JP6031286B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、エッジ強調処理を行う画像処理装置及び画像処理方法に関する。

従来、画像に対してエッジ強調処理を行うことで、文字画像であれば可読性が増加し、写真であればその写真が鮮鋭になり画質を向上させることが可能になる。このエッジ強調処理としては、フィルタによる畳みこみ演算を用いるのが一般的であり、期待される出力はエッジ付近のコントラストが強調された画像になる。具体的には、明るい領域と暗い領域とが接する位置で明るい所はより明るく、暗いところはより暗く変換されることで境界部が誇張され、見た目には鮮鋭になったように見える。

カラー画像に対してエッジ強調処理を行う技術に関して多くの技術が提案されている。例えば、スキャンされた原稿画像に対して黒い文字を判定し、その黒い文字と判定された箇所に対してエッジ強調を行い、その黒い文字をプリントする時に墨版で生成することで可読性の向上を図る技術がある。

特許文献１には、文字線画領域内のエッジ部分の画素を検出し、検出されたエッジ部分の画素によって挟まれたエッジ間部分の画素の濃度がエッジ部分の画素の濃度よりも低くなるように、各画素に濃度勾配をつけてエッジ強調処理を行うことが記載されている。

特開2006-340144号公報

しかしながら、上記従来例では、一般のエッジ強調処理を行うとエッジ付近が不自然に縁取られてしまう場合がある。例えば、極端に彩度が高い文字やラインが異なる色の下地に描画されている場合、エッジ強調を行うことでそのエッジの色が変化してしまい、境界部のコントラストこそ上がるが、結果として不自然な縁取りをしてしまう。特に、鮮やかな赤い文字の周りが暗くくすんだ赤で縁取られるといった現象になる。このような画像に対しては本来強いエッジ強調処理を行わなくても十分な鮮鋭度を持っていることが多く、強調量を抑えても十分な画質を持っていることがほとんどである。

逆に、薄いグレーのような彩度の低い下地に濃い文字やラインが描画されているような場合、エッジ強調処理によってその薄いグレーの下地の文字との隣接部分でグレーが白抜けしてしまうといった現象になる。このような画像に対しては白抜けを防ぐ意味でも強調量を抑える必要がある。

このように、これらの弊害が出ない程度にエッジ強調を抑えてしまうと、逆にエッジを強調したいような画像に対しては十分な強調量が得られないことが多い。

本発明は、画像の彩度に応じて、エッジ強調処理後の画素の値を補正する装置及び方法を提供する。

本発明は、
画像の注目画素に対してエッジ強調処理を行うエッジ強調処理手段と、
前記注目画素の彩度と、前記エッジ強調処理により前記注目画素が明るく変化したか暗く変化したかに応じて、前記エッジ強調処理手段によってエッジ強調処理された後の前記注目画素の補正値を決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された補正値を用いて、前記エッジ強調処理された後の前記注目画素の値を補正する補正手段と
を有することを特徴とする。
また、他の側面によれば、画像において第一の輝度を有する画素と前記第一の輝度よりも大きい第二の輝度を有する画素を有するエッジ部において、前記第二の輝度を有する画素は前記第一の輝度を有する画素よりも小さい強調量によりエッジ強調処理を行う処理手段と、
前記処理手段によって処理された画像を出力する出力手段とを有し、
前記処理手段は、前記画像において、所定の閾値よりも小さい彩度の画素に対して前記エッジ強調処理を行うことを特徴とする。
また、さらに他の側面によれば、画像の注目画素の輝度に対してエッジ強調処理を行う処理手段と、
前記処理手段を行う前の注目画素の輝度と前記処理手段による処理後の注目画素の輝度とを、合成比率を用いて合成する合成手段とを有し、
前記合成手段において、前記注目画素の彩度が第一の閾値よりも小さく、かつ、前記処理手段による処理後の前記注目画素の輝度が前記処理手段を行う前の前記注目画素の輝度よりも大きい場合、前記注目画素の彩度が小さいほど前記処理手段による処理後の注目画素の輝度の比率を小さくすることを特徴とする。

本発明によれば、画像に対してエッジ強調処理を行うことによって起こる弊害を抑えることが可能になり、十分なレベルのエッジ強調を施すことができる。

画像形成装置の構成の一例を示すブロック図。 画像形成装置の構造を示す断面図。 第１の実施形態におけるエッジ強調処理を示すフローチャート。 輝度変化を２次元のグラフで表す図。 （Ａ）は符号が正の値を取る場合の補正値と彩度との関係を示す図、（Ｂ）は符号が負の値を取る場合の補正値と彩度との関係を示す図。 図４に示す輝度変化で補正値αが０．５の場合の出力を示す図。 エッジ強調レベルの指定を行うＵＩ部の構成の一例を示す図。 フィルタマトリクスの係数及び補正値の変換を行うテーブルの例を示す図。 第４の実施形態におけるエッジ強調処理を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、画像形成装置として、コピーやプリント、通信などの複数の機能を有するデジタル複合機を例に説明する。

［画像形成装置の構成］
本実施形態における画像形成装置の構成の一例を、図１に示すブロック図を用いて説明する。図１に示すように、画像形成装置は、画像読取部１０１、画像処理部１０２、記憶部１０３、ＣＰＵ１０４、画像出力部１０５、ＵＩ部１０６、送受信部１０７を備える。尚、画像形成装置は、画像データを管理するサーバや、印刷の実行を指示するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などにネットワークなどを介して接続可能である。

画像読取部１０１は、原稿の画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像データとして出力する。画像処理部１０２は、画像読取部１０１や送受信部１０７等の外部から入力される画像データを含む印刷情報を中間情報（以下「オブジェクト」と呼ぶ）に変換し、記憶部１０３のバッファに格納する。更に、バッファに格納したオブジェクトに基づいてビットマップデータを生成し、記憶部１０３のバッファに格納する。その際、色変換処理や、エッジ強調処理等を行う。詳細に関しては更に後述する。

記憶部１０３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク（ＨＤＤ）などにより構成される。ここでＲＯＭは、ＣＰＵ１０４が実行する各種の制御プログラムや画像処理プログラムを格納する。ＲＡＭは、ＣＰＵ１０４がデータや各種情報を格納する参照領域や作業領域として用いられる。また、ＲＡＭとＨＤＤは、上述のオブジェクトの記憶などに用いられるバッファも含む。更に、画像処理に必要な処理パラメータも併せて記憶しておく。

このＲＡＭやＨＤＤ上に画像データを蓄積し、ページのソートや、ソートされた複数のページにわたる原稿を蓄積し、複数部のプリント出力が行われる。

画像出力部１０５は、印刷指示に従って記録紙等の記録媒体上にカラー画像を形成して出力する。ＵＩ部１０６は、画像処理部１０２での画像処理の種類やレベル調整等を装置へ指示するための操作を行う。例えば、上述のエッジ強調処理の強調量等の設定を行う。送受信部１０７は、外部からプリント用の画像データを受け取り、記憶部１０３への保存や画像出力部１０５への出力を行う。また、記憶部１０３に蓄積されている画像データを機器の外へ送信（出力）する。

［装置構造］
次に、画像形成装置の構造を、図２に示す断面図を用いて説明する。画像読取部１０１において、原稿台ガラス２０３及び原稿圧板２０２の間に載置された原稿２０４はランプ２０５の光に照射される。原稿２０４からの反射光は、ミラー２０６及び２０７に導かれ、レンズ２０８によって３ラインセンサ２１０上に像が結ばれる。尚、レンズ２０８には赤外カットフィルタ２３１が設けられている。

不図示のモータにより、ミラー２０６及びランプ２０５を含むミラーユニットを速度Ｖで矢印の方向に移動させ、ミラー２０７を含むミラーユニットを速度Ｖ／２で矢印の方向に移動させる。つまり、３ラインセンサ２１０の電気的走査方向（主走査方向）に対して垂直方向（副走査方向）にミラーユニットが移動し、原稿２０４の全面を走査する。

３ラインのＣＣＤで構成される３ラインセンサ２１０は、入力される光情報を色分解し、フルカラー情報レッドＲ、グリーンＧ及びブルーＢの各色成分を読み取り、その色成分信号を画像処理部１０２へ送る。尚、３ラインセンサ２１０を構成するＣＣＤはそれぞれ5000画素分の受光素子を有し、原稿台ガラス２０３に載置可能な原稿の最大サイズであるＡ３サイズの原稿の短手方向（297mm）を600dpiの解像度で読み取ることができる。

標準白色板２１１は、３ラインセンサ２１０のＣＣＤ２１０−１〜２１０−３によって読み取ったデータを補正するためのものである。標準白色板２１１は、可視光でほぼ均一の反射特性を示す白色である。

画像処理部１０２は、３ラインセンサ２１０から入力される画像信号を電気的に処理し、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫの各色成分信号を生成し、生成したＣＭＹＫの色成分信号を画像出力部１０５へ送る。このとき出力される画像信号はディザなどのハーフトーン処理が行われたＣＭＹＫの画像信号となっている。

画像出力部１０５において、まず、画像処理部１０２から送られてきたＣＭＹＫの画像信号はレーザドライバ２１２へ送られる。レーザドライバ２１２は、入力される画像信号に応じて半導体レーザ素子２１３を変調駆動する。そして、半導体レーザ素子２１３から出力されるレーザビームはポリゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５及びミラー２１６を介して感光ドラム２１７を走査し、感光ドラム２１７上に静電潜像を形成する。

次に、現像器は、マゼンタ現像器２１９、シアン現像器２２０、イエロー現像器２２１及びブラック現像器２２２の４つの現像器で構成される。そして、４つの現像器が交互に感光ドラム２１７に接することで、感光ドラム２１７上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像してトナー像が形成される。記録紙カセット２２５から供給される記録紙は、転写ドラム２２３に巻き付けられ、感光ドラム２１７上のトナー像が記録紙に転写される。このようにしてＣＭＹＫ４色のトナー像が順次転写された記録紙が定着ユニット２２６を通過することで、トナー像が定着された後、装置外へ排出される。

［第１の実施形態］
ここで、本発明に係る特徴的な画像処理部１０２における画像へのエッジ強調処理を、図３に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。図３に示す処理はＣＰＵ１０４からの命令を元に画像処理部１０２によって各画素を対象として実行される。

まず、Ｓ３０１において、画像処理部１０２は、入力されたＲＧＢ画像に対して色変換処理を行い、輝度と色差の表色系（色空間）、ここではＹＣbＣr表色系へ色変換を行う。この色変換式を以下に示す。
Ｙ = 0.2990 * Ｒ + 0.5870 * Ｇ + 0.1140 * Ｂ
Ｃb = -0.1687 * Ｒ - 0.3313 * Ｇ + 0.5000 * Ｂ
Ｃr = 0.5000 * Ｒ - 0.4187 * Ｇ - 0.0813 * Ｂ 式（１）
この式により、入力のＲＧＢ画像の信号値が、例えば8bitの信号であれば0〜255の値として、輝度Ｙ（0〜255）、色差Ｃb（-128〜127）、色差Ｃr（-128〜127）に変換される。この変換により入力のＲＧＢ画像は輝度Ｙと色差ＣbＣrに分離される。

次に、Ｓ３０２において、画像処理部１０２は、Ｓ３０１で色変換された輝度Ｙの信号に対してフィルタ畳みこみを行うことでエッジ強調処理を行う。一般的な手法としては、４方向ラプラシアンフィルタを用いて２次微分の成分を計算し、原画像に対して減算するといった手法が用いられる。このエッジ強調処理を１回の畳みこみで実現しようとすると、例えば以下のフィルタマトリクスを用いればよい。
0 -1 0
-1 5 -1
0 -1 0
この処理は輝度Ｙに対してのみ行い、色差ＣbＣrに対しては行わない。従って、明るさ（明度）のみが強調され、エッジ部の色変化をある程度抑えることができる。この処理により得られたエッジ強調処理後の輝度信号をこれ以降では輝度Ｙ’として扱う。

この処理の結果の輝度変化を２次元のグラフで表したものが図４である。図４において、破線で示すグラフが入力された輝度Ｙの値であり、実線で示すグラフがエッジ強調処理後の輝度Ｙ’の値である。図４に示すように、エッジ強調処理により、輝度変化は暗い側がより暗く、明るい側がより明るく、コントラストが付いた様子となる。しかしながら、このグラフで上方向に強調され過ぎると明るさが最大値に張り付き、結果として、本発明の課題である白抜けの問題に結び付いてしまう。

次に、Ｓ３０３において、画像処理部１０２は、Ｓ３０２で得られたエッジ強調処理後の輝度Ｙ’の値と入力された輝度Ｙの値とを比較し、その変化量ΔＹを求める。ここでの処理は、単純にエッジ強調処理後の輝度Ｙ’の値から入力された輝度Ｙの値を減算する。変化量ΔＹは符号付きの値となる。
ΔＹ = Ｙ’- Ｙ 式（２）。

次に、Ｓ３０４において、画像処理部１０２は、Ｓ３０３で得られた変化量ΔＹの符号を保持しておく。この符号は、正の値を取っていれば入力に対して明るく変化したことを意味し、逆に負の値であれば入力に対して暗く変化したことを意味する。尚、明るく変化し過ぎると白抜けの危険があり、暗く変化し過ぎると色がくすんでいく危険があることを示唆している。

次に、Ｓ３０５において、画像処理部１０２は、Ｓ３０１で得られた色差ＣbＣrの値を用いて彩度Ｓを算出する。上述のように、色差ＣbＣrは色成分を意味し、（Ｃb、Ｃr) = (0、0)からの距離が鮮やかさを表現している。そのため、彩度Ｓは次式で求める。
Ｓ = √（（Ｃb）² ＋（Ｃｒ）² ） 式（３）
次に、Ｓ３０６において、画像処理部１０２は、Ｓ３０５で得られた彩度ＳとＳ３０４で得られた符号とからエッジ強調の強調量を制御するための補正値を算出する。この補正値をαとし、その値は０〜１の値を取り、補正値が１に近づくほどエッジ強調が強く反映される値とする。上述したように、この符号によりエッジ強調処理後の画像に対する弊害が違ってくるので、変化量ΔＹの符号によって算出方法を切り替える。

符号が正の値を取る場合（注目画素が明るく変化した場合）の補正値αと彩度Ｓとの関係を示す図が図５の（Ａ）である。エッジ強調処理によって高彩度域が明るく変化すると色の変化が目立ち、低彩度域が明るく変化すると低彩度域が白くなり目立ってしまう。そこで、図５の（Ａ）の彩度Ｓ2 （第二の閾値）より高彩度域では色変化を最小にするために補正値αを０に向かって収束させ、逆に彩度Ｓ1 （第一の閾値）より低彩度域では白抜けの問題が出ないように補正値αを０に向かって収束させる。そして、中彩度域においても、補正値αを１．０よりも低めの値にすることで、全ての彩度域でエッジ強調の結果、色が変化することや、白くなることを抑えることができる。

一方、符号が負の値を取る場合（注目画素が暗く変化した場合）の補正値αと彩度Ｓとの関係を示す図が図５の（Ｂ）である。エッジ強調処理によって高彩度域が暗く変化すると色の変化が目立ってしまうため、彩度Ｓ2 （第三の閾値）より高彩度域では明るく変化した場合と同様に、補正値αを０に向かって収束させる。一方、エッジ強調処理によって低彩度域が暗く変化した場合、色の変化が目立たないため、彩度Ｓ2 より低彩度域では補正値αを１．０に向かって線形に変化させる。つまり、エッジ強調処理によって高彩度域が暗く変化する場合は、エッジ強調処理を抑制するが、エッジ強調処理によって低彩度域が暗く変化する場合は、エッジ強調処理は抑制しないようにする。

このようにして補正値αを決定する。この処理は何らかの計算式を用いるのではなく、彩度Ｓの値を入力としたＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いる。つまり、変化量ΔＹの符号（正と負）に応じた２種類のＬＵＴを用いて補正値αを得る。

尚、このＬＵＴは、記憶部１０３に記憶され、この処理中にロードされるものとする。この例では、彩度Ｓの値に対して補正値αが連続的に変化するようなＬＵＴを説明したが、より簡単な実施方法として彩度Ｓがある値を超えたら補正値αを落とす等の閾値処理も考えられる。しかし、それでは彩度Ｓが徐々に変化していくようなグラデーション画像の場合には、ある箇所を境にエッジ強調の度合いが切り替わってしまい、それが目視できてしまう。そこで、彩度Ｓの変化に対して連続的に補正値αを変化させる必要があるため、上述のように制御するものとする。

次に、Ｓ３０７において、画像処理部１０２は、Ｓ３０６で算出したエッジ強調の補正値αと、Ｓ３０２で求めた輝度Ｙ’と、Ｓ３０１で求めた輝度Ｙとからエッジ強調の強調量を補正し、最終輝度Ｙ”を求める。この最終輝度Ｙ”は以下の演算を用いた線形補間によって求める。
Ｙ” = (1.0 - α) * Ｙ + α * Ｙ’ 式（４）
この演算では、補正値αの最大値が１．０なので、輝度Ｙ及び輝度Ｙ’の２つの信号をαブレンドすることで、出力を得ている。図４に示す輝度変化で補正値αが０．５の場合の出力を図６に示す。図６において、太線で示すグラフがαブレンドにより得られた結果であり、この図からも、エッジ強調の強調量（度合い）が抑えられている様子がわかる。この制御を彩度域及び変化方向によって切り替えることで良好なエッジ強調を行うことが可能となる。

次に、Ｓ３０８において、画像処理部１０２は、Ｓ３０７でエッジ強調の強調量が補正されたＹＣbＣrをＲ’Ｇ’Ｂ’へ色逆変換する。この処理は、Ｓ３０１で行った色変換の逆行列演算を行うものである。演算式としては、以下のようになる。
Ｒ’ = Ｙ” + 1.4020 * Ｃr
Ｇ’ = Ｙ” - 0.3441 * Ｃb - 0.7141 * Ｃr
Ｂ’ = Ｙ” + 1.7720 * Ｃb 式（５）。

以上説明した処理により、明るめのグレー領域で顕著に出てしまう白抜けや、高彩度の文字の縁取りでの問題がない、エッジ強調されたＲＧＢのカラー画像を得ることが可能となる。

尚、第１の実施形態では、表色系としてＹＣbＣrを用いているが、輝度色差系であればＬａｂ表色系などの他の表色系でも本発明を適用することができる。また、エッジ強調に関しては、ここで示した方法に限らず、アンシャープマスク等を用いてもよい。

逆に、入力の画像が既にエッジ強調が施され、不自然な縁取りや、白抜けしてしまっている画像に対して、エッジを弱め画像をぼかす処理を施す場合にも、本発明は適用可能である。その場合、これらの弊害を除去する観点では、補正値αがエッジ強調とは逆向きになる。つまり、高彩度の縁取りをぼかすために高彩度ほど補正値αを大きく、また同様に、白抜けをぼかすために暗く変化する低彩度の補正値αを大きく、それ以外では、変化を抑えるために補正値αを小さくすればよい。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、画像全体に対して一様なフィルタマトリクスや補正値を適用して処理を行っていた。しかしながら、文字画像、写真画像、又はベクトル描画されたようなグラフィック画像といった画像の属性が予め分かっている場合、その属性に適した補正値を適用することで、より画質の向上を図ることができる。また、画像の属性だけでなく、ユーザーがＵＩ部から好みのエッジ強調のレベルを指定可能に構成し、指定されたレベルに応じて、エッジの強調量を制御することで、調整幅が広がる。

そこで、第２の実施形態では、ユーザーが指定したエッジ強調のレベルに応じて、フィルタマトリクスや補正値を変更することで、エッジの強調量を制御する構成を説明する。尚、画像形成装置の構成及び装置構造は第１の実施形態で説明した図１及び図２と同様であるため、記載及び重複する処理の説明は割愛し、ポイントとなるエッジ強調係数算出処理を説明する。

第２の実施形態におけるエッジ強調レベルの指定を行うＵＩ部の構成の一例を、図７を用いて説明する。図７に示す例では、スライドバー７０１によりエッジ強調の強弱を指定することができる。このスライドバー７０１を右に移動させるほどエッジ強調のレベルが強くなり、左に移動させるほどエッジ強調のレベルが弱くなるように制御できる。また、指定されたレベルを記憶部１０３に一時的に保持しておき、そのレベルを参照することでエッジ強調処理を行うパラメータを変化させる。尚、パラメータは、彩度に応じたエッジ強調の強調量（度合い）やフィルタマトリクスの係数である。また、レベルは、標準状態から左に行くに従ってマイナスになり、右に行くに従ってプラスになる。図７に示す例では、プラス・マイナス共に４レベルの調整幅を有することになる。

具体的には、図３のＳ３０２で用いたフィルタマトリクスの係数と、Ｓ３０６で用いた補正値とを変更することでエッジ強調の度合いを変更する。ＵＩ部１０６から設定されて記憶部１０３に保持されたエッジ強度の設定値に応じてこれらのパラメータを変更する。この設定値がマイナス、即ち、弱めのエッジ強調が選択された場合には第１の実施形態で説明したＳ３０２で用いたフィルタの畳みこみ係数に対して一様に１以下の値を乗じる。例えば、０．８を乗じると以下のようになる。
0 -0.8 0
-0.8 4.0 -0.8
0 -0.8 0
このまま畳みこみを行ってしまうと、ゲインがダウンして全体に値が低く、暗くなってしまうので、中央の係数４．０をマトリクスの合計が１．０になるようにオフセットさせる。この例では、０．２オフセットさせ、４．２とすることで合計が１．０になる。この演算により弱めのエッジ強調係数を求めることが可能となる。併せて、Ｓ３０６で用いたＬＵＴの補正値αの値に対しても同様に１以下を乗じることでもエッジ強調を弱める作用がある。

また、設定値がプラス、即ち、強めのエッジ強調が選択された場合には逆に１以上の値を乗じ、マイナスの場合と同様に合計が１．０になるようにオフセットすることで、より強めのエッジ強調係数を求めることが可能となる。Ｓ３０６で用いた補正値αに関しても同様である。

上述の処理は、畳みこみ時の中央の重みを増減させていることに相当し、周りの重みが大きくなるほどエッジは強調されることになる。逆に、中心の重みが大きくなるとエッジ強調度合いは弱くなる。

このように、フィルタマトリクスや補正値に対して簡単な演算を行うことでエッジ強調レベルの変更が可能となる。

尚、第２の実施形態では、ＵＩ部１０６から指定された設定値に応じて、エッジ強調のレベルを切り替えているが、画像の属性でエッジ強調のレベルを切り替えるようにしてもよい。例えば、写真画像に関しては極端に彩度の高い急峻なエッジは少ないので補正値αによる補正はあまりする必要がなく、強いエッジ強調が可能である。逆に、グラフィックや文字画像であれば彩度の高い文字やライン等が現れやすく縁取りや白抜けの問題が写真画像より顕著に現れてしまう。元々、このような画像に対して強いエッジ強調を施す必要は少ないため、画像がグラフィックや文字画像の属性であれば弱いエッジ強調をかける、と言った切り替えも可能である。

［第３の実施形態］
第１及び第２の実施形態では、送受信部１０７や画像出力部１０５から出力する解像度とエッジ強調処理を行う解像度との違いに関して言及していなかった。エッジ強調の程度は処理する解像度と出力する解像度との違いで大きくレベルが変わる。例えば、低解像度の画像に対してあまり強いエッジ強調をかけた後に拡大して出力すると縁取りがより目視し易く、また画像全体のイメージもノイジーになってしまう。また逆に、高解像度の画像に対して弱めのエッジ強調を行うと殆どその効果が見えない場合も多い。

そこで、第３の実施形態では、出力の解像度と入力の解像度とに応じて、エッジ強調のレベルを切り替え可能にするものである。尚、画像形成装置の構成及び装置構造は第１の実施形態で説明した図１及び図２と同様であるため、記載及び重複する処理の説明は割愛し、第２の実施形態で説明したエッジ強調係数算出処理を例に挙げて説明する。

画像読取部１０１では、一般的にデバイス内で固定もしくは数パターンの解像度を用いており、600dpi等の比較的に高い解像度で画像を読み取っている。これは、文字画像等をきちんと解像するために必要となる解像度である。また同様に、画像出力部１０５でも、印刷出力する解像度をデバイス内で固定もしくは複数パターン用意しているのが一般的である。

しかしながら、外部装置とネットワークなどを介して接続された場合、送受信部１０７を経由して受信される画像データは送信元のオリジナルのデータによって様々な解像度の画像データが考えられる。それらを画像処理部１０２では印刷出力される解像度に拡大もしくは縮小処理することになる。上述のように、受信された画像データの解像度が低い場合には強いエッジ強調処理を行い、また逆に高い解像度では弱いエッジ強調処理を行うことによって弊害が起こるといった課題がある。

尚、第３の実施形態では、エッジ強調処理を行った後に、出力解像度へ変倍する構成について説明するが、必ずしもこの処理順に限るものではない。

第２の実施形態では、Ｓ３０２で用いたフィルタマトリクスの係数とＳ３０６で用いた補正値とを変更することでエッジ強調のレベルを変更する処理を、ＵＩ部１０６で設定値を変換することで行っていた。第３の実施形態でも同様の処理を行うが、ここではＵＩ部１０６からの設定値ではなく、受信した画像データの解像度を示す情報からエッジ強度の設定値を変更する処理を説明する。

第２の実施形態でも説明したように、Ｓ３０２のフィルタマトリクスの係数とＳ３０６の補正値とに対して１．０より大きい値を乗じるか小さい値を乗じるかで効果が変わる。そこで、解像度情報に対して乗じる値βをテーブルとして記憶部１０３に保持しておき、そのテーブルを参照してフィルタマトリクスの係数及び補正値の変換を行う。

第３の実施形態におけるフィルタマトリクスの係数及び補正値の変換を行うテーブルの例を図８に示す。このテーブルによれば、入力解像度が高くなるにつれて乗じる値βの値も大きくなっていく。また解像度がある程度の解像度以下になった場合には乗じる値βは０に収束する。ここで乗じる値βが０なので、結果としては処理スルーに相当する結果を得ることができる。これは、例えば入力解像度が10dpi等で出力解像度が600dpiのような、60倍にも拡大される画像に対してエッジ強調を行うと、強調されるエッジの幅も大きくなり、画質的な問題が大きいため、低すぎる解像度では０に収束させる。

また逆に、高い入力解像度では、かなり強めのエッジ強調を行う必要があるが、強調し過ぎることで色味の違いが出てしまうため、この場合も特定の解像度で収束させる。

入力解像度と、このテーブルに示すフィルタマトリクスや補正値に乗じる値βを求める処理を行うことで、入力解像度に応じた最適なエッジ強調の画像処理が可能となる。

尚、第３の実施形態では、ＵＩ部１０６からの設定値によるエッジ強調のレベルを切り替える処理の説明は割愛した。しかし、乗じる値βに対して更にＵＩ設定値に応じたレベル切り替えの係数を乗じることで、入力解像度及びＵＩ設定値の両者からフィルタマトリクスの係数と補正値とを演算することで第２の実施形態と同様に処理できる。

［第４の実施形態］
第１乃至第３の実施形態では、入力画像として輝度信号であるＲＧＢ画像を例に挙げて説明したが、インク濃度の信号であるＣＭＹＫ画像に対しても処理することが可能である。第４の実施形態では、入力画像としてＣＭＹＫ画像を例に挙げてエッジ強調の強調量を補正する処理を説明する。尚、画像形成装置の構成及び装置構造は第１の実施形態で説明した図１及び図２と同様であるため、記載及び重複する処理の説明は割愛する。

第４の実施形態における画像処理部１０２での画像へのエッジ強調処理を、図９に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。尚、図９に示すＳ９０２〜Ｓ９０９に関しては第１の実施形態で説明した図３に示すＳ３０１〜Ｓ３０８の処理と重複するため、説明を割愛する。また、図９に示す処理は第１の実施形態と同様に、ＣＰＵ１０４の命令で画像処理部１０２によって実行される。

まず、Ｓ９０１において、画像処理部１０２は、入力されたＣＭＹＫ画像を一度ＣＭＹとＫとに分離し、ＣＭＹをＲＧＢに変換し、ＫをＬ（輝度）に変換する。具体的には、以下の式を用いて変換を行う。
Ｒ = 255 - Ｃ
Ｇ = 255 - Ｍ
Ｂ = 255 - Ｙ
Ｌ = 255 - Ｋ 式（６）
この計算は、ＣＭＹＫがそれぞれ8bitの256階調の信号データであることを前提とした計算である。そして、ＲＧＢ画像は、Ｓ９０２〜Ｓ９０９の処理によりエッジ強調処理後のＲ’Ｇ’Ｂ’画像に変換される。

この処理と並行して、Ｌ画像（輝度画像）に対しては、図９に示すように、ＲＧＢ画像に対する処理からＳ９０２の色変換及びＳ９０９の逆色変換の処理を省いたＳ９１１〜Ｓ９１６の処理を行う。この色変換及び色逆変換の処理は、Ｌのみの信号からの変換は不可能であるため省かれる。

Ｓ９１１〜Ｓ９１３の処理に関しては、ＲＧＢ画像に対するＳ９０３〜Ｓ９０５の処理と同様である。続くＳ９０６の彩度算出に関しては、Ｌ画像から彩度の算出は不可能なので、ＲＧＢ画像から求めた彩度を、Ｓ９１５でＬ画像の補正値を算出する際に用いる。

次に、Ｓ９１４において、Ｋ色（Ｋ版）のＣＭＹに対する割合を求める。Ｋ版のみで黒を表現している画像（100%ＧＣＲ画像）はＣＭＹＫの４色で黒を表現している画像よりも白抜けがより目立つ。これはＣＭＹＫ４色で黒を表現している画像の場合、Ｋ版に対してエッジ強調を行い白抜けてしまっても他のＣＭＹ３色がその白抜け部を埋め、結果として、その白抜け効果は見えにくい。そのため、画像がＫ版のみで構成されており、黒比率が高ければエッジ度合いを弱く、また逆に４色で構成されている場合には強く補正値を演算する。

そして、Ｓ９１５において、Ｓ９０８と同様に、エッジの変化量及び変化方向、彩度に加えて、Ｓ９１４で算出されたＫ色比率からエッジ強調の補正値を算出する。Ｓ９１６において、これらの処理の結果得られる補正値を元にエッジ強調の補正を行い、エッジ強調処理後のＬ’画像を得る。

次に、Ｓ９１０において、画像処理部１０２は、Ｓ９０９及びＳ９１６でそれぞれ求めたＲ’Ｇ’Ｂ’画像及びＬ’画像をＣＭＹＫ画像に逆変換する。具体的には、以下の式で変換する。
Ｃ = 255 - Ｒ’
Ｍ = 255 - Ｇ’
Ｙ = 255 - Ｂ’
Ｋ = 255 - Ｌ’ 式（７）
この構成を取ることで、入力がＣＭＹＫの画像に対しても上述した実施形態で説明したＲＧＢの入力画像と同様に、良好なエッジ強調処理を行うことが可能になる。また、これ以外にもＣＭＹＫからＲＧＢに変換する方法はある。例えば、以下の変換式を用いた上でエッジ強調処理を行うことも可能である。
Ｒ = 255 - Min(255,Ｃ+Ｋ)
Ｇ = 255 - Min(255,Ｍ+Ｋ)
Ｂ = 255 - Min(255,Ｙ+Ｋ) 式（８）。

［他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (20)

1. 
   画像の注目画素に対してエッジ強調処理を行うエッジ強調処理手段と、
   前記注目画素の彩度と、前記エッジ強調処理により前記注目画素が明るく変化したか暗く変化したかに応じて、前記エッジ強調処理手段によってエッジ強調処理された後の前記注目画素の補正値を決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された補正値を用いて、前記エッジ強調処理された後の前記注目画素の値を補正する補正手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記エッジ強調処理手段は、前記画像がＲＧＢ画像の場合、前記ＲＧＢ画像を変換した輝度に対してエッジ強調処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記エッジ強調処理手段は、前記画像がＣＭＹＫ画像の場合、前記ＣＭＹＫ画像をＲＧＢ画像に変換し、当該ＲＧＢ画像を変換した輝度に対してエッジ強調処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記画像がＣＭＹＫ画像の場合、前記決定手段は、前記注目画素におけるＫ版の割合に応じて、前記補正値を決定することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記決定手段は、前記エッジ強調処理により前記注目画素の輝度が明るく変化し、かつ、当該注目画素の彩度が第一の有彩を示す彩度値よりも小さい場合、前記エッジ強調処理を抑制するように前記補正値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
6. 前記決定手段は、前記エッジ強調処理により前記注目画素の輝度が明るく変化し、かつ、当該注目画素の彩度が第二の有彩を示す彩度値よりも大きい場合、前記エッジ強調処理を抑制するように前記補正値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
7. 前記決定手段は、前記エッジ強調処理により前記注目画素の輝度が暗く変化し、かつ、当該注目画素の彩度が第三の有彩を示す彩度値よりも大きい場合、前記エッジ強調処理を抑制するように前記補正値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 前記補正値は、前記彩度の変化に応じて算出される連続的な値であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記画像に対してエッジ強調のレベルを指定する指定手段を更に有し、
   前記補正手段は、前記指定されたエッジ強調のレベルに応じて、前記処理された後の前記注目画素の値を補正することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記決定手段は、入力された画像の属性に応じて、前記補正値を変更することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像処理装置。
11. 前記決定手段は、入力された画像の解像度に応じて、前記補正値を変更することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像処理装置。
12. 画像において第一の輝度を有する画素と前記第一の輝度よりも大きい第二の輝度を有する画素を有するエッジ部において、前記第二の輝度を有する画素は前記第一の輝度を有する画素よりも小さい強調量によりエッジ強調処理を行う処理手段と、
    前記処理手段によって処理された画像を出力する出力手段とを有し、
    前記処理手段は、前記画像において、所定の閾値よりも小さい彩度の画素に対して前記エッジ強調処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
13. 前記所定の閾値よりも小さい彩度をもつ画素の彩度が小さいほど、前記強調量を小さくすることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 画像の注目画素の輝度に対してエッジ強調処理を行う処理手段と、
    前記処理手段を行う前の注目画素の輝度と前記処理手段による処理後の注目画素の輝度とを、合成比率を用いて合成する合成手段とを有し、
    前記合成手段において、前記注目画素の彩度が第一の閾値よりも小さく、かつ、前記処理手段による処理後の前記注目画素の輝度が前記処理手段を行う前の前記注目画素の輝度よりも大きい場合、前記注目画素の彩度が小さいほど前記処理手段による処理後の注目画素の輝度の比率を小さくすることを特徴とする画像処理装置。
15. 前記注目画素の彩度が第二の閾値よりも大きく、かつ、前記処理手段による処理後の前記注目画素の輝度が前記処理手段を行う前の前記注目画素の輝度よりも大きい場合、前記合成手段は、前記注目画素の彩度が大きいほど前記合成比率を小さくすることを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
16. 前記注目画素の彩度が第三の閾値よりも大きく、かつ、前記処理手段による処理後の前記注目画素の輝度が前記処理手段を行う前の前記注目画素の輝度よりも小さい場合、前記合成手段は、前記注目画素の彩度が大きいほど前記合成比率を小さくすることを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
17. 画像処理装置の画像処理方法であって、
    エッジ強調処理手段が、画像の注目画素に対してエッジ強調処理を行うエッジ強調処理工程と、
    決定手段が、前記注目画素の彩度と、前記エッジ強調処理により前記注目画素が明るく変化したか暗く変化したかに応じて、前記エッジ強調処理工程においてエッジ強調処理された後の前記注目画素の補正値を決定する決定工程と、
    補正手段が、前記決定工程において決定された補正値を用いて、前記エッジ強調処理された後の前記注目画素の値を補正する補正工程と、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
18. 画像において第一の輝度を有する画素と前記第一の輝度よりも大きい第二の輝度を有する画素を有するエッジ部において、前記第二の輝度を有する画素は前記第一の輝度を有する画素よりも小さい強調量によりエッジ強調処理を行う処理工程と、
    前記処理工程によって処理された画像を出力する出力工程とを有し、
    前記処理工程は、前記画像において、所定の閾値よりも小さい彩度の画素に対して前記エッジ強調処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
19. 画像の注目画素の輝度に対してエッジ強調処理を行う処理工程と、
    前記処理工程を行う前の注目画素の輝度と前記処理工程による処理後の注目画素の輝度とを、合成比率を用いて合成する合成工程とを有し、
    前記合成工程において、前記注目画素の彩度が第一の閾値よりも小さく、かつ、前記処理工程による処理後の前記注目画素の輝度が前記処理工程を行う前の前記注目画素の輝度よりも大きい場合、前記注目画素の彩度が小さいほど前記処理工程による処理後の注目画素の輝度の比率を小さくすることを特徴とする画像処理方法。
20. コンピュータを請求項１乃至１６の何れか１項に記載の画像処理装置における各手段として機能させるためのプログラム。

Images