JP3992172B2 - カラー画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モノクロ出力モードを備え、エッジ強調機能を有するカラー画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラー画像をモノクロモードで画像形成し、出力することができるカラー複写機等が普及してきている。このようなカラー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には、エッジ強調処理が有効である。
このエッジ強調処理は、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。
【０００３】
ところで、特開昭６２−２８９０５６号公報では、エッジ強調量が正の場合のみ、元信号との合成を有効にするものであり、負の場合にはエッジ強調量を強制的に０にするような画像処理装置の発明が記載されている。また、特開平９−１３９８４３号公報では、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画像処理装置の発明が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の装置はいずれも、白抜けに対しては効果が認められるが、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では、解像度が不十分となる。
また、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顕著で、特に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。逆に、エッジ強調の度合いを弱くすれば白抜けを抑制することができるが、その場合、満足な解像度を得ることが難しくなる。
【０００５】
一方、現在、多くのカラー複写機には、ユーザーの選択によるモノクロで出力できるモノクロ出力モードが設定されているが、カラー原稿をモノクロモードで出力する場合、一般的に、カラーモードで出力する場合よりも高い鮮鋭性が要求される。このようにカラー原稿をモノクロモードで出力する場合には、色情報が無い分、濃度起伏だけで解像度を保証する必要がある。そのため、文字の外側エッジ部でカラー出力時と同様にエッジ強調後の信号にリミッターをかけてしまうと、解像度への影響がカラー出力時よりも大きくなる。特に、ＹＩＱ等の輝度・色差系信号空間でエッジ強調処理を行う場合、解像度への影響はより大きいものとなる。例えば、赤の色地上の黒文字では、解像度に大きく影響するＹ信号の値が地の部分と文字の部分で同程度になってしまい、他に比べて解像度がでないということになる。
【０００６】
そこで、本発明の第１の目的は、文字の外側エッジ部において、エッジ強調処理後の信号に対して地肌濃度に応じたリミッターをつけることにより、カラー出力時には、色地上文字周囲の白抜けを発生させず、かつ、高解像度な画像を得て、モノクロ出力時には、リミッターの設定によってカラー出力時よりも解像度を高めたカラー画像処理装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、カラー原稿をモノクロモードで出力する場合には、リミッターをオフにしたり、リミッターの濃度をカラーモードで出力する場合よりも下げて、カラー出力時にリミッターをつけると同時に、モノクロ出力時にはリミッターを操作して文字の外側エッジ部の解像度を保証したカラー画像処理装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、主走査方向および副走査方向に面分布する画像データに、該画像上のエッジを強調する補正を加えるカラー画像処理装置において、入力された入力画像データに基づいて、入力画像の地肌レベルを検出する地肌レベル検出手段と、前記入力画像データに対してエッジ強調処理を行うエッジ強調処理手段と、エッジ強調処理後の画像データの値が前記入力画像データの値より小さく、かつ、前記入力画像データの値が前記地肌レベルより大きい場合には、エッジ強調処理後の画像データの値が、前記地肌レベル検出手段が検出した地肌レベルに応じて算出されたリミッター値以上の値になるように、前記エッジ強調処理手段のエッジ強調処理を制限する制限手段と、を備え、前記制限手段は、モノクロ出力時には、エッジ強調処理を制限しない、又は、カラー出力時よりもエッジ強調度合が強くなるように制限することにより前記第１および第２の目的を達成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図１ないし図８を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置の概略を示したブロック図である。本画像処理装置は、信号変換部Ａ１０１、エッジ強調部１０２、リミッター処理部１０３、信号変換部Ｂ１０４、スイッチ１０５、地肌濃度検出部１０６および操作パネル１０７を備えている。
まず、信号変換部Ａ１０１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信号を輝度信号Ｙ、色差信号ＩとＱに変換する。ここで、信号変換部Ａ１０１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、エッジ強調部１０２は、輝度信号Ｙ、色差信号Ｉ、Ｑのそれぞれにエッジ強調処理を行う。
【００１２】
リミッター処理部１０３は、スイッチ１０５からの信号がＯＮの場合に限り、エッジ強調処理後の輝度信号Ｙに対して、次式（１）の地肌濃度に応じたリミッターをかける。
Ｙ３＝ｍａｘ（Ｙ２，Ｆ（Ｔ））・・・（１）
ここで、Ｙ２は、エッジ強調処理後の信号、Ｙ３は、リミッター処理後の信号、Ｔは、地肌濃度検出部１０６で検出される地肌濃度である。また、Ｆ（Ｔ）は、地肌濃度Ｔの関数として表わされるリミッター値であり、本実施の形態では、Ｆ（Ｔ）＝ａ×Ｔ（ａは１．０以下の定数）としている。定数ａは、ここでは一例として、ユーザーが操作パネル１０７でカラー出力かモノクロ出力かを選択し、その選択信号に応じて切り替えることができるものである。また、定数ａの値は、ａ＿ｃｏｌをカラー出力時、ａ＿ｍｏｎｏをモノクロ出力時というようにしてある。例えば、操作パネル１０７においてａ＿ｍｏｎｏ＝０．０とすると、モノクロ出力時にはリミッターオフの状態ということになる。ここでは、一例としてａ＿ｃｏｌ＝１．０、ａ＿ｍｏｎｏ＝０．６となっている。
一方、スイッチ１０５からの信号がオフの場合、リミッター処理部１０３は処理を行わない。そして、信号変換部Ｂ１０４は、輝度信号Ｙ、色差信号Ｉ、ＱをＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換する。
なお、本実施の形態では、単純に地肌濃度Ｔの線形関数をリミッターとして使用しているが、もっと複雑な非線形関数を使用することも可能である。また、ここでは、リミッター処理部１０３が処理をするかどうかの決定の一例として、地肌濃度Ｔを使用しているが、これに限られるものではなく、エッジ強調後の信号にラプラシアンフィルタをかけて判断したりすることも可能である。
【００１３】
図２は、スイッチ１０５の回路構成を示した図である。スイッチ１０５は、比較器Ａ２０１、比較器Ｂ２０２およびＡＮＤ回路２０３を備えている。
比較器Ａ２０１は、エッジ強調前の輝度信号Ｙ１とエッジ強調後の輝度信号Ｙ２を比較し、Ｙ１＞Ｙ２のとき、すなわち、マイナス強調の場合に出力信号のビットを立てる。比較器Ｂ２０２は、エッジ強調前の輝度信号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２０３で２つの比較器からの出力信号のＡＮＤをとることにより、リミッター処理部１０３へのＯＮ／ＯＦＦが決定される。ＡＮＤ回路２０３は、マイナス強調、かつ、エッジ強調前の輝度信号Ｙ１が地肌濃度Ｔより高い場合にのみＯＮ、その他の場合はＯＦＦを出力するようになっている。
【００１４】
図３は、地肌濃度検出部１０６の構成を示したブロック図である。地肌濃度検出部１０６は、ラインバッファ３０１、ブロックメモリ３０２、最小値検出部３０３、最大値検出部３０４、差分値算出部３０５、地肌更新決定部３０６、地肌濃度選択部３０７および地肌濃度格納メモリ３０８を備えている。
【００１５】
本実施の形態では、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ため、まず、ラインバッファ３０１には、３ライン分の画像輝度データを溜める。ブロックメモリ３０２では、ラインバッファ３０１から３×３画素を順次切り出す。そして、最小値検出部３０３と最大値検出部３０４では、それぞれブロック内画素の輝度信号Ｙ１の最小値Ｍｉｎ＿Ｙ１と最大値Ｍａｘ＿Ｙ１を検出する。差分値算出部３０５では、それらの差分値Ｓａ＝Ｍａｘ＿Ｙ１−Ｍｉｎ＿Ｙ１を算出する。
【００１６】
地肌更新決定部３０６では、差分値Ｓａと最大値Ｍａｘ＿Ｙ１の２つの値から、地肌濃度Ｔを更新するか否かを以下のような条件に基づいて決める。
条件１：Ｓａ＜ｔｈ１
条件２：Ｍａｘ＿Ｙ１＜ｔｈ２
ここで、ｔｈ１とｔｈ２は所定の閾値とする。
地肌更新決定部３０６は、この条件１かつ条件２を満たす場合、地肌濃度Ｔを更新し（ＯＮ）、その他の場合は更新しない（ＯＦＦ）。すなわち、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Ｔの上限を規定している。
【００１７】
地肌濃度選択部３０７は、地肌更新決定部３０６が地肌濃度Ｔを更新する（ＯＮ）場合、ブロック内画素の輝度信号Ｙ１の最小値Ｍｉｎ＿Ｙ１を地肌濃度Ｔとして更新し、この地肌濃度Ｔを地肌濃度格納メモリ３０８に格納すると同時に、検出結果として出力する（図３中の経路▲１▼）。一方、地肌更新決定部３０６が地肌濃度Ｔを更新しない（ＯＦＦ）場合、地肌濃度選択部３０７は、地肌濃度格納メモリ３０８に格納されている地肌濃度Ｔを読み出し、それを検出結果として出力する（図３中の経路▲２▼）。
【００１８】
図４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た図である。図５は、地肌濃度Ｔが変わる原稿の一例を示した図である。
この図４のように、注目画素は、主走査方向に対してブロックの左端に配置されている。これは例えば、図５のように、白地→色地→白地というように地肌濃度Ｔが変わる原稿があったときの地肌濃度Ｔの変わり目である“◎”の位置で正確に地肌濃度Ｔが更新されるようにするためである。
【００１９】
図６は、第１の実施の形態に係る白抜け除去処理での信号波形の説明図である。（Ａ）は、エッジ強調前の画像エッジ部で、その濃淡の変化によって信号レベルが急変する画像信号の波形である。（Ｂ）は、（Ａ）の画像信号に対してエッジ強調処理を施したエッジ強調成分信号の波形である。（Ｃ）は、カラー出力用のパラメータａ＿ｃｏｌ＝１．０を使用して（Ｂ）のエッジ強調成分信号にリミッター処理を施した波形である。（Ｄ）は、モノクロ出力用のパラメータａ＿ｍｏｎｏ＝０．６を使用して（Ｂ）のエッジ強調成分信号にリミッター処理を施した波形である。
（Ｂ）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い、実際には値０に修正して出力することになる。しかし、このマイナス強調部分は、色地上の文字等、エッジ部においては白抜けとして現れてしまう。一方、（Ｃ）では地肌濃度Ｔに応じたリミッター処理によって、この白抜けが解消される。さらに、（Ｄ）のモノクロ出力時では、（Ｃ）よりも一段低いリミッターを使用することにより、カラー出力時よりも解像度を高める効果がある。
【００２０】
図７は、第１の実施の形態に係る白抜け除去効果の説明図である。この図７（Ａ）〜（Ｃ）は、図６（Ｂ）〜（Ｄ）と対応している。このように、本実施の形態では、文字周囲の白抜け除去処理を、カラー出力時とモノクロ出力時とで切り替えている。
【００２１】
なお、本実施例では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することが可能である。しかし、ＲＧＢ空間での場合、ＲＧＢそれぞれの信号に関して地肌濃度Ｔを検出し、リミッターをかける必要がある。
そこで、本実施の形態のように、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Ｔを検出し、リミッター処理をすれば良く、リミッター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起きないという利点がある。また、無彩色地以外の色地の場合に、例えば地肌濃度Ｔが上手く検出されず、リミッター処理がＯＦＦになってしまったときでも、色差成分が残ることから白抜けにはならないという利点もある。
【００２２】
本実施の形態によると、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、文字の外側エッジ部において、エッジ強調処理後の信号に対して色地の地肌濃度Ｔに応じたリミッターをかけるため、白抜けを抑制することができる。そして、モノクロ出力時には、リミッターの設定を操作しリミッターをＯＦＦの状態に近づける、または、カラー出力時よりもリミッターの濃度を低く設定することによってカラー出力時よりも解像度を高めることができる。
また、エッジ強調前の信号Ｙ１が地肌濃度Ｔよりも低い場合にはリミッター処理をＯＦＦにするため、白抜き文字等で逆に濃度を上げてしまうといったことが起こらず、鮮鋭度の高い白抜き文字を再生することができる。そして、モノクロ出力時には、カラー出力時よりもリミッターを一段低くすることによって、解像度を上げることができる。
本実施の形態では、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解像度を上げることができる。
【００２３】
次に、第２の実施の形態を説明する。以下、第１の実施の形態と異なる点について説明する。
図８は、第２の実施の形態でのモノクロ出力時の白抜け除去効果の説明図である。このように、本実施の形態では、主走査ラインで１ラインおきに、定数ａの値を切り替えている。
第１の実施の形態は、モノクロ出力時に一様にリミッターを低くすることによって解像度をあげるものである。これに対して、本実施の形態では、所定のパターンでリミッターを下げる割合（ａ＿ｍｏｎｏの値）を切り替える手法を用いることにより解像度をあげる。定数ａの値は、ａ＿ｍｏｎｏ＿ｏｄｄを奇数番目のラインのとき、ａ＿ｍｏｎｏ＿ｅｖｅｎを偶数番目のラインのときというようにしている。ここでは、一例としてａ＿ｍｏｎｏ＿ｏｄｄ＝０．８、ａ＿ｍｏｎｏ＿ｅｖｅｎ＝０．４として、マイナス強調の部分を中間調処理で用いられる、万線スクリーン方式のような形状にする。
第２の実施の形態では、モノクロ出力時に、所定のパターンでリミッターの濃度を下げる割合を切り替えるので、ハイライト地上の文字周囲の白抜けを抑制しつつ、かつ、マイナス強調部の濃度平均をカラー出力時よりも低くすることができるので解像度を高めることができる。
また、モノクロ出力時に、主走査ラインの１ラインおきにリミッターの濃度を下げる割合を切り替えるので、ハイライト地上の文字周囲の白抜けを抑制しつつ、解像度を高めることができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、エッジ強調処理手段により処理された画像データの値が、入力画像データの値より小さく、かつ、入力画像データの値が地肌レベルより大きい場合には、エッジ強調処理手段により処理された画像データの値が、リミッター値算出手段により算出されたリミッター値以上の値になるように、エッジ強調処理手段のエッジ強調処理を制限し、モノクロ出力時には、エッジ強調処理を制限しない、又は、カラー出力時よりもエッジ強調度合が強くなるように制限することにより、カラー出力時には色字上文字周囲の白抜けを抑制し、モノクロ出力時には、カラー出力時よりも解像度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置の概略を示したブロック図である。
【図２】スイッチの回路構成を示した図である。
【図３】地肌濃度検出部の構成を示したブロック図である。
【図４】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た図である。
【図５】地肌濃度Ｔが変わる原稿の一例を示した図である。
【図６】第１の実施の形態に係る白抜け除去処理での信号波形の説明図である。
【図７】第１の実施の形態に係るの白抜け除去効果の説明図である。
【図８】第２の実施の形態でのモノクロ出力時の白抜け除去効果の説明図である。
【符号の説明】
１０１ 信号変換部Ａ
１０２ エッジ強調部
１０３ リミッター処理部
１０４ 信号変換部Ｂ
１０５ スイッチ
１０６ 地肌濃度検出部
１０７ 操作パネル
２０１ 比較器Ａ
２０２ 比較器Ｂ
２０３ ＡＮＤ回路
３０１ ラインバッファ
３０２ ブロックメモリ
３０３ 最小値検出部
３０４ 最大値検出部
３０５ 差分値算出部
３０６ 地肌更新決定部
３０７ 地肌濃度選択部
３０８ 地肌濃度格納メモリ

Claims (1)

1. 主走査方向および副走査方向に面分布する画像データに、該画像上のエッジを強調する補正を加えるカラー画像処理装置において、
   入力された入力画像データに基づいて、入力画像の地肌レベルを検出する地肌レベル検出手段と、
   前記入力画像データに対してエッジ強調処理を行うエッジ強調処理手段と、
   エッジ強調処理後の画像データの値が前記入力画像データの値より小さく、かつ、前記入力画像データの値が前記地肌レベルより大きい場合には、
   エッジ強調処理後の画像データの値が、前記地肌レベル検出手段が検出した地肌レベルに応じて算出されたリミッター値以上の値になるように、前記エッジ強調処理手段のエッジ強調処理を制限する制限手段と、を備え、
   前記制限手段は、モノクロ出力時には、エッジ強調処理を制限しない、又は、カラー出力時よりもエッジ強調度合が強くなるように制限することを特徴とするカラー画像処理装置。

Images