JP4401560B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー複写機のような従来の画像処理システムは、原稿の走査により画素データを獲得し、そのデータに様々な画像処理を施してレーザビーム式再生エンジンやインクジェット式再生エンジン等への引き渡しに適した出力データを生成する。従来の画像処理システムは、まず最初に、走査された画像を表す赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の信号を電荷結合素子（ＣＣＤ）から受信する。受信された信号が画像処理の対象となる。
【０００３】
図１は前述の従来の画像処理システムにおける画像処理を示す図である。図１に示されるように、ＣＣＤから出力される画像信号はアナログ信号処理ユニット１０１に入力され、その信号は、利得及びオフセット調整の処理が施される。次に、Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号は、Ａ／Ｄコンバータ１０２によって８ビットのデジタル画像信号Ｒ１，Ｂ１，Ｇ１にそれぞれ変換される。これらの信号は、各信号に対してシェーディング補正を適用するためにシェーディング補正ユニット１０３に入力される。ライン遅延回路１０４及び１０５は、Ｒ１，Ｂ１，Ｇ１各信号間のタイミングを整合させ、その結果ライン遅延回路１０５の後には、信号Ｒ，Ｇ，Ｂの値が、時間上の同一点において同一の画素を表すようにすべく、ＣＣＤ内のセンサの間隔を補償するために使用される。
【０００４】
入力マスキングユニット１０６は、ＣＣＤの色分解特性により決定される読み取り色空間を標準色空間に変換し、ＬＯＧコンバータ１０７は、輝度信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４を濃度信号Ｃ０，Ｍ０，Ｙ０に変換する。濃度信号は、ライン遅延メモリ１０８により、判定信号ＵＣＲ（下色除去），ＦＩＬＴＥＲ，ＳＥＮが後述するように生成され得るまで遅延される。
【０００５】
ライン遅延メモリ１０８による信号の遅延の後、マスキングＵＣＲ回路１０９はＵＣＲ信号を用いて濃度信号から黒信号を抽出し、可変変倍回路１１０は画像信号及び黒文字判定信号を主走査方向について拡張及び圧縮する。空間フィルタ処理ユニット１１１はＦＩＬＴＥＲ信号を用いてフィルタ処理を行い、その結果得られたフレーム順次画像信号Ｍ４，Ｃ４，Ｙ４，Ｂｋ４は、画像の出力における解像度を決定するＳＥＮ信号とともに再生エンジン１１２に送られる。
【０００６】
前述の信号ＵＣＲ，ＦＩＬＴＥＲ，ＳＥＮは黒文字判定ユニット１１３から出力される。特に、黒文字判定ユニット１１３で生成されるＵＣＲ信号は０から７の値を有し、その０から７の値は、より濃い黒から薄い黒へと、信号Ｂｋ２を生成するためにマスキングＵＣＲ回路１０９により信号Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１から除去されるべき黒成分の量を示している。黒文字判定ユニット１１３により生成される信号ＦＩＬＴＥＲは２ビット値であり、その値０，１，２，３は、平滑処理，強エッジ強調，中エッジ強調，弱エッジ強調をそれぞれ示す。それに応じて、信号ＦＩＬＴＥＲは空間フィルタ処理ユニット１１１へ入力され、信号Ｍ３，Ｃ３，Ｙ３，Ｂｋ３に適用されるフィルタ処理の量及びタイプを制御する。
【０００７】
信号ＳＥＮは、黒文字判定ユニット１１３から再生エンジン１１２に出力される１ビット信号であり、値０はエンジン１１２に対して印刷を２００線／インチの解像度で印刷を進行することを示し、値１は４００線／インチの解像度を要求することを示す。
【０００８】
信号ＵＣＲ，ＦＩＬＴＥＲ，ＳＥＮの値はルックアップテーブル（ＬＵＴ）１１７の出力であり、ＬＵＴ１１７は、対象画素を含む文字の幅と、文字のエッジに対する対象画素の近接度と、対象画素の色度とを示す信号を受け取る。そのため、ＵＣＲ，ＦＩＬＴＥＲ，ＳＥＮの出力値は、各対象画素について計算され、そして、ＬＵＴによって指定される関係に応じた画素に対応する、検出された文字幅およびエッジ近接度および色度に基づいて決定される。
【０００９】
例えば、信号ＦＩＬＴＥＲの値１は、エッジ近くに位置し、色度が低く、相対的に細い文字に含まれる対象画素について用いられる。というのは、そのようなファクタはその画素が小さくかつ黒い文字内にあることを示唆しているためである。他の例においては、対象画素がエッジ近くになく、非常に太い領域に含まれている場合には、信号ＳＥＮには値として０（２００線／インチの解像度に相当）が割り当てられる。それというのは、トナーのドットが大きいほど小さなドットよりも単位領域についてのトナー量が多くなり、よりよい中間調画像が生成されるためである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ライン遅延メモリ１０８は、信号ＵＣＲ，ＦＩＬＴＥＲ，ＳＥＮがユニット１１３により生成されるまで信号を遅延させる。さらに、走査された文書の各画素はユニット１１３により処理される必要がある。従って、上述した構成ブロック１１４から１１６の機能は画像処理の速度についての隘路になることがわかる。
【００１１】
それゆえ、ソフトウエアを利用したユニット１１３の画像処理機能の遂行がもくろまれてはいたものの、これら機能の従来のソフトウエアによる実施は、ハードウエアによる構成と比較して非常に長い処理時間を要している。
【００１２】
前述したことを考慮すれば、ユニット１１３のようなハードウエア要素によって引き起こされる遅延を短縮することで処理時間を短縮することが要請されている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、像域分離処理の結果を用いて画素データに適用されるソフトウエア処理を決定することで、前述の問題点の解決を図るものである。像域分離処理の結果を利用することで、ある画素が相当量の処理を受けるべきか、それとも最小限の処理でよいのか、それとも全く処理する必要がないのかを決定することができる。その結果、画像処理は、ハードウエアを基にした処理に比べて柔軟となり、かつ速度の点で実行可能なものとなる。
【００１４】
本発明は、その一側面によれば以下の構成を有する。
入力画像を示す低解像度の画像データを取得する第１取得手段と、
前記低解像度の画像データを用いて像域分離処理を行う像域分離処理手段と、
前記入力画像を示す高解像度の画像データを取得する第２取得手段と、
前記像域分離処理手段の結果に基づき、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であるか判定する判定手段と、
前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であると前記判定手段により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、黒文字判定を行い、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内でないと前記判定手段により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、前記黒文字判定を行わない画像処理手段とを有し、
前記判定手段と前記画像処理手段とを最終画素まで繰り返し、
前記像域分離手段と前記判定手段と前記画像処理手段とがソフトウエアにより実現されることを特徴とする画像処理装置。
【００１６】
この要約は、本発明の本質が直ちに理解できるように記載されたものである。以下の発明の実施の形態を添付図面とともに参照することで、本発明をより完全に理解できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施形態による画像処理装置の断面図である。図２の装置において、画像スキャナ２０１は原稿を読み、読み込んだ原稿の画素データをデジタル信号へとデジタル的に加工する。プリンタ２０００は、画像スキャナ２０１により読み込まれた原稿に対応する画像をフルカラーで印刷シート上に印刷する。
【００１８】
画像スキャナ２０１において、原稿２０４は文書カバー２０２で覆われたプラテンガラス上にセットされ、ハロゲンランプ２０５によって露光される。原稿２０４からの反射光は反射鏡２０６，２０７でさらに反射され、レンズ２０８を通過した後、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を識別するためのＣＣＤ２１０上の焦点に集められる。注意すべきは、レンズ２０８は赤外線フィルタ２３１により覆われていることである。
【００１９】
本好適な実施形態においては、それぞれの色要素を読み取るためのＣＣＤ２１０におけるセンサの各列は５０００画素からなり、そのためＣＣＤ２１０は、４００ｄｐｉでＡ３サイズ原稿の短辺、すなわち２７９ｍｍにわたって読み取ることができる。ＣＣＤ２１０は原稿２０４の色情報をＲＧＢ色要素からなるフルカラー色情報へと分離し、フルカラー情報を色信号へと変換する。
【００２０】
さらに、標準白板２１１は、ＣＣＤ２１０のＲ，Ｇ，Ｂフォトセンサ２１０−１から２１０−３により読み取ったデータを補正するための補正データを生成する。標準白板２１１は可視光の範囲において一様な反射特性を有しており、白色を呈する。データを補正した後、ＣＣＤ２１０は信号を信号処理ユニット２０９に送る。
【００２１】
注意すべきは、ＣＣＤ２１０の電気的走査方向（主走査方向）について直交する方向に対して、ハロゲンランプ２０５及び反射鏡２０６は速度ｖで移動し、反射鏡２０７は速度（１／２）ｖで移動することである。原稿２０４全体はこの方法によって走査される。また、信号処理ユニット２０９において、スキャナにより生成された読み取り信号は電気的に処理されてマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黄（Ｙ）、黒（Ｂｋ）の色要素に分解され、プリンタ２００に送られる前に格納される。
【００２２】
プリンタ２００においては、画像スキャナ２０１からの各画像信号Ｍ，Ｃ，Ｙ，ＢＫはレーザドライバ２１２に送られる。レーザドライバ２１２は、画像信号に基づいて変調された信号によって半導体レーザ２１３を駆動する。レーザビームは、ポリゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、反射鏡２１６を介して静電ドラム２１７を走査する。
【００２３】
現像ユニットは、マゼンタ現像器２１９，シアン現像器２２０，黄色現像器２２１，黒色現像器２２２からなる。これら４つのドラムは静電ドラム２１７に接して共に回転するように構成され、静電ドラム２１７上に形成されたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの潜像を対応する色のトナーで現像する。また、転写ドラム２２３は、用紙カセット２２４または２２５から供給された１枚の用紙シートを引きつけ、静電ドラム２１７上に現像されたトナー像は用紙シートに転写される。用紙シートは定着ユニット２２６を通過してから排出される。
【００２４】
図３は、本発明による処理のための画像データを含む文書を示す。図３には、タイトルデータ３０１やテキストデータ３０２、画像データ３０４、線描画データ３０５、表データ３０６を含んだ多くのタイプの画素データを包含する文書３００を示す。もちろん、これらの、あるいは他のタイプの画素データを含む他の文書であっても本発明によって処理し得る。この点について、図４により、本発明によって文書の画素データを処理するための処理ステップの流れ図を示す。
【００２５】
概略では、図４の処理ステップは、文書の画素データの入力や、画像データ内の画素のタイプを判定するために画素データ上の像域分離処理、像域分離処理に基づいた文書のオブジェクト領域内に画素があるか否かの判定、オブジェクト領域に応じた画素データの処理の遂行を含んでいる。この処理は、画素のエッジに対する近接度の検出や、画素を含む文字の太さの検出、画素の域度の検出等を含んでいても良い。
【００２６】
処理の流れはステップＳ４０１から開始され、そこでは文書が低解像度で走査される。図２について説明したように、本好適な実施形態においては、この走査は画像スキャナ２０１によって行われる。もちろん、ステップＳ４０１において文書を走査するための他のシステムを利用することも可能である。ステップＳ４０１においては、処理時間短縮のために文書は低解像度で走査される。それというのは、低解像度の走査は、従来、高解像度の走査よりも迅速に行われるためである。また、出願人は、引き続き行う像域分離処理を目的とする場合には、低解像度の画素データで満足すべき結果が得られることを見いだした。
【００２７】
従ってステップＳ４０２では、像域分離処理が画素データ上で行われ、走査された文書を「ブロック化」した表現が生成される。この表現は図５に表現５００として示されている。どのような従来の像域分離（あるいはページ分割）技術でも、ステップＳ４０２に利用することができる。
【００２８】
通常、像域分離技術は、画像内の領域を識別し、識別された領域に、写真やテキスト、タイトル、表、線描画等の属性を割り当てる。上述したリストの出願及び特許に記載されているように、他の多くの属性のタイプを識別された領域に割り当てることが可能である。
【００２９】
次に、ステップＳ４０４において、文書は高解像度で走査される。高解像度のデータは出力画像の生成のために利用されることから、高解像度データの方が低解像度データよりも望ましい。本発明の他の実施形態においては、文書はステップＳ４０１におい高解像度で走査されて、引き続きステップＳ４０２における低解像度画像上での像域分離処理遂行のために低解像度に変換される。したがって、この、他の実施形態においては、ステップＳ４０４は行われない。
【００３０】
本実施形態のステップＳ４０４で高解像度画像が走査された後、先頭の高解像度画素データがステップＳ４０５で検索される。ステップＳ４０６においては、検索された画素が文書のオブジェクト領域内にあるか判定される。好適な実施形態においては、テキスト領域のみがオブジェクト領域とみなされる。もちろん利用者の好みに応じて、線や線描画、タイトル、表領域をオブジェクト領域とみなしてもよい。また、本好適な実施形態においては、ステップＳ４０６における判定は、画素の座標を判定し、その座標を表現５００に示されているようなブロック化画像領域と比較することで行われる。画素の座標がブロック化領域の座標内であれば、ステップＳ４０６における判定はＹＥＳとなる。したがって、処理の流れはステップＳ４０７へと進み、画素が内部に存在するオブジェクト領域に応じて画素データを処理する。図４に示すように、ステップＳ４０６において検索された画素が文書のオブジェクト領域内に無いと判定されれば、処理はステップＳ４０９に直接続く。
【００３１】
画素の処理は多くの方法で進めることができる。好適な実施形態では、図４の工程は、ユニット１１３と同じ機能を提供するモジュールにおいて具体化される。したがって、ソフトウエア方法を「オブジェクト領域」の画素に適用し、文字太さ判定回路１１４やエッジ検出部１１５、色度判定回路１１６により提供されるのと同じ機能を提供することも可能である。選択された画素のみが処理されるために、黒文字判定に起因する遅延は従来のシステムに比べて短縮できる。もちろん、ステップＳ４０７においては、他のどのような処理が画素上で行われてもよい。
【００３２】
ステップＳ４０９においては、検索された画素が画像上における最後の画素であるか判定される。そうでなければ、処理はステップＳ４１０へと進む。次の高解像度画素がステップＳ４１０により検索され、処理はそこから上述したステップＳ４０６へと進む。
【００３３】
最後に、ステップＳ４０９において最新の検索された画素が獲得された画素データにおける最後の画素であると判定されたなら、図４の処理ステップは終了する。
【００３４】
以上、本発明を、現時点で好適と思われる実施形態について説明した。そしてその一方、本発明は上述した実施形態に限定されないことも理解されるはずである。反対に、本発明は、特許請求の範囲の趣旨及び範囲内で、様々な変更及び均等な構成を含んでいる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、像域分離処理の結果を用いて画素データに適用される処理を決定することで、処理の遅延を解消する。その際、像域分離処理の結果を利用することで、ある画素が相当量の処理を受けるべきか、それとも最小限の処理でよいのか、それとも全く処理する必要がないのかを決定する。その結果、画像処理を柔軟かつ高速に実行可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像処理ユニットにおける画像信号の流れを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態によるカラー複写機の断面図である。
【図３】本発明によって処理される画素データを含む文書の図である。
【図４】本発明による画素データの処理のためのプロセッサにより実行可能な処理ステップの流れ図である。
【図５】像域分離処理により識別されるオブジェクト領域を表す図である。

Claims (6)

1. 入力画像を示す低解像度の画像データを取得する第１取得手段と、
   前記低解像度の画像データを用いて像域分離処理を行う像域分離処理手段と、
   前記入力画像を示す高解像度の画像データを取得する第２取得手段と、
   前記像域分離処理手段の結果に基づき、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であるか判定する判定手段と、
   前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であると前記判定手段により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、黒文字判定を行い、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内でないと前記判定手段により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、前記黒文字判定を行わない画像処理手段とを有し、
   前記判定手段と前記画像処理手段とを最終画素まで繰り返し、
   前記像域分離手段と前記判定手段と前記画像処理手段とがソフトウエアにより実現されることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記黒文字判定は、文字太さ判定、エッジ検出および色度判定を含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 入力画像を示す低解像度の画像データを取得する第１取得工程と、
   前記低解像度の画像データを用いて像域分離処理を行う像域分離処理工程と、
   前記入力画像を示す高解像度の画像データを取得する第２取得工程と、
   前記像域分離処理工程の結果に基づき、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であるか判定する判定工程と、
   前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であると前記判定工程により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、黒文字判定を行い、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内でないと前記判定工程により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、前記黒文字判定を行わない画像処理工程とを有し、
   前記判定工程と前記画像処理工程とを最終画素まで繰り返し、
   前記像域分離工程と前記判定工程と前記画像処理工程とがソフトウエアにより実現されることを特徴とする画像処理方法。
4. 前記黒文字判定は、文字太さ判定、エッジ検出および色度判定を含むことを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
5. 入力画像を示す低解像度の画像データを取得する第１取得手段と、
   前記低解像度の画像データを用いて像域分離処理を行う像域分離処理手段と、
   前記入力画像を示す高解像度の画像データを取得する第２取得手段と、
   前記像域分離処理手段の結果に基づき、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であるか判定する判定手段と、
   前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内であると前記判定手段により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、黒文字判定を行い、前記高解像度の画像データにより示される画素が文書のオブジェクト領域内でないと前記判定手段により判定された場合は、該高解像度の画像データに対して、前記黒文字判定を行わない画像処理手段とをコンピュータにより実現するためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体であって、
   前記判定手段と前記画像処理手段とを最終画素まで繰り返すことを特徴とするコンピュータ可読記録媒体。
6. 前記黒文字判定は、文字太さ判定、エッジ検出および色度判定を含むことを特徴とする請求項５記載のコンピュータ可読記録媒体。

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