２０】
エッジ量Ｅが小さい絵柄部では、色トナーを入れて高濃度部で階調数を増やした深みのある黒を再現するため、高濃度部（Ｋ’＝２５５付近）での下色除去量Ｋ’’がエッジ部と比較して意図的に小さくなるように（つまり、Ｋ”＜Ｋ’となるように補正量を大きくする）テーブルを設定する。
【００２１】
図４は、エッジ量検出部１６の構成を示す。エッジ量検出フィルタ（１）１６１、エッジ量検出フィルタ（２）１６２、エッジ量検出フィルタ（３）１６３、エッジ量検出フィルタ（４）１６４では、例えば図５（ａ）〜（ｄ）に示した４種類の７×７フィルタを使用して、各画素毎にマスキング処理を行う。図５（ａ）は横（ｘ）方向エッジ検出のフィルタ、（ｂ）は縦（ｙ）方向エッジ検出のフィルタ、（ｃ）は斜め左方向検出のフィルタ、（ｄ）は斜め右方向検出のフィルタである。
【００２２】
例えば、エッジ量検出フィルタ（１）１６１では、７×７の画素ブロックサイズ（注目画素は中心画素となる）の画像データと横（ｘ）方向エッジ検出のフィルタとのマスク演算（コンボリューション）を行い、エッジ量検出フィルタ（２）１６２では、７×７の画素ブロックサイズの画像データと縦（ｙ）方向エッジ検出のフィルタとのマスク演算（コンボリューション）を行う。
【００２３】
絶対値処理部１６５〜１６８では、各方向のマスク演算の絶対値化処理を行い、最大値選択部１６９では、絶対値処理部１６５〜１６８からの４つの出力の内、絶対値が最大のものを選択し、これを注目画素のエッジ量Ｅとして多値出力する。
【００２４】
本実施例によれば、第１の補正処理部１３と第２の補正処理部１４を備えているので、墨量≧下色除去量になるよう自在に制御でき、絵柄部で階調性の良い画像を再生することができる。また、エッジ量を検出して第１の補正処理部、第２の補正処理部の少なくとも一方を制御するため、文字部の高墨再生および色付きなしを実現できる。
【００２５】
（実施例２）
図６は、本発明の実施例２の構成を示す。本実施例では、実施例１の構成の前段に、彩度補正部２７を追加して構成している。他の構成要素は実施例１と同様である。
【００２６】
前述したように、ＲＧＢ空間でエッジ強調すると、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分の増加により黒成分が増加し、これにより墨生成および下色除去処理で色文字エッジに濁りが発生してしまう。そこで、本実施例では、ＲＧＢ空間をＹＩＱ空間に変換し、注目画素が有彩色のときＩ、Ｑ信号のみを強調する。以下の式から明らかなように、これをＲＧＢ空間に逆変換すると、Ｒ成分の色エッジが強調され、Ｇ、Ｂ成分が強調されず、従って黒成分が増加せず、墨生成および下色除去処理によって色文字エッジの濁りが防止される。
【００２７】
図７は、彩度補正部２７の構成を示す。彩度補正部２７は、第一信号変換部２７１、ラインメモリ２７２、エッジ強調部２７３、第二信号変換部２７４、無彩色／有彩色判定部２７５からなる。
【００２８】
第一信号変換部２７１は、ＲＧＢ信号を輝度・色差分離系画像信号であるＹＩＱ信号に変換する。ＲＧＢ信号からＹＩＱ信号への変換は例えば、以下の式で行う。
Ｙ＝０．３０×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ
Ｉ＝０．６０×Ｒ−０．２８×Ｇ−０．３２×Ｂ
Ｑ＝０．２１×Ｒ−０．５２×Ｇ＋０．３１×Ｂ
Ｙは輝度信号、Ｉ、Ｑは色差信号であり、Ｙ信号は、０のとき白色が再現されると共に、値が大きくなるほど黒に近づく色が再現される。
【００２９】
ラインメモリ２７２は、ＹＩＱ信号を数ライン分格納する。例えば、エッジ強調部２７３で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場合には、３ライン分のＹＩＱ信号を格納する。
【００３０】
無彩色／有彩色判定部２７５では、色差信号Ｉ、Ｑを基に所定の判定式を用いて、注目画素が無彩色か有彩色かを判定する。すなわち、予め設定した閾値をＴｈとするとき、Ｉ＊２＋Ｑ＊２≦Ｔｈであれば無彩色、Ｉ＊２＋Ｑ＊２＞Ｔｈであれば有彩色と判定する（＊は２乗）。
【００３１】
エッジ強調部２７３では、無彩色と判定されたとき、Ｙ信号のみエッジ強調してＹ’信号を生成すると共に、Ｉ、Ｑ信号はそのままＩ’、Ｑ’信号として第二信号変換部２７４に入力される。有彩色と判定されたとき、エッジ強調部２７３では、Ｉ、Ｑ信号のみエッジ強調してＩ’、Ｑ’信号を生成すると共に、Ｙ信号はそのままＹ’信号として第二信号変換部２７４に入力される。なお、ＹＩＱ信号に対するエッジ強調は、例えば図８に示す３×５のフィルタを用いる。
【００３２】
Ｙ’Ｉ’Ｑ’信号は、エッジ強調部２７３によって、色エッジ部の彩度を高めるエッジ強調処理が施された後、第二信号変換部２７４によってＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換される。
【００３３】
本実施例では、彩度補正部２７で彩度の補正処理を施しているので、実施例１の効果に加えて、墨生成および下色除去処理によって色エッジ部の濁りが防止され、色文字の色再現性が良好な画像を再生することができる。
【００３４】
（実施例３）
図９は、本発明の実施例３の構成を示す。本実施例では、実施例１の構成の前段に、空間周波数変換部３７を追加して構成している。他の構成要素は実施例１と同様である。
【００３５】
空間周波数変換部３７は、網点部の高周波数成分を減らし、その後にエッジ量を検出することにより、エッジ量検出部３６における網点部でのレスポンスを少なくする効果がある。また、同様に、黒成分検出部３２の前段に空間周波数変換部３７を設けていることにより、網点のピーク部で大きい黒成分が検出されることを防ぐ効果がある。
【００３６】
空間周波数変換部３７での処理は、例えば、図１０の空間フィルタを使用すれば良い。図１０の空間フィルタ（ローパスフィルタ）は、高周波成分をカットして網点の起伏をなだらかに（平滑化）する効果が有る。更に応用的には、網点部を検出して、網点領域だけに網点の周波数成分をカットするような空間フィルタ処理を施こせば、文字部での鮮鋭度を劣化させずに網点部でのエッジ量のレスポンスを下げることが可能である。
【００３７】
本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、網点部でのざらつきを抑えた粒状感の少ない画像を再生することができる。
【００３８】
上記したように、本発明は専用のハードウェアによって実施してもよいことは当然であるが、汎用のコンピュータシステムを利用し、ソフトウェアで実施してもよい。ソフトウェアで実施する場合には、本発明の画像処理機能（色補正、エッジ検出、補正処理など）や処理手順を実現するプログラムが記録媒体などに記録されていて、該記録媒体などからプログラムがコンピュータシステムに読み込まれてＣＰＵによって実行されることにより、本発明の画像処理手順が実施される。画像データは、例えばスキャナなどから読み込んだ原稿画像データや予めハードディスクなどに用意された画像データであり、あるいはネットワークを介して取り込んだ画像データである。
【００３９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
（１）黒成分を検出し、直列に配置された第１の補正手段と第２の補正手段の２つの補正部で黒成分と下色除去量を補正し、２つの補正手段の少なくとも一方をエッジ量に応じて制御する構成を採っているので、絵柄部と文字部（色地上の文字も含む）それぞれに最適な墨量および下色除去量を自在に生成することができる。
（２）色エッジ部の彩度を補正する手段を備えているため、墨生成および下色除去処理による色エッジ部の濁りを抑制することができる。
（３）空間周波数変換を施した後の信号から黒成分を検出するため、網点ピークで大きい黒成分を検出することが防止され、網点部でのざらつきを抑制することができる。
（４）空間周波数変換を施した後の信号からエッジ量を検出するため、網点起伏を拾って大きいエッジ量を検出することが防止され、網点部でのざらつきを抑制することができる。
（５）第１の補正手段により補正された信号を墨信号としているので、第１の補正手段を調整するだけで各画像部位に最適な墨率を設定することができ、調整が容易である。
（６）第１の補正手段において、エッジ量が大きいほど墨率が大きくなるように補正量を設定するため、文字部での高墨再生と絵柄部での墨量を抑えた粒状性良好な再生画像とを両立できる。
（７）第１の補正手段において、エッジ量が最大のとき、補正量をゼロと設定するため、文字部の墨率を１００％にすることができる。
（８）第２の補正手段において、補正前よりも値を小さくする補正を行うため、下色除去量が墨量よりも小さくなり、絵柄部の階調数を増やすことができる。
（９）第２の補正手段において、エッジ量が大きいほど補正量が小さくなるように補正量を設定するため、文字部での色付き抑制と絵柄部での高階調性を両立できる。
（１０）第２の補正手段において、エッジ量が最大のとき、補正量をゼロと設定するため、文字部の色付きを最大限抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す。
【図２】第１の補正処理部の変換テーブルの特性を示す。
【図３】第２の補正処理部の変換テーブルの特性を示す。
【図４】エッジ量検出部の構成を示す。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、エッジ量検出のフィルタ例を示す。
【図６】本発明の実施例２の構成を示す。
【図７】彩度補正部の構成を示す。
【図８】エッジ強調フィルタの例を示す。
【図９】本発明の実施例３の構成を示す。
【図１０】平滑化フィルタの例を示す。
【符号の説明】
１１色補正処理部
１２黒成分検出部
１３第１の補正処理部
１４第２の補正処理部
１５下色除去部
１６エッジ量検出部

Claims

所定画像から黒成分を検出する黒成分検出手段と、前記所定画像のエッジ量を検出するエッジ量検出手段と、前記検出されたエッジ量に応じて前記検出された黒成分を補正した補正値を墨量として得る第１の補正手段と、前記検出されたエッジ量に応じて前記第１の補正手段で補正された補正値を更に補正して下色除去量とする第２の補正手段と、前記所定画像から下色除去量を減ずる下色除去手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
前記第１の補正手段は、前記エッジ量が大きくなるに従って前記墨量が大きくなるように、前記黒成分を所定の補正量で補正することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記第１の補正手段は、前記エッジ量が最大のとき、前記所定の補正量を０とし、前記黒成分に等しい墨量を生成することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
前記第２の補正手段は、前記第１の補正手段で補正された補正値よりも値を小さくする補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記第２の補正手段は、前記エッジ量が大きくなるに従って前記下色除去量が大きくなるように、前記第１の補正手段で補正された補正値を所定の補正量で補正することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記第２の補正手段は、前記エッジ量が最大のとき、前記補正量を０とし、墨量に等しい下色除去量を生成することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
前記所定画像の彩度を補正する手段をさらに備え、前記黒成分の検出は、前記彩度補正後の画像に対して行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記彩度の補正は、所定の色成分のエッジを強調する補正であることを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
前記所定画像に対して空間周波数変換を行う手段をさらに備え、前記黒成分の検出は、前記空間周波数変換後の画像に対して行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記所定画像に対して空間周波数変換を行う手段をさらに備え、前記エッジ量の検出は、前記空間周波数変換後の画像に対して行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記空間周波数変換は、平滑化フィルタを用いて行うことを特徴とする請求項９または１０記載の画像処理装置。
所定画像から黒成分を検出するステップと、前記所定画像のエッジ量を検出するステップと、前記検出されたエッジ量に応じて前記黒成分を補正することにより墨量を生成するステップと、前記検出されたエッジ量に応じて前記生成された墨量を補正することにより下色除去量を生成するステップと、前記所定画像から下色除去量を減じた値を生成するステップと、を含むことを特徴とする画像処理方法。
請求項１２記載の画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項１２記載の画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。