JP3988970B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像の像域分離を行い、像域に対応した処理を施す画像処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の画像処理装置は、カラー複写機、カラーファクス、カラープリンタ、カラースキャナなどの機器におけるカラー画像データの処理に適用し得る。その典型的な機器であるカラー複写機においては、例えば特許第２８７２６８０号公報、特開平２−２９５３６０号公報、特開平５−１８３７６１号公報、特開平５−３７７７６号公報などに見られるように、像域分離技術によって画像中の黒文字の領域と色文字の領域とを検出し、黒文字の領域と色文字の領域とではカラー画像データに施す処理の内容を異ならせるのが一般的である。例えば、黒文字の領域に対してエッジ強調、高線数化、色残り除去の処理が施され、色文字の領域に対してエッジ強調、高線数化の処理が施される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べたような従来のカラー複写機において、黒文字の再生画質が著しく悪化する場合があるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、カラー複写機などにおいて、そのような問題を解決するための画像処理装置及び方法、ならびにコンピュータに実現させるプログラムが記録された記憶媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述のような黒文字の再生画質の悪化は、黒文字の存在する領域がある特定の条件を満たす場合に顕著に起きることが判明した。
【０００６】
例えば、黒文字の存在する領域のコントラストがあるレベル以下である場合である。鉛筆書きの文字の領域に代表されるような低コントラスト文字の領域がその一例である。このような文字の領域は、像域分離によって黒文字の領域として検出される可能性があり、もし黒文字の領域に対応した色残り除去処理を含む処理が施され、その画像が黒色材単色で形成されると、線の繋がりがスムーズでなく、いわゆる「ぼそつき感」の目立つ低品質な再生画像となることが確認された。このような領域は、色残り除去を含まない、色文字の領域に対応した処理を施したほうが、線の繋がりがスムーズになるため、「ぼそつき感」が押さえられ画質が向上することが確認された。
【０００７】
また、薄い色地の上に黒文字が書かれた領域、特に、無彩色と判定されやすいブルー系の薄い色地の上に黒文字が書かれた領域は、像域分離によって黒文字の領域として検出される可能性があり、この領域に対して黒文字の領域に対応した色残り除去処理を含む処理が施されると、文字周辺の色変わり（例えばブルーから無彩色への色変わり）や文字周辺の白抜けなどの不具合が発生することが確認された。このような領域に対しても色文字の領域に対応した処理を施したほうが、そのような不具合が発生せず画質が向上することが確認された。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、従来のカラー複写機などにおいて再生画質の悪化を生じたような黒文字の領域に関し、その領域のための専用のカラー画像データ処理系を格別に追加することなく、再生画質の向上を達成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、請求項１記載の発明の画像処理装置は、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、低コントラスト領域、非低コントラスト領域をそれぞれ検出する手段と、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非低コントラスト領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ低コントラストの領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領 域と判定する手段と、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施す手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明の画像処理装置は、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、薄色地領域、非薄色地領域をそれぞれ検出する手段と、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ薄色地領域の領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定する手段と、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施す手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、入力されたカラー画像データを処理する画像処理方法であって、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、低コントラスト領域、非低コントラスト領域をそれぞれ検出するステップと、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非低コントラスト領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ低コントラストの領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定するステップと、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施すステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、入力されたカラー画像データを処理する画像処理方法であって、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、薄色地領域、非薄色地領域をそれぞれ検出するステップと、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ薄色地領域の領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定するステップと、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施すステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し本発明の実施の形態について説明する。なお、説明の重複を避けるため、添付図面中の複数の図面において同一部分又は対応部分に同一又は同様の参照番号を用いる。
【００１５】
本発明の実施の形態１の概略構成を図１に、より具体的なブロック構成の１例を図２にそれぞれ示す。
【００１６】
図１において、１００は本発明による画像処理装置、１０１はカラー画像データを画像処理装置１００に入力するためのカラー画像入力手段、１０２は画像処理装置により処理された画像データを可視画像として出力するかデータとして出力するカラー画像出力手段である。
【００１７】
この画像処理装置１００がカラー複写機に適用される場合、カラー画像入力手段１０１はキャナ部に対応し、カラー画像出力手段１０２は例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の色材により電子写真方式でカラー画像を形成する画像形成部に対応する。この画像処理装置１００がカラーファクスに適用される場合、カラー画像入力手段１０１は通信回線経由でカラー画像データを取り込む部分又はスキャナ部に対応し、カラー画像出力部１０２は画像形成部に対応する。この画像処理装置１００がカラープリンタに適用される場合、カラー画像入力手段１０１は外部のパソコンなどからカラー画像データを取り込む部分に対応し、カラー画像出力手段１０２は画像形成部に対応する。この画像処理装置１００がカラースキャナに適用される場合、カラー画像入力手段１０１はスキャナ部に対応し、カラー画像出力手段１０２は画像処理装置１００により処理されたカラー画像データを外部のパソコンなどへ出力するためのインタフェース部に対応する。なお、この画像処理装置１００は、ハードウェアによって実現することも、パソコンなどのコンピュータ上でソフトウェアによって実現することも可能であるが、ハードウェアによって実現されるものとして説明する。このことは、後述する本発明の他の実施の形態においても同様である。なお、そのようなソフトウェア（プログラム）を記憶させた磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどの各種記憶媒体も本発明に包含される。
【００１８】
画像処理装置１００は、画像データ処理回路系１１０、像域分離回路１２０及びコントラスト判定回路１３０からなる。像域分離回路１２０は、カラー画像入力手段１０１から入力されたカラー画像データから黒文字エッジ領域、色文字エッジ領域及び絵柄領域を分離するもので、文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及び判定回路１２３からなる。この判定回路１２３の出力信号が像域信号として画像データ処理回路系１１０に与えられる。コントラスト判定回路１３０は、黒文字の再生画質の悪化を生じさせる領域の１種である、コントラストが所定レベル以下の低コントラスト領域を検出するためのもので、その出力信号は画像データ処理回路系１１０に与えられる。
【００１９】
画像データ処理回路系１１０は、入力されるカラー画像データに対し、その像域の種類に応じた処理、すなわち黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理又は絵柄領域用処理を施す部分であるが、コントラスト判定回路１３０によって低コントラスト領域と判定された領域では、像域分離回路１２０により黒文字エッジ領域と判定された領域であっても色文字エッジ領域用処理を施す。すなわち、コントラスト判定回路１３０と像域分離回路１２０の協働により、黒文字エッジ領域としての条件を満たす、黒文字エッジ領域用処理により再生画質の悪化をもたらす所定の条件を満たす領域、つまり低コントラスト文字領域を検出する作用をしている。
【００２０】
なお、画像データ処理回路系１１０は、このような３種類の領域用の処理を像域と関係なく３つの回路系により並列に実行し、最終段で特定の像域用処理の結果を選択して出力するように構成してもよいし、図２に示されるような１つの回路系により、像域毎にその種類に対応した処理を逐次選択して実行するように構成してもよい。
【００２１】
以下、図２を参照して画像処理装置１００の具体的構成の一例について説明する。ここに示す画像データ処理回路系１１０は、Ｌｏｇ変換回路１１１、フィルタ回路１１２、色補正回路１１３、ＵＣＲ回路１１４、イレース回路１１５、ディザ回路１１６を直列に接続した構成である。像域分離回路１２０の出力信号はフィルタ回路１１２、ＵＣＲ回路１１４及びイレース回路１１５に制御信号として与えられ、コントラスト判定回路１３０の出力信号はイレース回路１１５に制御信号として与えられる。
【００２２】
画像処理装置１００に入力されるカラー画像データは、スキャナなどで原稿を読み取って得られた、概ね反射率に対しリニアなＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）データ（各色８ビット）である。このＲ，Ｇ，ＢデータはＬｏｇ変換回路１１１に入力され、後段の色補正の前処理として対数変換を施される。この対数変換後のＲ，Ｇ，Ｂデータは、概ね濃度にリニアなＲ，Ｇ，Ｂデータ（ｒ，ｇ，ｂデータと表す）であり、フィルタ回路１１２に入力される。このｒ，ｇ，ｂデータは文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及びコントラスト判定回路１３０の入力データとしても用いられる。なお、入力カラー画像データとして濃度にリニアなＲ，Ｇ，Ｂデータが与えられる場合には、Ｌｏｇ変換回路１１１は不要である。
【００２３】
フィルタ回路１１２は、ｒ，ｇ，ｂデータに平滑化フィルタ処理とエッジ強調フィルタ処理を順に施す回路である。ただし、それらフィルタ処理は、像域分離回路１２０の出力信号の状態（像域の種類）によって次のように制御される。
《平滑化フィルタ処理》
黒文字エッジ領域及び色文字エッジ領域では、平滑化フィルタ処理は施されない。
絵柄領域では、図３に示すような５×３の平滑化フィルタを用いた処理が施される。すなわち、注目画素を中心にした５×３画素のｒ，ｇ，ｂデータに図３に示すような係数を乗じた値の総和を１６で割った値を、平滑化後の注目画素のｒ，ｇ，ｂデータとする処理が行われる。
《エッジ強調フィルタ処理》
黒文字エッジ領域と色文字エッジ領域では、図４に示すような５×５の強いエッジ強調フィルタを用いた処理が施される。
絵柄領域では、図５に示すような５×５の弱いエッジ強調フィルタを用いた処理が施される。ただし、エッジ強調フィルタ処理を施さないようにすることも可能である。
【００２４】
以上のように、黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理のいずれにも平滑化フィルタ処理は含まれず、絵柄領域用処理にのみ平滑化フィルタ処理が含まれる。また、黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理のいずれにも強いエッジ強調フィルタ処理が含まれるが、絵柄領域用処理にはエッジ強調フィルタ処理が含まれないか含まれるとしても弱いエッジ強調フィルタ処理である。かくして、文字エッジは解像度が保存され、絵柄部はモアレやノイズが積極的に除去される。
【００２５】
色補正回路１１３は、原稿と再生画の色合わせのために、フィルタ回路１１２で処理後のｒ，ｇ，ｂデータを補色のＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（黄）データに変換し、またＫ（黒）データを生成する。このＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータをｃ，ｍ，ｙ，ｋデータと表す。ｒ，ｇ，ｂデータからｃ，ｍ，ｙデータへの変換には、公知の線形近似であるマスキング法や四面体補間法、三角柱補間法などを用いることができる。ｋデータとしては、ｃ，ｍ，ｙデータ中の最小値のデータを用いる。
【００２６】
ＵＣＲ回路１１４は、ｃ，ｍ，ｙデータから黒データ分を減じる下色除去処理を行う。この下色除去処理後のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータは、像域の種類に応じて次のように決定される。
《黒文字エッジ領域、色文字エッジ領域》
Ｋ＝ｋ
Ｃ＝ｃ−Ｋ
Ｍ＝ｍ−Ｋ
Ｙ＝ｙ−Ｋ
《絵柄領域》
Ｋ＝０．６×ｋ
Ｃ＝ｃ−Ｋ
Ｍ＝ｍ−Ｋ
Ｙ＝ｙ−Ｋ
このように、黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理、絵柄領域用処理のいずれにも下色除去処理が含まれるが、絵柄領域用処理のほうが弱い下色除去が行われる。
【００２７】
イレース回路１１５は、黒文字エッジ領域に対し色データをゼロにする色残り除去処理を行う。すなわち、黒文字エッジ領域では、入力したＫデータをそのまま出力し、Ｃ，Ｍ，Ｙデータはゼロを出力するが、色文字エッジ領域と絵柄領域では入力したＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータをそのまま出力する。このように、色残り除去処理は黒文字エッジ領域用処理にのみ含まれる処理である。ただし、像域分離回路１２０の出力信号が黒文字エッジ領域を指示する領域であっても、コントラスト判定回路１２２の出力信号が低コントラスト領域を指示する領域では、色残り除去処理を適用せず、入力したＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータをそのまま出力する。
【００２８】
イレース回路１１５から出力されるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータは多階調データであるが、画像処理装置１００の出力画像データから画像を再生するために用いられるカラープリンタなどは直接表現可能な階調数に制約があるのが普通である。このような階調数が限られたカラープリンタなどで中間調を精度よく再生できるようにするため、ディザ回路１１６では、カラープリンタなどの階調特性を考慮したディザテーブルを用いて、イレース回路１１５から入力されるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータを量子化する。なお、文字エッジの解像度を高めるために、像域分離回路１２０の出力信号をディザ回路１１６に与えることにより、黒文字エッジ領域及び色文字エッジ領域では、絵柄領域より小サイズのディザテーブルを用いるような制御を行ってもよい。
【００２９】
ここまでの説明から明らかなように、この画像処理装置１００においては、像域分離回路１２０で黒文字エッジ領域とされた領域であっても、コントラスト判定回路１３０で低コントラスト領域とされた領域は、色残り除去処理を含まない色文字エッジ領域用処理が施される。したがって、従来のカラー複写機などにおいて、再生画像の”ぼそつき感”が問題となっていた鉛筆書き文字のような低コントラスト文字も、線の繋がりがスムーズで”ぼそつき感”の少ない画像を再生可能である。また、このような低コントラスト文字の領域に対し、専用の処理を適用するのではなく色文字エッジ領域用処理を適用するため、画像データ処理回路系１１０に新たな回路を追加する必要がなく、また、画像データ処理をソフトウェアによって行う場合にも低コントラス文字領域のための専用処理ルーチンを用意する必要がなく、コスト的に有利である。
【００３０】
次に、像域分離回路１２０について説明する。まず、文字エッジ領域検出回路１２１であるが、これは画像中の文字エッジ領域を検出する。この文字エッジ領域の検出方法としては、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．Ｊ−７５−Ｄ−II，Ｎｏ．１，ｐｐ．３９−４７，１９９２年１月）に記載されている方法が用いられる。この方法では、その詳細は同論文に譲るが、Ｌｏｇ変換回路１１１で対数変換後のｇデータの上位６ビットに対して、エッジ分離処理と網点分離処理を行い、分離されたエッジ領域と網点領域に基づいて総合的に文字エッジ領域とそれ以外の領域を判別する。エッジ分離処理では、ｇデータ（上位６ビット）を、エッジ強調フィルタを適用してエッジ強調を施した後、２つの固定閾値を用いて３値化し、３値化後のデータから連続した黒画素及び連続した白画素をパターンマッチングによって検出し、その検出結果に基づいてエッジ領域を分離する。網点分離処理では、網点領域の濃度変化が文字領域の濃度変化と大きく異なる点に着目し、ｇデータ（上位６ビット）のピーク画素を検出し、その検出結果に基づいて網点領域を分離する。
【００３１】
次に、有彩／無彩判定回路１２２について説明する。これは注目画素もしくは注目ブロックが有彩色であるか無彩色であるか判定する回路で、例えば図７に示すような構成である。図７に示す有彩／無彩判定回路１２２は、特許２８７２６８０号公報に詳述されているもので、最大差分検出回路１２５、最小レベル検出回路１２６、閾値テーブル１２７、比較回路１２８からなる。最大差分検出回路１２５は、ｒ，ｇデータ間、ｒ，ｂデータ間、ｂ，ｇデータ間の最大の差分値Ｄを画素毎（又はブロック毎）に検出し、最小レベル検出回路１２６はｒ，ｇ，ｂデータ中の最小値Ｓを画素毎（又はブロック毎）に検出する。この最小値Ｓと図８に示すような関係のある閾値ＴＨが、閾値テーブル１２７より出力されて比較回路１２８に与えられる。比較回路１２８は、最大差分値Ｄが閾値ＴＨ以下の画素（又はブロック）では無彩色領域を示す信号を出力し、そうでない画素（又はブロック）では有彩色領域を示す信号を出力する。
【００３２】
コントラスト判定回路１３０は、局所的なコントラストを調べ、低コントラスト領域を検出するものであり、例えば図９に示すような構成である。図９において、フィルタ回路１３１は、Ｌｏｇ変換回路１１１で対数変換後のｇデータを例えば図６に示すようなラプラシアンフィルタで処理する回路である。判定回路１３２は、フィルタ回路１３１で処理後のｇデータが所定の閾値ｔｈ以下の画素を低コントラスト領域と判定する回路である。
【００３３】
本発明の実施の形態２の概略構成を図１０に示す。この画像処理装置１００ａにおいては、像域分離回路１２０ａの内部にコントラスト判定回路１３０が組み入れられ、判定回路１２３ａは文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及びコントラスト判定回路１３０の出力に基づいて次のような像域判定を行う。
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、非低コントラスト領域の領域は、黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、低コントラスト領域の領域は、色文字エッジ領域とする。すなわち、黒文字エッジ領域としての条件を満たすが、黒文字エッジ領域用処理を施されると再生画質の悪化をもたらす所定条件を満たす領域、つまり低コントラスト文字領域を像域分離回路１２０ａで検出し、この領域を色文字エッジ領域とする訳である。
（３）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域の領域は色文字エッジ領域とする。
（４）上記（１）（２）（３）のいずれでもない領域は絵柄領域とする。
【００３４】
この画像処理装置１００ａのより具体的なブロック構成の１例について図２を援用して説明する。図２中の像域分離回路１２０及びコントラスト判定回路１３０は像域分離回路１２０ａに置き換えられ、この像域分離回路１２０ａから出力される像域信号はフィルタ回路１１２、ＵＣＲ回路１１４及びイレース回路１１５に与えられる。像域分離回路１２０ａにはＬｏｇ変換回路１１１によって対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータが入力される。文字エッジ検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及びコントラスト判定回路１３０は、実施の形態１の場合と同じ構成である。
【００３５】
画像データ処理回路系１１０のフィルタ回路１１２は、像域信号により指示された像域の種類に応じて、実施の形態１の場合と同様なフィルタ処理をｒ，ｇ，ｂデータに施す。ＵＣＲ回路１１４の動作も実施の形態１の場合と同様である。イレース回路１１５は黒文字エッジ領域に対してのみ色残り除去を行うが、色残り除去の対象となる黒文字エッジ領域からは低コントラスト領域が像域分離の段階で除外されている。したがって、実施の形態２においても、実施の形態１の場合と同様に、低コントラスト文字領域は色文字エッジ領域用の処理が施され「ぼそつき感」の問題が改善される。
【００３６】
本発明の実施の形態３の概略構成を図１１示す。この画像処理装置１００ｂは、実施の形態１の画像処理装置１００のコントラスト判定回路１３０を薄色地判定回路１４０で置き換え、この薄色地判定回路１４０の出力信号を画像データ処理回路系１１０に与えるようにした構成である。薄色地判定回路１４０は、入力カラー画像データの薄色地領域を検出するためのもので、その構成については後述する。以下の説明で明らかになるように、この薄色地判定回路１４０と像域分離回路１２０の協働により、黒文字エッジ領域としての条件を満たすが、黒文字エッジ領域用処理を施すと周辺の色変わりや白抜けによる画質悪化を生じやすい薄い色地に書かれた黒文字の領域が検出される。
【００３７】
この画像処理装置１００ｂのより具体的なブロック構成の１例について、図２を援用して説明する。図２中のコントラスト判定回路１３０は薄色地判定回路１４０で置き換えられ、この薄色地判定回路１４０の出力信号はイレース回路１１５に与えられる。像域分離回路１２０と薄色地判定回路１４０にはＬｏｇ変換回路１１１によって対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータが入力される。文字エッジ検出回路１２１と有彩／無彩判定回路１２２は、実施の形態１の場合と同じ構成である。
【００３８】
画像データ処理回路系１１０のフィルタ回路１１２は、像域信号により指示された像域の種類に応じて、実施の形態１の場合と同様なフィルタ処理をｒ，ｇ，ｂデータに施す。ＵＣＲ回路１１４の動作も実施の形態１の場合と同様である。イレース回路１１５は黒文字エッジ領域に対してのみ色残り除去を行うが、像域分離回路１２０によって黒文字エッジ領域とされた領域であっても、薄色地判定回路１４０により薄色地領域と判定された領域には色残り除去を行わない。
【００３９】
すなわち、像域分離により黒文字エッジ領域とされた領域であっても、それが薄色地領域ならば色文字エッジ領域用の処理が施されることになるため、従来のカラー複写機などにおいて問題となっていた薄い色地上の文字の再生画質が、その周辺の色変わりや白抜けによって悪化することを防止できる。また、このような薄色地上の文字の領域に対し専用の処理を適用するのではなく色文字エッジ領域用処理を適用するため、画像データ処理回路系１１０に専用の回路を追加したり、画像データ処理を実現するソフトウェアに専用処理ルーチンを用意したりする必要がなく、コスト的に有利である。
【００４０】
次に、薄色地判定回路１４０について説明する。図１２は薄色地判定回路１４０のブロック構成の一例を示すブロック図である。図中、１４１は２値化回路、１４２は白地判定回路（１）、１４３は白地判定回路（２）、１４４は総合判定回路である。
【００４１】
この例では、例えば４×４画素のブロックを単位として処理が行われるものとする。また、薄色地判定回路１４０の入力データは、Ｌｏｇ変換回路１１１による対数変換後のｇデータであるものとして説明するが、色に対するレスポンスを良くするために、対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータ中の最小レベルのデータを入力データとして用いることも有効である。
【００４２】
まず、２値化回路１４１において、ｇデータを２つの閾値ｔｈ１，ｔｈ２によってそれぞれ２値化する（ただし、ｔｈ１＜ｔｈ２）。低いほうの閾値ｔｈ１による２値化結果は白地判定回路（１）１４２に入力され、高い方の閾値ｔｈ２による２値化結果は白地判定回路（２）１４３に入力される。なお、エッジの「だれ」を補正するために、例えば図４又は図５に示すようなエッジ強調フィルタを用いてエッジ強調を施したｇデータを、２値化回路１４１に入力することも有効である。
【００４３】
白地判定回路（１）１４２においては、閾値ｔｈ１による２値化結果について、ブロック内の全ての画素が白（ｇデータのレベルが閾値ｔｈ１を越えている）であるか調べ、全画素が白のブロックをアクティブ・ブロックとする。そして、図１３に示すように、注目ブロックを中心にして主走査方向に並ぶ９ブロックにおいて、注目ブロックの左側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがあり、かつ、注目ブロックの右側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがある場合に、その注目ブロックを「周辺に白地の存在するブロック」であると判定する。
【００４４】
白地判定回路（２）１４３においては、閾値ｔｈ２による２値化結果について、ブロック内の全ての画素が白（ｇデータのレベルが閾値ｔｈ２を越えている）であるか調べ、全画素が白のブロックをアクティブ・ブロックとする。そして、図１３に示すように、注目ブロックを中心にして主走査方向に並ぶ９ブロックにおいて、注目ブロックの左側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがあり、かつ、注目ブロックの右側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがある場合に、その注目ブロックを「周辺に薄色地の存在するブロック」であると判定する。
【００４５】
総合判定回路１４４は、注目ブロックが、白地判定回路（１）１４２によって「周辺に白地の存在するブロック」ではないと判定され、かつ、白地判定回路（２）１４３によって「周辺に薄色地の存在するブロック」であると判定された場合に、その注目ブロックを薄色地領域と判定する。
【００４６】
本発明の実施の形態４の概略構成を図１４に示す。この画像処理装置１００ｃにおいては、像域分離回路１２０ｃの内部に薄色地判定回路１４０が組み入れられ、判定回路１２３ｃは文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及び薄色地判定回路１４０の出力に基づいて次のような像域判定を行う。
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、非薄色地領域の領域は、黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、薄色地領域の領域は、色文字エッジ領域とする。すなわち、像域分離回路１２０ｃにおいて、黒文字エッジ領域としての条件は満たすが、黒文字エッジ領域用処理が施されると再生画質の悪化をもたらす条件のある領域、すなわち、薄色地上の文字の領域を検出し、この領域を色文字エッジ領域とする訳である。
（３）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域の領域は色文字エッジ領域とする。
（４）上記（１）（２）（３）のいずれでもない領域は絵柄領域とする。
【００４７】
この画像処理装置１００ｃのより具体的なブロック構成の１例について図２を援用して説明する。図２中の像域分離回路１２０及びコントラスト判定回路１３０は像域分離回路１２０ｃで置き換えられ、この像域分離回路１２０ｃから出力される像域信号はフィルタ回路１１２、ＵＣＲ回路１１４及びイレース回路１１５に与えられる。像域分離回路１２０ｃにはＬｏｇ変換回路１１１によって対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータが入力される。文字エッジ検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及び薄色地判定回路１４０は、実施の形態３の場合と同じ構成である。
【００４８】
画像データ処理回路系１１０のフィルタ回路１１２は、像域信号により指示された像域の種類に応じて、実施の形態１の場合と同様なフィルタ処理をｒ，ｇ，ｂデータに施す。ＵＣＲ回路１１４の動作も実施の形態１の場合と同様である。イレース回路１１５は黒文字エッジ領域に対してのみ色残り除去を行うが、色残り除去の対象となる黒文字エッジ領域からは薄色地領域が像域分離の段階で除外されている。したがって、実施の形態４においても、実施の形態３の場合と同様に、従来のカラー複写機などにおいて問題となっていた薄い色地上の黒文字の再生画質の悪化を防止できる。また、このような薄色地上の黒文字の領域に対し専用の処理を適用するのではなく色文字エッジ領域用処理を適用するため、画像データ処理回路系１１０に専用の回路を追加したり、画像データ処理を実現するソフトウェアに専用の処理ルーチンを用意したりする必要がなく、コスト的に有利である。
【００４９】
なお、実施の形態４において、薄色地判定回路１４０で白地領域、薄色地領域、その他領域の３種類の領域を判別し、像域分離回路１２０ｃの判定回路１２３ｃで次のような像域判定を行ってもよい。
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、白地領域である領域を、黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、薄色地領域である領域を、色文字エッジ領域とする。
（３）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域である領域を、色文字エッジ領域とする。
（４）上記（１）（２）（３）のいずれでもない領域を絵柄領域とする。
【００５０】
また、前記実施の形態１，２，３，４を組み合わせた実施の形態も可能である。例えば、実施の形態１の画像処理装置に、実施の形態３の薄色地検出回路１４０を追加し、その出力信号を画像データ処理回路系１１０のイレース回路１１５に与え、イレース回路１１５において、像域分離で黒文字エッジ領域とされた領域であっても、コントラスト判定回路１３０によって低コントラスト領域と判定された領域、及び、薄色地判定回路１４０によって薄色地領域と判定された領域については、色残り除去を行わないようにしてもよい。このようにすれば、低コントラスト文字及び薄い色地上の文字の両方の再生画質を向上させることができる。
【００５１】
同様に、実施の形態２の画像処理装置の像域判定回路に薄色地判定回路１４０を追加し、
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、非低コントラスト領域、かつ、非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、低コントラスト領域の領域を色文字エッジ領域とする。
（３）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、薄色地領域の領域を色文字エッジ領域とする。
（４）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域の領域を色文字エッジ領域とする。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれでもない領域を絵柄領域とする。
というような像域判定を行ってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、従来のカラー複写機などにおいて再生画質が悪化した文字、例えば鉛筆書き文字のような低コントラスト文字や薄い色地上の文字などの再生画質を向上させることができ、しかも、そのような文字の領域のための専用の処理回路や処理ルーチンを追加する必要がないためコスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１による画像処理装置の具体的ブロック構成の一例を示すブロック図である。
【図３】 平滑化フィルタの一例を示す図である。
【図４】 強いエッジ強調のためのフィルタの一例を示す図である。
【図５】 弱いエッジ強調のためのフィルタの一例を示す図である。
【図６】 コントラスト判定のためのラプラシアンフィルタの一例を示す図である。
【図７】 有彩／無彩判定回路の一例を示すブロック図である。
【図８】 有彩／無彩判定のための閾値と最小レベルとの関係を示す図である。
【図９】 コントラスト判定回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】 実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】 薄色地判定回路の一例を示すブロック図である。
【図１３】 薄色地判定の説明のための図である。
【図１４】 実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 画像処理装置
１１０ 画像データ処理回路系
１１１ Ｌｏｇ変換回路
１１２ フィルタ回路
１１３ 色補正回路
１１４ ＵＣＲ回路
１１５ イレース回路
１１６ ディザ回路
１２０，１２０ａ，１２０ｃ 像域分離回路
１２１ 文字エッジ領域検出回路
１２２ 有彩／無彩判定回路
１２３，１２３ａ，１２３ｃ 判定回路
１２５ 最大差分検出回路
１２６ 最小レベル検出回路
１２７ 閾値テーブル
１２８ 比較回路
１３０ コントラスト判定回路
１３１ フィルタ回路
１３２ 判定回路
１４０ 薄色地判定回路
１４１ ２値化回路
１４２ 白地判定回路（１）
１４３ 白地判定回路（２）
１４４ 総合判定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像の像域分離を行い、像域に対応した処理を施す画像処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の画像処理装置は、カラー複写機、カラーファクス、カラープリンタ、カラースキャナなどの機器におけるカラー画像データの処理に適用し得る。その典型的な機器であるカラー複写機においては、例えば特許第２８７２６８０号公報、特開平２−２９５３６０号公報、特開平５−１８３７６１号公報、特開平５−３７７７６号公報などに見られるように、像域分離技術によって画像中の黒文字の領域と色文字の領域とを検出し、黒文字の領域と色文字の領域とではカラー画像データに施す処理の内容を異ならせるのが一般的である。例えば、黒文字の領域に対してエッジ強調、高線数化、色残り除去の処理が施され、色文字の領域に対してエッジ強調、高線数化の処理が施される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べたような従来のカラー複写機において、黒文字の再生画質が著しく悪化する場合があるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、カラー複写機などにおいて、そのような問題を解決するための画像処理装置及び方法、ならびにコンピュータに実現させるプログラムが記録された記憶媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述のような黒文字の再生画質の悪化は、黒文字の存在する領域がある特定の条件を満たす場合に顕著に起きることが判明した。
【０００６】
例えば、黒文字の存在する領域のコントラストがあるレベル以下である場合である。鉛筆書きの文字の領域に代表されるような低コントラスト文字の領域がその一例である。このような文字の領域は、像域分離によって黒文字の領域として検出される可能性があり、もし黒文字の領域に対応した色残り除去処理を含む処理が施され、その画像が黒色材単色で形成されると、線の繋がりがスムーズでなく、いわゆる「ぼそつき感」の目立つ低品質な再生画像となることが確認された。このような領域は、色残り除去を含まない、色文字の領域に対応した処理を施したほうが、線の繋がりがスムーズになるため、「ぼそつき感」が押さえられ画質が向上することが確認された。
【０００７】
また、薄い色地の上に黒文字が書かれた領域、特に、無彩色と判定されやすいブルー系の薄い色地の上に黒文字が書かれた領域は、像域分離によって黒文字の領域として検出される可能性があり、この領域に対して黒文字の領域に対応した色残り除去処理を含む処理が施されると、文字周辺の色変わり（例えばブルーから無彩色への色変わり）や文字周辺の白抜けなどの不具合が発生することが確認された。このような領域に対しても色文字の領域に対応した処理を施したほうが、そのような不具合が発生せず画質が向上することが確認された。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、従来のカラー複写機などにおいて再生画質の悪化を生じたような黒文字の領域に関し、その領域のための専用のカラー画像データ処理系を格別に追加することなく、再生画質の向上を達成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、請求項１記載の発明の画像処理装置は、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、低コントラスト領域、非低コントラスト領域をそれぞれ検出する手段と、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非低コントラスト領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ低コントラストの領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領 域と判定する手段と、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施す手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明の画像処理装置は、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、薄色地領域、非薄色地領域をそれぞれ検出する手段と、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ薄色地領域の領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定する手段と、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施す手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、入力されたカラー画像データを処理する画像処理方法であって、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、低コントラスト領域、非低コントラスト領域をそれぞれ検出するステップと、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非低コントラスト領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ低コントラストの領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定するステップと、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施すステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、入力されたカラー画像データを処理する画像処理方法であって、入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、薄色地領域、非薄色地領域をそれぞれ検出するステップと、前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ薄色地領域の領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定するステップと、前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理（黒文字エッジ領域用処理）を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理（色文字エッジ領域用処理）を施すステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し本発明の実施の形態について説明する。なお、説明の重複を避けるため、添付図面中の複数の図面において同一部分又は対応部分に同一又は同様の参照番号を用いる。
【００１５】
本発明の実施の形態１の概略構成を図１に、より具体的なブロック構成の１例を図２にそれぞれ示す。
【００１６】
図１において、１００は本発明による画像処理装置、１０１はカラー画像データを画像処理装置１００に入力するためのカラー画像入力手段、１０２は画像処理装置により処理された画像データを可視画像として出力するかデータとして出力するカラー画像出力手段である。
【００１７】
この画像処理装置１００がカラー複写機に適用される場合、カラー画像入力手段１０１はキャナ部に対応し、カラー画像出力手段１０２は例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の色材により電子写真方式でカラー画像を形成する画像形成部に対応する。この画像処理装置１００がカラーファクスに適用される場合、カラー画像入力手段１０１は通信回線経由でカラー画像データを取り込む部分又はスキャナ部に対応し、カラー画像出力部１０２は画像形成部に対応する。この画像処理装置１００がカラープリンタに適用される場合、カラー画像入力手段１０１は外部のパソコンなどからカラー画像データを取り込む部分に対応し、カラー画像出力手段１０２は画像形成部に対応する。この画像処理装置１００がカラースキャナに適用される場合、カラー画像入力手段１０１はスキャナ部に対応し、カラー画像出力手段１０２は画像処理装置１００により処理されたカラー画像データを外部のパソコンなどへ出力するためのインタフェース部に対応する。なお、この画像処理装置１００は、ハードウェアによって実現することも、パソコンなどのコンピュータ上でソフトウェアによって実現することも可能であるが、ハードウェアによって実現されるものとして説明する。このことは、後述する本発明の他の実施の形態においても同様である。なお、そのようなソフトウェア（プログラム）を記憶させた磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどの各種記憶媒体も本発明に包含される。
【００１８】
画像処理装置１００は、画像データ処理回路系１１０、像域分離回路１２０及びコントラスト判定回路１３０からなる。像域分離回路１２０は、カラー画像入力手段１０１から入力されたカラー画像データから黒文字エッジ領域、色文字エッジ領域及び絵柄領域を分離するもので、文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及び判定回路１２３からなる。この判定回路１２３の出力信号が像域信号として画像データ処理回路系１１０に与えられる。コントラスト判定回路１３０は、黒文字の再生画質の悪化を生じさせる領域の１種である、コントラストが所定レベル以下の低コントラスト領域を検出するためのもので、その出力信号は画像データ処理回路系１１０に与えられる。
【００１９】
画像データ処理回路系１１０は、入力されるカラー画像データに対し、その像域の種類に応じた処理、すなわち黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理又は絵柄領域用処理を施す部分であるが、コントラスト判定回路１３０によって低コントラスト領域と判定された領域では、像域分離回路１２０により黒文字エッジ領域と判定された領域であっても色文字エッジ領域用処理を施す。すなわち、コントラスト判定回路１３０と像域分離回路１２０の協働により、黒文字エッジ領域としての条件を満たす、黒文字エッジ領域用処理により再生画質の悪化をもたらす所定の条件を満たす領域、つまり低コントラスト文字領域を検出する作用をしている。
【００２０】
なお、画像データ処理回路系１１０は、このような３種類の領域用の処理を像域と関係なく３つの回路系により並列に実行し、最終段で特定の像域用処理の結果を選択して出力するように構成してもよいし、図２に示されるような１つの回路系により、像域毎にその種類に対応した処理を逐次選択して実行するように構成してもよい。
【００２１】
以下、図２を参照して画像処理装置１００の具体的構成の一例について説明する。ここに示す画像データ処理回路系１１０は、Ｌｏｇ変換回路１１１、フィルタ回路１１２、色補正回路１１３、ＵＣＲ回路１１４、イレース回路１１５、ディザ回路１１６を直列に接続した構成である。像域分離回路１２０の出力信号はフィルタ回路１１２、ＵＣＲ回路１１４及びイレース回路１１５に制御信号として与えられ、コントラスト判定回路１３０の出力信号はイレース回路１１５に制御信号として与えられる。
【００２２】
画像処理装置１００に入力されるカラー画像データは、スキャナなどで原稿を読み取って得られた、概ね反射率に対しリニアなＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）データ（各色８ビット）である。このＲ，Ｇ，ＢデータはＬｏｇ変換回路１１１に入力され、後段の色補正の前処理として対数変換を施される。この対数変換後のＲ，Ｇ，Ｂデータは、概ね濃度にリニアなＲ，Ｇ，Ｂデータ（ｒ，ｇ，ｂデータと表す）であり、フィルタ回路１１２に入力される。このｒ，ｇ，ｂデータは文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及びコントラスト判定回路１３０の入力データとしても用いられる。なお、入力カラー画像データとして濃度にリニアなＲ，Ｇ，Ｂデータが与えられる場合には、Ｌｏｇ変換回路１１１は不要である。
【００２３】
フィルタ回路１１２は、ｒ，ｇ，ｂデータに平滑化フィルタ処理とエッジ強調フィルタ処理を順に施す回路である。ただし、それらフィルタ処理は、像域分離回路１２０の出力信号の状態（像域の種類）によって次のように制御される。
《平滑化フィルタ処理》
黒文字エッジ領域及び色文字エッジ領域では、平滑化フィルタ処理は施されない。
絵柄領域では、図３に示すような５×３の平滑化フィルタを用いた処理が施される。すなわち、注目画素を中心にした５×３画素のｒ，ｇ，ｂデータに図３に示すような係数を乗じた値の総和を１６で割った値を、平滑化後の注目画素のｒ，ｇ，ｂデータとする処理が行われる。
《エッジ強調フィルタ処理》
黒文字エッジ領域と色文字エッジ領域では、図４に示すような５×５の強いエッジ強調フィルタを用いた処理が施される。
絵柄領域では、図５に示すような５×５の弱いエッジ強調フィルタを用いた処理が施される。ただし、エッジ強調フィルタ処理を施さないようにすることも可能である。
【００２４】
以上のように、黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理のいずれにも平滑化フィルタ処理は含まれず、絵柄領域用処理にのみ平滑化フィルタ処理が含まれる。また、黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理のいずれにも強いエッジ強調フィルタ処理が含まれるが、絵柄領域用処理にはエッジ強調フィルタ処理が含まれないか含まれるとしても弱いエッジ強調フィルタ処理である。かくして、文字エッジは解像度が保存され、絵柄部はモアレやノイズが積極的に除去される。
【００２５】
色補正回路１１３は、原稿と再生画の色合わせのために、フィルタ回路１１２で処理後のｒ，ｇ，ｂデータを補色のＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（黄）データに変換し、またＫ（黒）データを生成する。このＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータをｃ，ｍ，ｙ，ｋデータと表す。ｒ，ｇ，ｂデータからｃ，ｍ，ｙデータへの変換には、公知の線形近似であるマスキング法や四面体補間法、三角柱補間法などを用いることができる。ｋデータとしては、ｃ，ｍ，ｙデータ中の最小値のデータを用いる。
【００２６】
ＵＣＲ回路１１４は、ｃ，ｍ，ｙデータから黒データ分を減じる下色除去処理を行う。この下色除去処理後のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータは、像域の種類に応じて次のように決定される。
《黒文字エッジ領域、色文字エッジ領域》
Ｋ＝ｋ
Ｃ＝ｃ−Ｋ
Ｍ＝ｍ−Ｋ
Ｙ＝ｙ−Ｋ
《絵柄領域》
Ｋ＝０．６×ｋ
Ｃ＝ｃ−Ｋ
Ｍ＝ｍ−Ｋ
Ｙ＝ｙ−Ｋ
このように、黒文字エッジ領域用処理、色文字エッジ領域用処理、絵柄領域用処理のいずれにも下色除去処理が含まれるが、絵柄領域用処理のほうが弱い下色除去が行われる。
【００２７】
イレース回路１１５は、黒文字エッジ領域に対し色データをゼロにする色残り除去処理を行う。すなわち、黒文字エッジ領域では、入力したＫデータをそのまま出力し、Ｃ，Ｍ，Ｙデータはゼロを出力するが、色文字エッジ領域と絵柄領域では入力したＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータをそのまま出力する。このように、色残り除去処理は黒文字エッジ領域用処理にのみ含まれる処理である。ただし、像域分離回路１２０の出力信号が黒文字エッジ領域を指示する領域であっても、コントラスト判定回路１２２の出力信号が低コントラスト領域を指示する領域では、色残り除去処理を適用せず、入力したＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータをそのまま出力する。
【００２８】
イレース回路１１５から出力されるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータは多階調データであるが、画像処理装置１００の出力画像データから画像を再生するために用いられるカラープリンタなどは直接表現可能な階調数に制約があるのが普通である。このような階調数が限られたカラープリンタなどで中間調を精度よく再生できるようにするため、ディザ回路１１６では、カラープリンタなどの階調特性を考慮したディザテーブルを用いて、イレース回路１１５から入力されるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータを量子化する。なお、文字エッジの解像度を高めるために、像域分離回路１２０の出力信号をディザ回路１１６に与えることにより、黒文字エッジ領域及び色文字エッジ領域では、絵柄領域より小サイズのディザテーブルを用いるような制御を行ってもよい。
【００２９】
ここまでの説明から明らかなように、この画像処理装置１００においては、像域分離回路１２０で黒文字エッジ領域とされた領域であっても、コントラスト判定回路１３０で低コントラスト領域とされた領域は、色残り除去処理を含まない色文字エッジ領域用処理が施される。したがって、従来のカラー複写機などにおいて、再生画像の”ぼそつき感”が問題となっていた鉛筆書き文字のような低コントラスト文字も、線の繋がりがスムーズで”ぼそつき感”の少ない画像を再生可能である。また、このような低コントラスト文字の領域に対し、専用の処理を適用するのではなく色文字エッジ領域用処理を適用するため、画像データ処理回路系１１０に新たな回路を追加する必要がなく、また、画像データ処理をソフトウェアによって行う場合にも低コントラス文字領域のための専用処理ルーチンを用意する必要がなく、コスト的に有利である。
【００３０】
次に、像域分離回路１２０について説明する。まず、文字エッジ領域検出回路１２１であるが、これは画像中の文字エッジ領域を検出する。この文字エッジ領域の検出方法としては、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．Ｊ−７５−Ｄ−II，Ｎｏ．１，ｐｐ．３９−４７，１９９２年１月）に記載されている方法が用いられる。この方法では、その詳細は同論文に譲るが、Ｌｏｇ変換回路１１１で対数変換後のｇデータの上位６ビットに対して、エッジ分離処理と網点分離処理を行い、分離されたエッジ領域と網点領域に基づいて総合的に文字エッジ領域とそれ以外の領域を判別する。エッジ分離処理では、ｇデータ（上位６ビット）を、エッジ強調フィルタを適用してエッジ強調を施した後、２つの固定閾値を用いて３値化し、３値化後のデータから連続した黒画素及び連続した白画素をパターンマッチングによって検出し、その検出結果に基づいてエッジ領域を分離する。網点分離処理では、網点領域の濃度変化が文字領域の濃度変化と大きく異なる点に着目し、ｇデータ（上位６ビット）のピーク画素を検出し、その検出結果に基づいて網点領域を分離する。
【００３１】
次に、有彩／無彩判定回路１２２について説明する。これは注目画素もしくは注目ブロックが有彩色であるか無彩色であるか判定する回路で、例えば図７に示すような構成である。図７に示す有彩／無彩判定回路１２２は、特許２８７２６８０号公報に詳述されているもので、最大差分検出回路１２５、最小レベル検出回路１２６、閾値テーブル１２７、比較回路１２８からなる。最大差分検出回路１２５は、ｒ，ｇデータ間、ｒ，ｂデータ間、ｂ，ｇデータ間の最大の差分値Ｄを画素毎（又はブロック毎）に検出し、最小レベル検出回路１２６はｒ，ｇ，ｂデータ中の最小値Ｓを画素毎（又はブロック毎）に検出する。この最小値Ｓと図８に示すような関係のある閾値ＴＨが、閾値テーブル１２７より出力されて比較回路１２８に与えられる。比較回路１２８は、最大差分値Ｄが閾値ＴＨ以下の画素（又はブロック）では無彩色領域を示す信号を出力し、そうでない画素（又はブロック）では有彩色領域を示す信号を出力する。
【００３２】
コントラスト判定回路１３０は、局所的なコントラストを調べ、低コントラスト領域を検出するものであり、例えば図９に示すような構成である。図９において、フィルタ回路１３１は、Ｌｏｇ変換回路１１１で対数変換後のｇデータを例えば図６に示すようなラプラシアンフィルタで処理する回路である。判定回路１３２は、フィルタ回路１３１で処理後のｇデータが所定の閾値ｔｈ以下の画素を低コントラスト領域と判定する回路である。
【００３３】
本発明の実施の形態２の概略構成を図１０に示す。この画像処理装置１００ａにおいては、像域分離回路１２０ａの内部にコントラスト判定回路１３０が組み入れられ、判定回路１２３ａは文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及びコントラスト判定回路１３０の出力に基づいて次のような像域判定を行う。
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、非低コントラスト領域の領域は、黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、低コントラスト領域の領域は、色文字エッジ領域とする。すなわち、黒文字エッジ領域としての条件を満たすが、黒文字エッジ領域用処理を施されると再生画質の悪化をもたらす所定条件を満たす領域、つまり低コントラスト文字領域を像域分離回路１２０ａで検出し、この領域を色文字エッジ領域とする訳である。
（３）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域の領域は色文字エッジ領域とする。
（４）上記（１）（２）（３）のいずれでもない領域は絵柄領域とする。
【００３４】
この画像処理装置１００ａのより具体的なブロック構成の１例について図２を援用して説明する。図２中の像域分離回路１２０及びコントラスト判定回路１３０は像域分離回路１２０ａに置き換えられ、この像域分離回路１２０ａから出力される像域信号はフィルタ回路１１２、ＵＣＲ回路１１４及びイレース回路１１５に与えられる。像域分離回路１２０ａにはＬｏｇ変換回路１１１によって対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータが入力される。文字エッジ検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及びコントラスト判定回路１３０は、実施の形態１の場合と同じ構成である。
【００３５】
画像データ処理回路系１１０のフィルタ回路１１２は、像域信号により指示された像域の種類に応じて、実施の形態１の場合と同様なフィルタ処理をｒ，ｇ，ｂデータに施す。ＵＣＲ回路１１４の動作も実施の形態１の場合と同様である。イレース回路１１５は黒文字エッジ領域に対してのみ色残り除去を行うが、色残り除去の対象となる黒文字エッジ領域からは低コントラスト領域が像域分離の段階で除外されている。したがって、実施の形態２においても、実施の形態１の場合と同様に、低コントラスト文字領域は色文字エッジ領域用の処理が施され「ぼそつき感」の問題が改善される。
【００３６】
本発明の実施の形態３の概略構成を図１１示す。この画像処理装置１００ｂは、実施の形態１の画像処理装置１００のコントラスト判定回路１３０を薄色地判定回路１４０で置き換え、この薄色地判定回路１４０の出力信号を画像データ処理回路系１１０に与えるようにした構成である。薄色地判定回路１４０は、入力カラー画像データの薄色地領域を検出するためのもので、その構成については後述する。以下の説明で明らかになるように、この薄色地判定回路１４０と像域分離回路１２０の協働により、黒文字エッジ領域としての条件を満たすが、黒文字エッジ領域用処理を施すと周辺の色変わりや白抜けによる画質悪化を生じやすい薄い色地に書かれた黒文字の領域が検出される。
【００３７】
この画像処理装置１００ｂのより具体的なブロック構成の１例について、図２を援用して説明する。図２中のコントラスト判定回路１３０は薄色地判定回路１４０で置き換えられ、この薄色地判定回路１４０の出力信号はイレース回路１１５に与えられる。像域分離回路１２０と薄色地判定回路１４０にはＬｏｇ変換回路１１１によって対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータが入力される。文字エッジ検出回路１２１と有彩／無彩判定回路１２２は、実施の形態１の場合と同じ構成である。
【００３８】
画像データ処理回路系１１０のフィルタ回路１１２は、像域信号により指示された像域の種類に応じて、実施の形態１の場合と同様なフィルタ処理をｒ，ｇ，ｂデータに施す。ＵＣＲ回路１１４の動作も実施の形態１の場合と同様である。イレース回路１１５は黒文字エッジ領域に対してのみ色残り除去を行うが、像域分離回路１２０によって黒文字エッジ領域とされた領域であっても、薄色地判定回路１４０により薄色地領域と判定された領域には色残り除去を行わない。
【００３９】
すなわち、像域分離により黒文字エッジ領域とされた領域であっても、それが薄色地領域ならば色文字エッジ領域用の処理が施されることになるため、従来のカラー複写機などにおいて問題となっていた薄い色地上の文字の再生画質が、その周辺の色変わりや白抜けによって悪化することを防止できる。また、このような薄色地上の文字の領域に対し専用の処理を適用するのではなく色文字エッジ領域用処理を適用するため、画像データ処理回路系１１０に専用の回路を追加したり、画像データ処理を実現するソフトウェアに専用処理ルーチンを用意したりする必要がなく、コスト的に有利である。
【００４０】
次に、薄色地判定回路１４０について説明する。図１２は薄色地判定回路１４０のブロック構成の一例を示すブロック図である。図中、１４１は２値化回路、１４２は白地判定回路（１）、１４３は白地判定回路（２）、１４４は総合判定回路である。
【００４１】
この例では、例えば４×４画素のブロックを単位として処理が行われるものとする。また、薄色地判定回路１４０の入力データは、Ｌｏｇ変換回路１１１による対数変換後のｇデータであるものとして説明するが、色に対するレスポンスを良くするために、対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータ中の最小レベルのデータを入力データとして用いることも有効である。
【００４２】
まず、２値化回路１４１において、ｇデータを２つの閾値ｔｈ１，ｔｈ２によってそれぞれ２値化する（ただし、ｔｈ１＜ｔｈ２）。低いほうの閾値ｔｈ１による２値化結果は白地判定回路（１）１４２に入力され、高い方の閾値ｔｈ２による２値化結果は白地判定回路（２）１４３に入力される。なお、エッジの「だれ」を補正するために、例えば図４又は図５に示すようなエッジ強調フィルタを用いてエッジ強調を施したｇデータを、２値化回路１４１に入力することも有効である。
【００４３】
白地判定回路（１）１４２においては、閾値ｔｈ１による２値化結果について、ブロック内の全ての画素が白（ｇデータのレベルが閾値ｔｈ１を越えている）であるか調べ、全画素が白のブロックをアクティブ・ブロックとする。そして、図１３に示すように、注目ブロックを中心にして主走査方向に並ぶ９ブロックにおいて、注目ブロックの左側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがあり、かつ、注目ブロックの右側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがある場合に、その注目ブロックを「周辺に白地の存在するブロック」であると判定する。
【００４４】
白地判定回路（２）１４３においては、閾値ｔｈ２による２値化結果について、ブロック内の全ての画素が白（ｇデータのレベルが閾値ｔｈ２を越えている）であるか調べ、全画素が白のブロックをアクティブ・ブロックとする。そして、図１３に示すように、注目ブロックを中心にして主走査方向に並ぶ９ブロックにおいて、注目ブロックの左側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがあり、かつ、注目ブロックの右側の４ブロック中に１つでもアクティブ・ブロックがある場合に、その注目ブロックを「周辺に薄色地の存在するブロック」であると判定する。
【００４５】
総合判定回路１４４は、注目ブロックが、白地判定回路（１）１４２によって「周辺に白地の存在するブロック」ではないと判定され、かつ、白地判定回路（２）１４３によって「周辺に薄色地の存在するブロック」であると判定された場合に、その注目ブロックを薄色地領域と判定する。
【００４６】
本発明の実施の形態４の概略構成を図１４に示す。この画像処理装置１００ｃにおいては、像域分離回路１２０ｃの内部に薄色地判定回路１４０が組み入れられ、判定回路１２３ｃは文字エッジ領域検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及び薄色地判定回路１４０の出力に基づいて次のような像域判定を行う。
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、非薄色地領域の領域は、黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、薄色地領域の領域は、色文字エッジ領域とする。すなわち、像域分離回路１２０ｃにおいて、黒文字エッジ領域としての条件は満たすが、黒文字エッジ領域用処理が施されると再生画質の悪化をもたらす条件のある領域、すなわち、薄色地上の文字の領域を検出し、この領域を色文字エッジ領域とする訳である。
（３）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域の領域は色文字エッジ領域とする。
（４）上記（１）（２）（３）のいずれでもない領域は絵柄領域とする。
【００４７】
この画像処理装置１００ｃのより具体的なブロック構成の１例について図２を援用して説明する。図２中の像域分離回路１２０及びコントラスト判定回路１３０は像域分離回路１２０ｃで置き換えられ、この像域分離回路１２０ｃから出力される像域信号はフィルタ回路１１２、ＵＣＲ回路１１４及びイレース回路１１５に与えられる。像域分離回路１２０ｃにはＬｏｇ変換回路１１１によって対数変換後のｒ，ｇ，ｂデータが入力される。文字エッジ検出回路１２１、有彩／無彩判定回路１２２及び薄色地判定回路１４０は、実施の形態３の場合と同じ構成である。
【００４８】
画像データ処理回路系１１０のフィルタ回路１１２は、像域信号により指示された像域の種類に応じて、実施の形態１の場合と同様なフィルタ処理をｒ，ｇ，ｂデータに施す。ＵＣＲ回路１１４の動作も実施の形態１の場合と同様である。イレース回路１１５は黒文字エッジ領域に対してのみ色残り除去を行うが、色残り除去の対象となる黒文字エッジ領域からは薄色地領域が像域分離の段階で除外されている。したがって、実施の形態４においても、実施の形態３の場合と同様に、従来のカラー複写機などにおいて問題となっていた薄い色地上の黒文字の再生画質の悪化を防止できる。また、このような薄色地上の黒文字の領域に対し専用の処理を適用するのではなく色文字エッジ領域用処理を適用するため、画像データ処理回路系１１０に専用の回路を追加したり、画像データ処理を実現するソフトウェアに専用の処理ルーチンを用意したりする必要がなく、コスト的に有利である。
【００４９】
なお、実施の形態４において、薄色地判定回路１４０で白地領域、薄色地領域、その他領域の３種類の領域を判別し、像域分離回路１２０ｃの判定回路１２３ｃで次のような像域判定を行ってもよい。
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、白地領域である領域を、黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、薄色地領域である領域を、色文字エッジ領域とする。
（３）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域である領域を、色文字エッジ領域とする。
（４）上記（１）（２）（３）のいずれでもない領域を絵柄領域とする。
【００５０】
また、前記実施の形態１，２，３，４を組み合わせた実施の形態も可能である。例えば、実施の形態１の画像処理装置に、実施の形態３の薄色地検出回路１４０を追加し、その出力信号を画像データ処理回路系１１０のイレース回路１１５に与え、イレース回路１１５において、像域分離で黒文字エッジ領域とされた領域であっても、コントラスト判定回路１３０によって低コントラスト領域と判定された領域、及び、薄色地判定回路１４０によって薄色地領域と判定された領域については、色残り除去を行わないようにしてもよい。このようにすれば、低コントラスト文字及び薄い色地上の文字の両方の再生画質を向上させることができる。
【００５１】
同様に、実施の形態２の画像処理装置の像域判定回路に薄色地判定回路１４０を追加し、
（１）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、非低コントラスト領域、かつ、非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域とする。
（２）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、低コントラスト領域の領域を色文字エッジ領域とする。
（３）文字エッジ領域、かつ、無彩色領域、かつ、薄色地領域の領域を色文字エッジ領域とする。
（４）文字エッジ領域、かつ、有彩色領域の領域を色文字エッジ領域とする。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれでもない領域を絵柄領域とする。
というような像域判定を行ってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、従来のカラー複写機などにおいて再生画質が悪化した文字、例えば鉛筆書き文字のような低コントラスト文字や薄い色地上の文字などの再生画質を向上させることができ、しかも、そのような文字の領域のための専用の処理回路や処理ルーチンを追加する必要がないためコスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１による画像処理装置の具体的ブロック構成の一例を示すブロック図である。
【図３】 平滑化フィルタの一例を示す図である。
【図４】 強いエッジ強調のためのフィルタの一例を示す図である。
【図５】 弱いエッジ強調のためのフィルタの一例を示す図である。
【図６】 コントラスト判定のためのラプラシアンフィルタの一例を示す図である。
【図７】 有彩／無彩判定回路の一例を示すブロック図である。
【図８】 有彩／無彩判定のための閾値と最小レベルとの関係を示す図である。
【図９】 コントラスト判定回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】 実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】 薄色地判定回路の一例を示すブロック図である。
【図１３】 薄色地判定の説明のための図である。
【図１４】 実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 画像処理装置
１１０ 画像データ処理回路系
１１１ Ｌｏｇ変換回路
１１２ フィルタ回路
１１３ 色補正回路
１１４ ＵＣＲ回路
１１５ イレース回路
１１６ ディザ回路
１２０，１２０ａ，１２０ｃ 像域分離回路
１２１ 文字エッジ領域検出回路
１２２ 有彩／無彩判定回路
１２３，１２３ａ，１２３ｃ 判定回路
１２５ 最大差分検出回路
１２６ 最小レベル検出回路
１２７ 閾値テーブル
１２８ 比較回路
１３０ コントラスト判定回路
１３１ フィルタ回路
１３２ 判定回路
１４０ 薄色地判定回路
１４１ ２値化回路
１４２ 白地判定回路（１）
１４３ 白地判定回路（２）
１４４ 総合判定回路
Claims (5)
- 入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、低コントラスト領域、非低コントラスト領域をそれぞれ検出する手段と、
前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非低コントラスト領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ低コントラストの領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定する手段と、
前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理を施す手段と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、薄色地領域、非薄色地領域をそれぞれ検出する手段と、
前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ薄色地領域の領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定する手段と、
前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理を施す手段と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 入力されたカラー画像データを処理する画像処理方法であって、
入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、低コントラスト領域、非低コントラスト領域をそれぞれ検出するステップと、
前記手段の検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非低コントラスト領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ低コントラストの領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定するステップと、
前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理を施すステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 入力されたカラー画像データを処理する画像処理方法であって、
入力カラー画像データから文字エッジ領域、有彩色領域、無彩色領域、薄色地領域、非薄色地領域をそれぞれ検出するステップと、
前記検出の結果に基づき、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ非薄色地領域の領域を黒文字エッジ領域と判定し、文字エッジ領域かつ無彩色領域かつ薄色地領域の領域、及び、文字エッジ領域かつ有彩色領域の領域を、色文字エッジ領域と判定するステップと、
前記入力カラー画像データに対し、前記黒文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含む処理を施し、前記色文字エッジ領域と判定された領域では色残り除去を含まない処理を施すステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項１又は２記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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