JPH01106687A - カラー画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はカラー画像処理装置に関し、特にカラー画像の
読取データを効率良くデータ圧縮して記憶し、読出再生
するカラー画像処理装置に関する。

［従来の技術］ この種の装置ではＲ，Ｇ、Ｂ３３色信号をＮＴＳＣ規格
のＹＩＱ信号や、マンセル表色系のＬ″Ｃ″Ｈ″Ｃ″Ｈ
″信号ＣＩＥ均等色空間のＬ″ａ″ｂ″ａ″ｂ″信号換
し、人間の目が色差信号の空間解像度に寛容であること
を利用して、明度、輝度、濃度信号（Ｙ信号、Ｌ１信号
）の空間的解像度は保存したまま、色差信号（ＩＱ倍信
号ａ”ｂ″信号Ｃ″Ｈ′Ｈ′信号間的解像度を低くして
情報量を減少させる方法が採られる。しかし、もともと
色彩の緩やかに変化する部分は良いが、色彩の急激に変
化する部分（色エツジ）の空間的解像度を低下させると
色の濁りやにじみが発生し、カラー画像が見苦しくなっ
てしまう。本件出願人は、この問題を解決するものとし
て、画像をＭ×Ｎ画素のブロック領域に分割し、このブ
ロック内で色差信号の微分値を算出することによりブロ
ック内に色エツジが存在するか否かを判定し、色エツジ
が存在しない場合にはブロック内の全画素の色差信号を
唯一のブロック内平均値で置き換え、色エツジが存在す
る場合にはブロック内を例えば２つの領域に分割し、各
々に異なる色差信号を与えるという方法を提案した。

しかし、こうすると、例えばカラー網点画像を入力した
ような場合には殆ど全領域で色エツジ有りと判定される
から、殆ど全ブロックを２色で代表することになり、か
えって色のガサツキを生じてしまう。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上述した従来技術の欠点を除去するものであり
、その目的とする所は、例えばカラー網点画像であって
も色のガサツキを生じないカラー画像処理装置を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のカラー画像処理装置は上記の目的を達成するた
めに、３原色画像データを明度情報と色度情報に変換す
る変換手段と、Ｍ×Ｎ画素のブロック領域の明度情報の
平均値を求める明度平均化手段と、前記ブロック領域の
各明度情報と前記求めた平均値を比較することにより当
該ブロック領域を複数領域に分割する分割手段と、前記
ブロック領域の色度情報の平均値を求める色度平均化手
段と、前記分割した複数領域についての夫々の色度情報
の各平均値を求める領域色度平均化手段と、前記ブロッ
ク領域を色度平均化手段出力の平均値によって１色に量
子化した場合の色量子化誤差Ｅ１と領域色度平均化手段
出力の複数の平均値によって複数色に量子化した場合の
色量子化誤差Ｅ２の大小を比較する比較手段と、前記比
較手段出力がＥｌ＞Ｅ２のときは当該ブロック領域を前
記複数色によって量子化し、Ｅｌ＞Ｅ２でないときは前
記１色にによって量子化する色量子化手段を備えること
をその概要とする。

［作用］ かかる構成において、変換手段は読み取った例えばＲ，
Ｇ、Ｂ３３色画像データを明度、輝度又は濃度を表わす
明度情報と色度を表わす色度情報に変換する。明度平均
化手段はＭ×Ｎ画素のブロツク領域の明度情報の平均値
を求める。分割手段は前記ブロック領域の各明度情報と
前記求めた平均値を比較することにより当該ブロック領
域を複数領域（例えば２領域）に分割する。色度平均化
手段は前記ブロック領域の色度情報の平均値を求める。

領域色度平均化手段は前記分割した複数領域についての
夫々の色度情報の各平均値を求める。比較手段は前記ブ
ロック領域を色度平均化手段出力の平均値によって１色
に量子化した場合の色量子化誤差Ｅ１と領域色度平均化
手段出力の複数の平均値によって複数色に量子化した場
合の色量子化誤差Ｅ２の大小を比較する０色量子化手段
は前記比較手段出力がＥｌ＞Ｅ２のときは当該ブロック
領域を前記複数色によって量子化し、Ｅｌ＞Ｅ２でない
ときは前記１色にによって量子化する。このように、色
量子化誤差の大小によって当該ブロック領域の色量子化
方法を決定するので、色のガサツキを生じない。

［実施例の説明］ 以下、添付図面に従って本発明による実施例を詳細に説
明する。

第１図は実施例のカラー複写装置のブロック構成図であ
る。図において、１０１は原稿照明用の光源、１０２は
写真、網点印刷等のカラー原稿、１０３はカラー原稿画
像を読取部に結像する結像レンズ、１０４はカラー原稿
画像をＲ，Ｇ、Ｂ３３色に色分解して読み取るラインセ
ンサである。

該ラインセンサ１０４は相対的走査運動機構により原稿
１０２のカラー画像の走査読取りを行う。

１０５はＲ，Ｇ、Ｂのアナログ信号をデジタルデータに
変換するＡ／Ｄ変換器、１０６はＲｌＧ、Ｂのデジタル
データを例えばＣＩＥ均等色空間座標における明度デー
タＬ“と色度データａ８及びｂｌに色変換する色変換器
、１０７は色変換した画像データをＭ×Ｎ画素毎にブロ
ック処理する目的で設けたバッファメモリであり、画像
データＬｌｌ　、　　ａｍ　、　ｂｓについて夫々設け
られている。１０８はブロック内の明度データＬ“につ
いて例えばアダマール変換、離散コサイン変換等の周知
の直交変換ブロック処理を行うことにより明度の構造デ
ータ（直流成分除く）を求める直交変換器、１０９は明
度の構造データをベクトル量子化することにより情報圧
縮化、コード化し、量子化構造データ［Ｌ“］を出力す
るベクトル量子化器である。１１０はブロック内明度デ
ータＬ１のブロック平均値を求めて所定ビット長の平均
明度データ［Ｌ］　（構造データの直流成分としても良
い）を出力するブロック平均器である。１１２はエツジ
判定回路であり、入力した画像データＬ”、ａ”、ｂ”
に基づき当該ブロック内の色及び色エツジ有無の判定−
等を行う。具体的には、該エツジ判定回路１１２はブロ
ック内色度データａ“、ｂ″の各平均値である平均色度
データａ。

ｂと、同ブロック内の後述する第１領域の色度データａ
”、ｂ“の各平均値である平均色度データａ１．ｂ、−
と、第２領域の色度データａ″、ｂ１の各平均値である
平均色度データａ　２　＋　ｂ　２を求めて出力し、及
び色エツジ有無の判定結果を示す色エツジ判定信号１１
３を出力する。１１４は平均色度データａ、ｂを量子化
して量子化平均色度データＣＯを出力する量子化テーブ
ル、１１５は平均色度データａｌ、ｂ＋を量子化して量
子化平均色度データＣＩを出力する量子化テーブル、１
１６は平均色度データａ２　＋　　ｂ２を量子化して量
子化平均色度データＣ２を出力する量子化テーブルであ
る。１１７はデータセレクタであり、色エツジ判定信号
１１３に従って量子化平均色度データＣ０又は（ＣＩ　
＋Ｃ２）の何れかを選択する。（＋）の記号はデータＣ
８と０２を結合した合成データであることを示す。１１
１は少なくとも１頁分の画像データを記憶する画像メモ
リであり、量子化構造データ［Ｌ″］と、平均明度デー
タ［ＬＩと、量子化平均色度データ［ＣＩとを相互に対
応付けて記憶する。１１８は画像メモリ１１１より読み
出した量子化構造データ［Ｌ′］及び平均明度データ［
ＬＩに基づいてブロック内の各復号明度データＬ″を復
号するＬ”復号回路、１１９は量子化平均色度データ［
ＣＩから当該ブロックを代表するような１色又は２色以
上を表わす復号色度データａｍ、ｂ＊を復号するａ’ｂ
″復号回路、１２０は復号画像データＬ”、ａ“、ｂ′
をカラープリンタの４原色であるＹ、Ｍ、Ｃ，にの各カ
ラーデータに変換するＹＭＣＫ変換回路、１２１はＹ、
Ｍ、Ｃ，にカラーデータに基づいて記録紙にカラー可視
像を形成するレーザビームプリンタである。

第２図は画像メモリ１１１におけるデータ記憶構造の一
例を示す図である。図において、２０１は例えば３２ビ
ツト長を記憶単位とするメモリ領域であり、ここに１ブ
ロック分に相当する画像データを記憶する。メモリ領域
２０１について言うと、２０２は例えば６ビツトの平均
明度データ［ＬＩ、２０３は１５ビツトの量子化構造デ
ータ［Ｌ”］、２０４は１１ビツトの量子化平均色度デ
ータＥＣ］である。また記憶エリア２０４の記憶態様は
エツジ判定回路１１２からの色エツジ判定信号１１３に
よって異る。２０５は色エツジ無しの判定があった場合
であり、色エツジ無しを表わす１ビツトのフラグＦ　（
−０）と１色を代表する１０ビツトの量子化平均色度デ
ータＣｃ＋から成っている。２０６は色エツジ有りの判
定があった場合であり、色エツジ有りを表わす１ビツト
のフラグＦ（＝１）と２色を代表する５ビツトづつの量
子化平均色度データ（ＣＩ＋Ｃ２）から成っている。

第３図（Ａ）〜（Ｄ）はエツジ判定回路１１２による実
施例の第１領域及び第２領域の決定方法を説明する図で
ある。まず第３図（Ａ）は４Ｘ４画素のブロック内にお
ける色度データａ＠、ｂＩ″の分布（色の分布）を模式
的に示している。

図中、３０２は４×４画素から成るブロックであり、３
０１はブロックを構成する画素である。

第３図（Ｂ）はブロック内の画素を第１領域Ｓ１（斜線
領域３０３）に属するものと第２領域Ｓ２（白領域３０
４）に属するものとに分けた状態を示している。エツジ
判定回路１１２は例えば以下の手順で第１領域Ｓ、と第
２領域Ｓ２を決定する。即ち、例えばブロック内の平均
明度データＬを求め、これと各明度データＬＨ”（ｉ＝
１〜１６）との大小を比較することにより、もしＬｌ”
≧Ｌのときは当該画素を第１領域Ｓ、に属するとし、Ｌ
Ｉ”くＬのときは当該画素を第２領域Ｓ２に属するとす
る。これは平均明度を境にして、明度が大と小とに分か
れる領域間には色差が存在する−という考えに基づく。

上記明度データｌ、、１１に基づいて領域区分する方法
に限らない。他にも、色度データａ”、ｂ’に基づいて
領域区分しても良い。次に各領域の平均色度データを求
める。

尚、１ブロツクは１６画素から成り、Ｎ１は第１領域Ｓ
、に含まれる画素数、Ｎ２は第２領域Ｓ。

に含まれる画素数である。

ｌεＳＩｉεＳ＋ 更に、求めた（ａ、ｂ）、（ａ＋　、ｂｔ　）。

（ａｚ　＋　　ｂ、）は所定ビット数で量子化されて夫
々量子化データ（α、β）、（α１．βＩ）。

（α２．β２）に変換される。例えば（α、β）は１０
ビツトであり、（α１．β、）、（α２゜β、）は各５
ビツトのコード情報になる。第３図（Ｃ）はブロック領
域３０５を唯一の平均色度データ（α、β）で量子化し
た場合を示しており、第３図（Ｄ）は第１領域３０７を
平均色度データ（α８．βＩ）で、かつ第２領域３０６
を平均色度データ（α２．β２）で量子化した場合を示
している。今、両者の場合の量子化２乗誤差を以下の方
法で比較してみる。第３図（Ｃ）の場合の量子化２乗誤
差Ｅは、 ・・・（１） 第３図（Ｄ）の場合の量子化２乗誤差Ｅ′は、１εＳ２ ・−（２） となる。そして、Ｅ＞Ｅ’のときは色エツジ有りと判定
し、Ｅ≦Ｅ′のときは色エツジ無しと判定する。即ち、
ブロック毎に第３図（Ｃ）の場合と第３図（Ｄ）の場合
の量子化誤差を求め、該誤差が小さくなる方を適宜選択
するわけである。

以上を機械が実行し易い形にする。（１）式。

（２）式及び以下の恒等式、 Ｎ、　＋Ｎ、　＝１６ 及び１α−ａ１２　　（１，ｌβ−ｂｌ’（１（７）条
件を用いて、Ｅ−Ｅ　’を表わすと（３）式になる。

Ｅ−Ｅ　’ ＝ＮＩ　（（ａｘ　−ａ、）！　＋　（β＊−ｂ＋）”
−（（！、−ａ、）２−　（β＋−ｂｔ）２）−１６（
（ａ−Ｑ２）”　＋　（ｂ−β２）２）・・・（３） 従って、エツジ判定回路１１２は（３）式の演算結果の
正負を調べることにより、負であれば色エツジ有り、負
でなければ色エツジ無しの色工；ンジ判定信号１１３を
送り出し、データセレクタ１１７によって第３図（Ｃ）
の場合と第３図（Ｄ）の場合の量子化切換えが行われる
。

第４図は実施例のエツジ判定回路１１２のブロック構成
図に係り、具体的には（３）式の演算を実行するもので
ある。図において、各明度データＬ１はコンパレータ４
０３によって平均明度データＬと比較され、その比較結
果は、色度データａ”、ｂ”が領域Ｓ、、Ｓ、の何れに
属するかを選択するセレクタ４０４，４０５に入力され
る。

尚、記号ｄで表わすブロックは各データ間のタイミング
を合わせるための遅延回路である。加算器４０６は第１
領域Ｓ、の色度データａ“を、加算器４０７は第１領域
Ｓｌの色度データｂ１を夫々累積加算する。加算器４０
８は第２領域Ｓ２の色度データａ“を、加算器４０９は
第２領域Ｓ２の色度データｂ″を夫々累積加算する。ま
たコンパレータ４０３の出力はカウンタ４１０に送られ
、該カウンタ４１０はＬ′≧Ｌの判定数をカウントする
ことにより第１領域ＳＬに含まれる画素数Ｎ１をカウン
トする。減算器４１１は１６−Ｎ１を行なって第１領域
Ｓ、に含まれる画素数Ｎ、を求める。除算器４１２，４
１３は加算器４０６゜４０７の累積加算結果を夫々Ｎ１
で除算して平均色度データａ　ｌ　＊　ｂｌを出力する
。除算器４１４．４１５は加算器４０８，４０９の累積
加算結果を夫々Ｎ２で除算して平均色度データａ２　＋
　　ｂ２を出力する。量子化器４１６．４１７は平均色
度データ（ａｉ　、ｂＩ　）＋　　（ａｚ　、ｂ２）を
夫々所定のビット数に量子化して、コードデータ（α０
．ｂＩ）、（α２．β２）を出力する。

また色度データａｍ、ｂ＊は演算器４１８゜４１９にも
送られ、ここで平均色度データａ、　ｂが求められる０
図示しないが、演算器４１８゜４１９内では色度データ
ａｍ、ｂ＊の各累積加算結果を除算器で夫々１／１６Ｌ
、て平均色度データａ、ｂを出力する。演算ユニット（
ＡＬＵ）４２０は（３）式の（ａｌ　−ａｔ　）”の項
を実行し、ＡＬＵ４２１は（ａｔ　−ｂｔ　）’の項を
実行し、ＡＬＵ４２２は（ａｌ−ａｌ）”の項を実行し
、ＡＬＵ４２３は（β２−ｂＩ　）’の項を実行し、Ａ
ＬＵ４２４は（ａ−Ｑ、）’の項を実行し、ＡＬＵ４２
５は（ｂ−β２）２の項を実行する。

そして、ＡＬＵ４２６はカウンタ４１０及びＡＬＵ４２
０〜４２５の各出力をもとにして（３）式のＥ−Ｅ’の
値を演算する。ＡＬＵ４２６の演算結果の出力はコンパ
レータ４２７で所定閾値ｔｈ（正負を判断する場合はｔ
ｈ＝ｏ）と比較され、その比較結果が色エツジ判定信号
１１３として出力される。

尚、量子化誤差の評価式は上記（３）式のものに限定さ
れない。例えば（３）式において、ａｌ＋　ｂｌの量子
化後の値αｌ、βｌ及びａ２＋ｂ、の量子化後の値α２
．β２についてａ１〜αＨ，ｂ、’９β１　、　ａｌ　
＃α２　、１）２４β２の関係が成り立っているとする
と、（３）式は、α。

＝ａ　Ｉ　＋βｌ　＝　ｂＩ　＋　α２　＝　ａ　２　
＊β２８ｂ２とおき、また１　６　ａ＝ＮＩａｌ　＋Ｎ
２ａ２．１６　ｂ丑Ｎ１　ｂ、＋Ｎ、ｂ２の関係を使う
と、（４）式のように変形される。

Ｅ−Ｅ　’ ＝　Ｎ　ｒ　（１−Ｎ＋／１６） ｘ　　（（ａｉ−８２）２＋　（ｂｔ　−ｂｚ）２）・
・・（４） 第５図は（４）式を実現するエツジ判定回路のブロック
構成図である。図中、特に説明をしないものについては
第４図と同一名称付した構成は同等の機能、動作をする
。ＡＬＵ５１６は（４）式の（ａｌ−ａ、）２の項を実
行し、ＡＬＵ５１７は（ｂｉ　−ｂ２　）２の項を計算
する。そして、ＡＬＵ５１８はカウンタ５１０のカウン
ト出力Ｎｌ及びＡＬＵ５１６，５１７の演算結果の出力
をもとにして（５）式の演算を行う。ＡＬＵ５１８の出
力はコンパレータ５１９で所定閾値ｔｈ（通常はＯ）と
比較され、その比較結果を色エツジ判定信号１１３とし
て出力する。

尚、上述実施例ではＣＩＥ均等色空間の明度信号Ｌ′、
色度信号ａ″、ｂ“について説明したがこれに限らない
。他にもＹＩＱ信号、Ｌ”ｕ“ｖ１信号、Ｌ″Ｃ”Ｈ″
信号、どのような信号系で用いてもかまわない。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、量子化誤差を色エツジ
有無の判定に用いることに°より、例えば網点画像の様
にミクロな色エツジを多数持っていても、これらを量子
化誤差で評価すると色エツジでないと判定される場合が
多く、色のガサツキが生じない、従って、あらゆる入力
画像に対して最適な画像圧縮処理を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のカラー複写装置のブロック構成図、・ 第２図は画像メモリ１１１におけるデータ記憶構造の一
例を示す図、 第３図（Ａ）〜（Ｄ）はエツジ判定回路１１２による実
施例の第１領域及び第２領域の決定方法を説明する図、 第４図は実施例のエツジ判定回路１１２のブロック構成
図、 第５図は（４）式を実現するエツジ判定回路のブロック
構成図である。 図中、１０１・・・光源、１０２・・・カラー原稿、１
０３・・・結像レンズ、１０４・・・ラインセンサであ
る。 第２図 （Ａ）　　　　　　（Ｂ） （Ｃ）　　　　　　（Ｄ） 第３ｖ！１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ３原色画像データを明度情報と色度情報に変換する変換
   手段と、 Ｍ×Ｎ画素のブロック領域の明度情報の平均値を求める
   明度平均化手段と、 前記ブロック領域の各明度情報と前記求めた平均値を比
   較することにより当該ブロック領域を複数領域に分割す
   る分割手段と、 前記ブロック領域の色度情報の平均値を求める色度平均
   化手段と、 前記分割した複数領域についての夫々の色度情報の各平
   均値を求める領域色度平均化手段と、前記ブロック領域
   を色度平均化手段出力の平均値によつて１色に量子化し
   た場合の色量子化誤差Ｅ１と領域色度平均化手段出力の
   複数の平均値によつて複数色に量子化した場合の色量子
   化誤差Ｅ２の大小を比較する比較手段と、 前記比較手段出力がＥ１＞Ｅ２のときは当該ブロック領
   域を前記複数色によつて量子化し、Ｅ１＞Ｅ２でないと
   きは前記１色にによつて量子化する色量子化手段を備え
   ることを特徴とするカラー画像処理装置。