JP4994325B2 - 画像処理装置及び当該画像処理装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像入力部により原稿画像が光電変換された画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する画像識別部を備えている画像処理装置及び当該画像処理装置を備えた画像形成装置に関する。

特許文献１には、スキャナなどの画像入力部により原稿画像が光電変換された画像データを構成する各画素の彩度を求め、当該彩度がある閾値以上の画素の存在個数が予め定められた個数以上であるか否かに基づいて当該画像データのカラー判定を行なう画像処理装置が開示されている。このように画像データのカラー判定を自動で行なう機能は、オートカラーセレクト（Auto Color Select：以下、「ＡＣＳ」と記載する。）と呼ばれている。
特開２００２−３６９０１２号公報

ところで、画像入力部で原稿画像を画像データに光電変換する際に、ＣＣＤ特性やレンズ特性などに基づくノイズ成分が当該画像データに重畳し、各画素の彩度が変化することがある。画像データに施される画像処理によっても、同様に各画素の彩度が変化することがある。

このような現象による彩度の変化で、当該彩度がＡＣＳによるカラー判定の閾値を超えてしまった本来モノクロ画素と識別されるべき画素は、カラー画素として識別されてしまう。特許文献１に開示された画像処理装置によるＡＣＳでは、本来はモノクロ画素であるが誤ってカラー画素と識別された画素と、本来のカラー画素を区別できないため、画像データに含まれるカラー画素の存在個数が予め定められた個数に近い値になると誤ったカラー判定が下されることがある。

また、例えば、朱印が捺印された原稿画像や蛍光ペンなどで一部がマーキングされた原稿画像などのカラー画素数は少ないがカラー画像として処理したい画像データが、モノクロ画像であると判定されることがある。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、オペレータの所望の識別基準に基づいて画像データのカラー判定を簡便に且つ正確に行なうことができる画像処理装置及び当該画像処理装置を備えた画像形成装置を提供する点にある。

上記目的を達成するために、本発明による画像処理装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、画像入力部により原稿画像が光電変換された画像データを構成する所定の画素がカラー画素であるかモノクロ画素であるかを識別し、識別されたカラー画素数またはモノクロ画素数に基づいて当該画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する画像識別部を備えている画像処理装置であって、前記画像識別部により当該画像データを何れに処理すべきかが識別できないときに、当該画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかの入力を要求する入力処理部と、当該画像データに対する色空間特性を算出し、当該色空間特性を前記入力処理部による入力情報とともに識別基準データとして記憶部に記憶する画像識別学習部を備え、前記画像識別部は当該画像データを前記入力処理部による入力情報に基づいてカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別するとともに、その後画像入力部により入力された第二の画像データが何れに処理すべきかが識別できないときに、前記識別基準データに基づいてカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する点にある。

カラー画素数またはモノクロ画素数に基づく識別が困難な第二の画像データは、画像識別学習部により記憶部に記憶された識別基準データとしての、当該第二の画像データより前に画像入力部から入力された画像データに対して入力処理部が要求した入力情報と、当該画像データに対する色空間特性とに基づいて画像識別部により識別される。つまり、第二の画像データに対する希望の識別結果を示す入力情報をその度に入力しなくても、当該第二の画像データが所望の識別結果で識別される。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記画像識別学習部は、当該画像データの構成画素が所定の色空間を分割した複数の領域の何れに属するかを示すヒストグラムで前記色空間特性を定義し、前記画像識別部は第二の画像データが何れに処理すべきかが識別できないときに、前記第二の画像データに対する色空間特性と前記記憶部に記憶された色空間特性の類似度に基づいて第二の画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する点にある。

ヒストグラムで色空間特性を定義することで、第二の画像データの色空間特性と記憶部に記憶された色空間特性の類似度を容易に識別することができる。

本発明による画像形成装置の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の何れかの特徴構成を備えた画像処理装置を備え、前記画像識別部による識別結果に基づいて前記画像データをカラープリントするかモノクロプリントするかを切り替えて出力する画像出力部を備えている点にある。

例えば、カラー画像とモノクロ画像が混在した複数の画像データを画像出力部で出力するようなときに、画像出力部で各画像データをカラープリントするかモノクロプリントするかを手動で切り替える必要はなく、作業効率や生産性が向上する。

上述のように、本発明によれば、オペレータの所望の識別基準に基づいて画像データのカラー判定を簡便に且つ正確に行なうことができる画像処理装置及び当該画像処理装置を備えた画像形成装置を提供することができるようになった。

以下、本発明の画像処理装置を備えた画像形成装置の一例としてのデジタル
複写機（以下、単に「複写機」と記載する。）について説明する。

図１に示すように、複写機１は、原稿画像を光電変換して画像データを入力するスキャナ３と、マンマシンインタフェースである操作部６と、スキャナ３から入力された画像データを操作部６で設定された画像処理条件に基づいて変換処理する画像処理部４と、画像処理部４で画像処理された画像データをプリントするプリントエンジン７を備えている。

スキャナ３は、原稿に光束を照射する光源と、原稿からの反射光を集光してＣＣＤに導く複数のミラーとレンズと、反射光を受光してＲＧＢ成分を有するアナログ画像データを生成するＣＣＤを備えている。画像処理部４は、画像処理用ＡＳＩＣで構成されている。

操作部６は、コピー枚数を設定する数値キーやコピー動作の開始時などに操作するコピーキーなどのハードウェアキーと、拡縮設定や濃度設定などの画像処理条件を設定するソフトウェアキーが設けられた操作画面を表示する液晶パネルなどで構成される表示部を備えている。プリントエンジン７は、電子写真方式を採用し、感光体と露光装置と現像装置などを備えた感光体ユニットと、定着装置などを備えている。

複写機１はシステム制御部２を備えている。システム制御部２は、コマンドデータを伝送するコマンドバス１０または画像データを伝送する画像バス１１を介して、スキャナ３を制御するスキャナ制御部３０と、画像処理部４と、半導体メモリなどでなるメモリ５への画像データの記憶を制御するメモリ制御部５と、操作部６を制御する操作制御部６０と、プリントエンジン７を制御するエンジン制御部７０と接続されている。

システム制御部２とスキャナ制御部３０とメモリ制御部５と操作制御部６０とエンジン制御部７０は、ＣＰＵとＣＰＵの動作プログラムが格納されたＲＯＭとＣＰＵの作業領域となるＲＡＭとインタフェース回路などの周辺回路を備えた制御基板で構成されている。システム制御部２は、スキャナ制御部３０とメモリ制御部５と操作制御部６０とエンジン制御部７０を介して、複写機１を統括制御する。

原稿画像を複写しようと操作部６に備えられたコピーキーが操作されると、当該操作を検出した操作制御部６０から複写動作開始要求のコマンドがシステム制御部２に入力される。また、操作部６で設定された画像処理条件が操作制御部６０からシステム制御部２に入力される。

システム制御部２は、スキャナ制御部３０にスキャナ３からの画像データの入力を要求するコマンドを出力する。画像処理部４にスキャナ３から入力された画像データに実行すべき画像処理条件をセットする。エンジン制御部７０に画像処理部４で画像処理された画像データのプリントを要求するコマンドを出力する。

スキャナ制御部３０は、原稿画像をスキャナ３で光電変換したアナログデータでなる画像データを画像処理部４に入力する。

図２に示すように、画像処理部４は、複数の画像処理ブロックを備えている。夫々の画像処理ブロックは、スキャナ３から入力された画像データをＡ／Ｄ変換してデジタルデータでなる画像データを生成する。当該画像データにシェーディング補正、ライン補正及び空間周波数などを補正するＭＴＦ補正を施す。また、写真領域、文字領域、網点領域に当該画像データを像域分離するとともに、ＡＣＳ機能により当該画像データがカラー画像であるかモノクロ画像であるかを自動識別する。

ＡＣＳ機能による識別結果に基づいて、画像データの色空間をＲＧＢからＫまたはＣＭＹＫに変換する。当該画像データをモアレ除去し、変倍処理し、墨入れ処理し、ガンマ補正し、像域分離した各領域に応じてフィルタ処理し、２値化処理してメモリ５０へＤＭＡ転送する。

エンジン制御部７０は、画像処理部４で画像処理された画像データをメモリ５０から読み出し、当該画像データに基づいて、感光体ユニットで用紙にトナー画像を転写し、定着部で当該用紙にトナー画像を熱定着して当該用紙を排紙する。

図３に示すように、複写機１は画像処理装置８を備えている。画像処理装置８は、本発明の画像入力部としてのスキャナ３により原稿画像が光電変換された画像データを構成する所定の画素がカラー画素であるかモノクロ画素であるかを識別し、識別されたカラー画素数に基づいて当該画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する画像識別部８０を備えている。

具体的に、画像識別部８０は、画像処理部４に備えられた画像処理ブロックで構成されている。なお、画像識別部８０は、モノクロ画素数に基づいて当該画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別するように構成されていてもよい。

図４（ａ）に示すように、画像識別部８０は、画像データを同一サイズの複数領域に分割する。なお、図４（ａ）は、同一サイズの３６個の領域に分割された画像データを示しているが、分割数は３６個に限定するものではなく、任意の数でよい。

画像識別部８０は、画像データを構成する各画素のＲＧＢ成分の最大値と最小値の差分値を求め、当該差分値が所定閾値以上の画素をカラー画素と識別し、当該差分値が所定閾値未満の画素をモノクロ画素と識別する。

所定個数以上のカラー画素を含む領域をカラー領域と識別し、カラー画素数が所定個数未満である領域をモノクロ領域と識別する。画像データが所定数を超えるカラー領域を含んでいるとき、当該画像データはカラー画像として処理すべきであると識別する。カラー領域数が所定数未満である画像データはモノクロ画像として処理すべきであると識別する。

このとき、画像データに含まれるカラー領域数が所定数と同一であると、画像識別部８０は、上述の方法に従って当該画像データを識別することができない。そこで、画像処理装置８は、画像識別部８０により画像データを何れに処理すべきかが識別できないときに、当該画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかの入力を要求する入力処理部８１と、当該画像データに対する色空間特性を算出し、当該色空間特性を入力処理部８１による入力情報とともに識別基準データとして記憶部８３に記憶する画像識別学習部８２を備えている。

入力処理部８１及び画像識別学習部８２は、システム制御部２と操作部６（操作制御部６０）と画像処理部４の協働により構成される機能ブロックである。記憶部８３はメモリ５０で構成されている。

入力処理部８１は、複写すべき複数の原稿画像（以下、「一連の原稿画像」と記載する。）が光電変換されてスキャナ３から入力される複数の画像データのうち、カラー領域数に基づいて何れに処理すべきかを画像識別部８０が識別できない最初の画像データ（以下、「第一の画像データ」と記載する。）を何れに処理するかについて、希望する識別結果の入力を要求する操作画面（以下、「入力要求画面」と記載する。）を操作部６に設けられた表示部に表示する。

例えば、入力処理部８１は、画像データをカラー画像として処理する際に操作するソフトウェアキーと、モノクロ画像として処理する際に操作するソフトウェアキーを設けた入力要求画面を表示する。

また、一連の原稿画像の読み取りの中断を要求するコマンドをスキャナ制御部３０に入力する。さらに、希望する識別結果の入力に際して第一の画像データに対応する原稿画像を確認する必要がないように、第一の画像データを画像処理部４で縮小処理したプレビュー画像を入力要求画面に表示する。

入力処理部８１は、入力要求画面に対する入力情報を画像識別学習部８２に入力する。入力情報とは、希望の識別結果を示す情報であり、入力操作画面で操作されたソフトウェアキーに割り当てられた識別に関する情報である。

また、原稿画像の読み取りの再開を要求するコマンドをスキャナ制御部３０に入力する。これにより、一連の原稿画像を光電変換した、第一の画像データ後の画像データ（以下、「第二の画像データ」と記載する。）がスキャナ３から入力される。

画像識別学習部８２は、第一の画像データの構成画素が所定の色空間を分割した複数の領域の何れに属するかを示すヒストグラムで当該第一の画像データの色空間特性を定義する。

具体的に、図４（ｂ）に示すように、画像識別学習部８２は、所定の色空間としてのＲＧＢ色空間を同一サイズの複数の領域（ブロック）に分割し、第一の画像データの各構成画素が当該ＲＧＢ色空間の何れのブロックに属するかを判断して、各ブロックに属する構成画素を計数する。図４（ｂ）では、各ＲＧＢ成分を夫々８ビットで表現し、ＲＧＢ色空間を同一サイズの６４個のブロックに分割している。例えば、ブロックＣｘには、（Ｒ＜１９１〜２５５＞，Ｇ＜１９１〜２５５＞，Ｂ＜１９１〜２５５＞）の色成分を有する画素が分類される。

図５（ａ）に示すように、画像識別学習部８２は、当該ＲＧＢ色空間の各ブロックのブロック番号と、各ブロックに属する第一の画像データの構成画素数の関係を示すヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムを第一の画像データに対して算出する色空間特性として定義する。当該色空間特性を入力処理部８１による入力情報とともに識別基準データとして記憶部８３に記憶する。

画像識別部８０は、第一の画像データを入力処理部８１による入力情報に基づいてカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別するとともに、その後スキャナ３により入力された第二の画像データが何れに処理すべきかが識別できないときに、識別基準データに基づいてカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する。つまり、カラー領域数が所定数と同一である第二の画像データについて、画像識別部８０は、識別基準データに基づいて当該第二の画像データを識別する。

具体的に、画像識別部８０は、カラー領域数に基づいて、第二の画像データが何れに処理すべきかが識別できないときに、当該第二の画像データに対する色空間特性と記憶部８３に記憶された色空間特性の類似度に基づいて当該第二の画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別するように構成されている。

図５（ｂ）に示すように、画像識別部８０は、記憶部８３に記憶された第一の画像データに対するヒストグラムに基づいて、画素数が多い上位二つのブロックのブロック番号を特徴ブロック番号として求める。同様に、カラー領域数に基づいて識別できなかった第二の画像データのヒストグラムから画素数が多い上位二つのブロックのブロック番号を特徴ブロック番号として求める。

夫々の特徴ブロック番号が一致するとき、画像識別部８０は、第一画像データと当該第二の画像データは類似していると判別し、記憶部８３に記憶された入力情報に基づいて、当該第二の画像データをカラー画像とモノクロ画像の何れに処理すべきかを識別する。

画像データの色空間を変換する画像処理部４の画像処理ブロックは、画像識別部８０の識別結果に基づいて、第一の画像データ及び第二の画像データの色空間をＲＧＢからＫまたはＣＭＹＫを変換する。エンジン制御部７０は、プリントエンジン７を制御して、第一の画像データ及び第二の画像データをプリントする。

このように、画像識別部８０による識別結果に基づいて画像データをカラープリントするかモノクロプリントするかを切り替えて出力するプリントエンジン７は、本発明の画像出力部である。

以下、図６に示すフローチャートを用いて、画像処理装置８による画像データの識別動作について説明する。

不図示の原稿載置部に複数の原稿がセットされて、コピーキーが操作されると（Ｓ１）、スキャナ３により一連の原稿画像が光電変換されて画像データが入力される（Ｓ２）。

画像識別部８０は、画像データの各構成画素のカラー識別を行い、カラー画素数に基づいてカラー領域数を計数し（Ｓ３）、カラー領域数が所定数より多いとき（Ｓ４）、当該画像データをカラー画像として処理すべき画像データと識別する（Ｓ５）。カラー領域数が所定数より少ないとき（Ｓ６）、当該画像データをモノクロ画像として処理すべき画像データと識別する（Ｓ７）。

カラー領域数が所定数と同数であるため、当該画像データをカラー画像とモノクロ画像の何れに処理すべきかを画像識別部８０で識別できないとき（Ｓ６）、入力処理部８１は、当該識別不能が一連の原稿画像に対して初めてであれば（Ｓ８）、当該画像データを第一の画像データと認識し（Ｓ９）、当該第一の画像データに対する希望の識別結果を入力させる入力要求画面を表示する（Ｓ１０）。

画像識別学習部８２は、第一の画像データに対する色空間特性を示すヒストグラムを生成し、入力要求画面に対する入力情報とともに当該ヒストグラムを識別基準データとして記憶部８３に記憶する（Ｓ１１）。画像識別部８０は、入力情報に基づいてカラー画像とモノクロ画像の何れに第一の画像データを処理すべきかを識別する（Ｓ１２）。

入力処理部８１は、ステップＳ６での識別不能が一連の原稿画像に対して初めてでなければ（Ｓ８）、当該画像データを第二の画像データと認識し、画像識別部８０は、記憶部８３に記憶された入力情報に基づいてカラー画像とモノクロ画像の何れに当該第二の画像データを処理すべきかを識別する（Ｓ１２）。

一連の原稿画像の複写が完了していなければ（Ｓ１３）、ステップＳ２からステップＳ１２までの動作が繰り返して実行され、一連の原稿画像の複写が完了すれば（Ｓ１３）、画像処理装置８による画像データの識別動作は終了する。

以下に別実施形態を説明する。

上述の実施形態では、画像識別学習部８２は、ＲＧＢ色空間を同一サイズの複数の領域（ブロック）に分割し、第一の画像データを構成する画素が何れのブロックに属するかに基づいて、当該第一の画像データに対する色空間特性として定義するヒストグラムを生成するものとしたが、ＲＧＢ色空間以外の色空間を複数のブロックに分割して、当該色空間に変換した第一の画像データを構成する画素が当該ブロックの何れに属するかに基づいて、当該第一の画像データに対する色空間特性として定義するヒストグラムを生成するものであってもよい。

例えば、ＲＧＢ色空間以外の色空間は、ＨＳＢ色空間や、ＣＭＹ色空間、ＹＵＶ色空間などであってもよい。具体的に、ＨＳＢ色空間を用いる場合には、画像データを構成する画素が、図７に示すようなマンセル表色系の色立体を構成する各ブロックの何れに属するかに基づいてヒストグラムを生成するものであってもよい。

また、円柱状に表現され、Ｈ成分を円柱の外周に沿って変化させ、Ｓ成分を円柱の軸心からの距離によって変化させ、Ｂ成分を軸芯に沿って変化させるＨＳＢ色空間を各成分で等間隔に分割してブロックを形成し、画像データを構成する画素が各ブロックの何れに属するかに基づいてヒストグラムを生成するものであってもよい。

ＣＭＹ色空間やＹＵＶ色空間を用いる場合にもＨＳＢ色空間と同様に、夫々の空間を各成分で等間隔に分割してブロックを形成し、画像データを構成する画素が各ブロックの何れに属するかに基づいて、当該画像データに対する色空間特性として定義するヒストグラムを生成するものであってもよい。

この場合、画像識別部８０は、画像識別学習部８２と同様の色空間で、第二の画像データに対する色空間特性を定義するヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムと第一の画像データに対するヒストグラムに基づいて、第一の画像データと第二の画像データの類似を判別し、記憶部８３に記憶された入力情報に基づいて第二の画像データを識別する。

上述の実施形態では、画像識別部８０は、第一の画像データ及び第二の画像データの夫々のヒストグラムから、画素数が多い上位二つのブロックのブロック番号を夫々の特徴ブロック番号として求め、特徴ブロック番号が一致するとき、基準画像データと識別すべき画像データは類似していると判別するものとしたが、これに限定するものではない。

例えば、閾値画素数を超える画素を含み、かつ、画素数が多い上位二つのブロックのブロック番号を夫々の特徴ブロック番号として求めるものであってもよい。この場合、第一の画像データと第二の画像データの類似度がより厳密に判断される。

上述の実施形態では、本発明の画像処理装置８を備えた画像形成装置の一例としてのデジタル複写機１について説明したが、画像処理装置８はデジタル複写機以外の画像形成装置（例えば、スキャナ機能を備えた所謂複合機など）に対して搭載可能である。

尚、上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計することができることは言うまでもない。

デジタル複写機の機能ブロック図 画像処理部の説明図 画像処理装置の説明図 （ａ）は複数の領域に分割した画像データの説明図、（ｂ）は複数のブロックに分割したＲＧＢ色空間の説明図 （ａ）は色空間特性を示すヒストグラム、（ｂ）は特徴ブロック番号の説明図 画像処理装置の動作を説明するフローチャート 別実施形態の色空間を分割した各ブロックの説明図

符号の説明

１：画像形成装置（デジタル複写機）
３：画像入力部（スキャナ）
７：画像出力部（プリントエンジン）
８：画像処理装置
８０：画像識別部
８１：入力処理部
８２：画像識別学習部
８３：記憶部（メモリ）

Claims (3)

1. 画像入力部により原稿画像が光電変換された画像データを構成する所定の画素がカラー画素であるかモノクロ画素であるかを識別し、識別されたカラー画素数またはモノクロ画素数に基づいて当該画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する画像識別部を備えている画像処理装置であって、
   前記画像識別部により当該画像データを何れに処理すべきかが識別できないときに、当該画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかの入力を要求する入力処理部と、
   当該画像データに対する色空間特性を算出し、当該色空間特性を前記入力処理部による入力情報とともに識別基準データとして記憶部に記憶する画像識別学習部を備え、
   前記画像識別部は当該画像データを前記入力処理部による入力情報に基づいてカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別するとともに、その後画像入力部により入力された第二の画像データが何れに処理すべきかが識別できないときに、前記識別基準データに基づいてカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する画像処理装置。
2. 前記画像識別学習部は、当該画像データの構成画素が所定の色空間を分割した複数の領域の何れに属するかを示すヒストグラムで前記色空間特性を定義し、
   前記画像識別部は第二の画像データが何れに処理すべきかが識別できないときに、前記第二の画像データに対する色空間特性と前記記憶部に記憶された色空間特性の類似度に基づいて第二の画像データをカラー画像として処理するかモノクロ画像として処理するかを識別する請求項１記載の画像処理装置。
3. 請求項１または２記載の画像処理装置を備え、前記画像識別部による識別結果に基づいて前記画像データをカラープリントするかモノクロプリントするかを切り替えて出力する画像出力部を備えている画像形成装置。