JP4123116B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に多値画像データに対して圧縮処理を行う画像処理装置および画像処理方法に関する。

多値カラー画像データに対する画像処理、特に圧縮処理において、1ページ分の画像処理に要する処理時間を短縮したり、画像データを蓄積するためのメモリの容量を削減したり、圧縮後の1ページ分の符号データ量を削減(高圧縮率化)したりするために、多値カラー画像データを輝度（Ｙ）成分と色差（Ｃ）成分に分解し（ＹＣｂＣｒ，Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色空間）、そのうちの色差成分をサブサンプリングして処理対象となる画像データの容量（データ量）を削減する手法が広く用いられている。

ＩＳＯ ＤＩＳ １０９１８−１（ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ．Ｔ．８１）で定義されるＪＰＥＧ(Joint Photographic Coding Experts Group)方式では、複数の成分（ＲＧＢ，ＹＭＣＫ，Ｌ^* ａ^* ｂ^* ，ＹＣｂＣｒ等）からなるカラー画像データの所望の成分をサブサンプリングして圧縮処理することが可能である。

このＪＰＥＧ方式で規定されるサブサンプリングのフォーマットとしては多数のバリエーションが存在し、一般的にはあまり用いられていないフォーマットも存在する。多数のバリエーションの中で代表的であり、一般的に用いられているフォーマットは、４：４：４(サブサンプリング無し)、４：２：２(主走査方向のみ１／２にサンプリング)、４：２：０(主走査方向/副走査方向共に１／２にサンプリング、これは４：１：１とも呼ばれる)の３種類である。

この種のサブサンプリングを実現するために、従来は、ＲＧＢ，ＣＩＥ Ｌａｂ，ＹＣｂＣｒの色空間毎に、適用可能なサブサンプリングのフォーマットを符号化属性として保存しておき、カラーＦＡＸの送信の際に、受信側の能力に応じて送信時に適用する符号化属性を決定するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に示される従来技術によれば、ＦＡＸ送信時の受信側端末の能力に合わせてＪＰＥＧ方式における符号化属性を選択したり、選択された色空間に対して適用されることの無い符号化属性を予め排除したりすることで、ＲＧＢ空間の画像データにサブサンプリングを適用することによって生じる画質劣化を避けることができる。

特開平７−２３２３１号公報

しかしながら、特許文献１に示される従来技術では、用途に適したサブサンプリング方式を選択するものではないために、次のような課題がある。すなわち、ディスプレイ上で見る場合はサブサンプリングによって色成分の情報が欠落していると画質劣化が目立ち易く、プリンタ等の出力機器で出力した場合は輝度成分を高圧縮率で処理することによって生じる細かな文字周辺のノイズが目立ち易い。また、写真画像では色成分をサブサンプリングしても影響は少ないが、色文字／色細線を含む画像では色成分をサブサンプリングすることによるエッジ部分の彩度低下が顕著になる。さらに、データ量が多くなる高解像度画像データに対して４：４：４形式のフォーマットを適用した場合、処理時間が増大するとともに、必要となるメモリ容量が増大する。

そこで、本発明は、機器の動作モードに応じた最適な画像処理を実現することが可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、入力されるカラー画像データを輝度成分画像データと色成分画像データに分離し、このＹ／Ｃ分離された前記色成分画像データをサブサンプリングしてＹ／Ｃ分離された前記輝度成分画像データと共に記憶部に記憶し、しかる後当該記憶部から読み出した前記色成分画像データをアップサンプリングして前記記憶部から読み出した前記輝度成分画像データと共に出力する画像処理装置において、原稿画像を読み取り、その読み取った画像データを用紙に印刷して出力するコピーモードと原稿画像を読み取るスキャンモードとで、前記サブサンプリングのサンプリング形式を切り替えるとともに、前記コピーモードでは１／２にサブサンプリングする形式とし、前記スキャンモードではサブサンプリング無しの形式とすることを特徴としている。

画像処理装置の動作モードに応じて、入力されるカラー画像データに適用するサンプリング方式を切り替える処理を行う、具体的には、原稿画像を読み取り、その読み取った画像データを用紙に印刷して出力するコピーモードでは、リアルタイムで処理しなければならないために主走査方向/副走査方向共に１／２にサンプリングする形式を適用し、原稿画像を読み取るスキャンモードでは、サブサンプリング無しの形式を適用する。

本発明によれば、入力されるカラー画像データに適用するサンプリング方式を、画像処理装置の動作モードに応じて切り替えることにより、動作モードに応じた最適な処理を行うことが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。図１から明らかなように、本実施形態に係る画像処理装置は、画像入力部１１、Ｙ（輝度）／Ｃ（色）分離部１２、サブサンプリング部１３、画像圧縮部１４、記憶部１５、画像伸長部１６、アップサンプリング部１７、画像出力部１８および動作制御部１９を有する構成となっている。

画像入力部１１は、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサ等からなる画像読取装置であり、原稿画像を読み取ることにより得られるＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラー画像データを入力する。Ｙ／Ｃ分離部１２は、画像入力部１１から入力されるカラー画像データを輝度成分画像データと色成分画像データに分離する（ＹＣｂＣｒ，Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色空間）。サブサンプリング部１３は、処理の対象となるカラー画像データの容量（データ量）を削減するために、Ｙ／Ｃ分離部１２によって分離された色成分画像データをサブサンプリングする。サブサンプリング部１３での具体的な処理については後述する。

画像圧縮部１４は、Ｙ／Ｃ分離部１２によって分離された輝度成分画像データと、サブサンプリング部１３によってサブサンプリングされた色成分画像データを圧縮処理し、符号データを生成する。記憶部１５は、画像圧縮部１４によって圧縮処理された符号データを記憶する。画像伸長部１６は、記憶部１５から読み出される符号データを伸長処理して輝度成分画像データと色成分画像データを生成する。アップサンプリング部１７は、画像伸長部１６によって伸長された色成分画像データをアップサンプリングして圧縮前の元の色成分画像データに戻す。画像出力部１８は、画像伸長部１６によって伸長された輝度成分画像データとアップサンプリング部１７によってアップサンプリングされた色成分画像データを、例えば用紙に印刷することによって出力する。

動作制御部１９は、例えばマイクロコンピュータによって構成され、画像入力部１１、Ｙ／Ｃ分離部１２、画像圧縮部１４、画像伸長部１６、アップサンプリング部１７および画像出力部１８の各制御を行うとともに、サブサンプリング部１３に対しては画像入力部１１から入力されるカラー画像データの読み取りモードに応じてサブサンプリング部１３の動作を切り替える処理と、本画像処理装置の動作モードに応じてサブサンプリング部１３の動作を切り替える処理を行う。

図２は、サブサンプリング部１３の具体的な処理例を説明するための概念図である。ここでは、一例として、ＪＰＥＧ方式で規定されるサブサンプリングで一般的に用いられている３種類のフォーマット、即ち４：４：４(サブサンプリング無し)、４：２：２(主走査方向のみ１／２にサンプリング)、４：２：０(主走査方向/副走査方向共に１／２にサンプリング、４：１：１とも呼ばれる)について示している。図２において、太線の実線は８×８ブロック境界を、細線の実線はオリジナルの画像の画素境界を、細線の点線はサブサンプリング後の画像の画素境界をそれぞれ示している。サブサンプリング部１３は、４：４：４モード、４：２：２モードおよび４：２：０モードを動作モードとして持っている。

サブサンプリング部１３は先ず、入力されるカラー画像データの読み取りモード、即ち処理対象画像の属性（写真、文字等）や解像度に応じて、入力されるカラー画像データに適用するサンプリング方式を切り替える処理を行う。一例として、６００ｄｐｉ(dot per inch)程度の高解像度の画像に対しては主走査方向/副走査方向共に１／２にサンプリングする４：２：０形式に固定とする。これにより、限られたメモリ容量での機器の動作保証と動作速度の保証が可能となる。また、４００ｄｐｉ以下の低解像度の画像であって、色文字／色細線を含む画像ではサブサンプリング無しの４：４：４形式を適用し、写真画像では４：２：０形式を適用する。これにより、画質低下を防止することができる。

サブサンプリング部１３はさらに、本画像処理装置の動作モードに応じて、入力されるカラー画像データに適用するサンプリング方式を切り替える。一例として、原稿画像を読み取り、その読み取った画像データを用紙に印刷して出力するコピーモードでは、リアルタイムで処理しなければならないために主走査方向/副走査方向共に１／２にサンプリングする４：２：０形式に固定とする。これにより、動作速度の保証を可能にする。また、原稿画像を読み取るスキャンモードでは、サブサンプリング無しの４：４：４形式を適用する。これにより、高画質な処理結果を得ることが可能になる。

上述したように、スキャナやスキャナ機能を持つ複合機などの画像処理装置、特に圧縮処理を行う機能を持つ画像処理装置において、入力されるカラー画像データに適用するサンプリング方式を、当該カラー画像データの読み取りモード(画像属性や解像度)に応じて切り替えることにより、画質低下の防止および動作速度の保証が可能になるとともに、限られたメモリ容量での機器の動作保証が可能になる。

さらに、サブサンプリング後の画像データをアップサンプリングし、元の画像データに戻してから出力する複合機などの画像処理装置において、入力されるカラー画像データに適用するサンプリング方式を、本画像処理装置の動作モードに応じて切り替えることにより、動作モードに応じた最適な処理を行うことが可能になる。

なお、上記実施形態では、画像入力部１１および画像出力部１８を共に備えた画像処理装置（例えば、複合機）に適用した場合を例に挙げて説明したが、画像入力部１１、Ｙ／Ｃ分離部１２およびサブサンプリング部１３のみを備えた画像処理装置（例えば、スキャナ）や、あるいは画像圧縮部１４および記憶部１５をさらに備えた画像処理装置にも適用可能である。この場合は、入力されるカラー画像データに適用するサンプリング方式を、当該カラー画像データの読み取りモード(画像属性や解像度)に応じて切り替える制御のみが行われることになる。

また、図１に示したシステム構成は一例に過ぎず、本発明はこのシステム構成への適用に限られるものではない。すなわち、例えば図３に示すように、画像入力部１１、Ｙ／Ｃ分離部１２、サブサンプリング部１３、画像圧縮部１４、記憶部１５、画像伸長部１６、アップサンプリング部１７および画像出力部１８を、データバス２０を介して相互に接続し、相互間でのデータのやりとりを動作制御部１９の制御の下に、バス制御部２１によって行うシステム構成に適用することも可能である。

本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 サブサンプリング部の具体的な処理例を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像処理装置の他のシステム構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１…画像入力部、１２…Ｙ／Ｃ分離部、１３…サブサンプリング部、１４…画像圧縮部、１５…記憶部、１６…画像伸長部、１７…アップサンプリング部、１８…画像出力部、１９…動作制御部、２０…データバス、２１…バス制御部

Claims (3)

1. 入力されるカラー画像データを輝度（Ｙ）成分画像データと色（Ｃ）成分画像データに分離するＹ／Ｃ分離手段と、
   前記Ｙ／Ｃ分離手段によって分離された前記色成分画像データをサブサンプリングするサブサンプリング手段と、
   前記Ｙ／Ｃ分離手段によって分離された前記輝度成分画像データと前記サブサンプリング手段によってサブサンプリングされた前記色成分画像データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段から読み出された前記色成分画像データをアップサンプリングするアップサンプリング手段と、
   前記記憶手段から読み出された前記輝度成分画像データと前記アップサンプリング手段によってアップサンプリングされた前記色成分画像データとを出力する画像出力手段と、
   原稿画像を読み取り、その読み取った画像データを用紙に印刷して出力するコピーモードと原稿画像を読み取るスキャンモードとで、前記サブサンプリング手段の動作を切り替える制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記コピーモードでは１／２にサブサンプリングする形式とし、前記スキャンモードではサブサンプリング無しの形式とするように前記サブサンプリング手段の動作を切り替える
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記Ｙ／Ｃ分離手段によって分離された前記輝度成分画像データと前記サブサンプリング手段によってサブサンプリングされた前記色成分画像データを圧縮処理して符号データを生成し、当該符号データを前記記憶手段に記憶する圧縮手段と、
   前記記憶手段から読み出された前記符号データを伸長処理し、前記輝度成分画像データと前記色成分画像データを生成して前記アップサンプリング手段に供給する伸長手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 入力されるカラー画像データを輝度（Ｙ）成分画像データと色（Ｃ）成分画像データに分離し、このＹ／Ｃ分離された前記色成分画像データをサブサンプリングしてＹ／Ｃ分離された前記輝度成分画像データと共に記憶部に記憶し、しかる後当該記憶部から読み出した前記色成分画像データをアップサンプリングして前記記憶部から読み出した前記輝度成分画像データと共に出力する画像処理方法であって、
   原稿画像を読み取り、その読み取った画像データを用紙に印刷して出力するコピーモードと原稿画像を読み取るスキャンモードとで、前記サブサンプリングのサンプリング形式を切り替えるとともに、
   前記コピーモードでは１／２にサブサンプリングする形式とし、前記スキャンモードではサブサンプリング無しの形式とする
   ことを特徴とする画像処理方法。

Images