JPH01245673A

JPH01245673A - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JPH01245673A
Application number: JP63072969A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Suzuki; 鈴木　良行; Masahiro Funada; 船田　正広
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-09-29
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JP2632351B2; US5488670A

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する。

［従来の技術］従来の画像処理のうち、高い空間周波数成分を含む部分
（すなわちエツジ部分）に注目した処理方式が数多く知
られている。たとえば、画像の鮮鋭さを増大させて画像
品位の向」二を図るエツジ強調法等はその代表的処理で
ある。一方、画像圧縮技術の分野においては、上記エツ
ジ部分の処理の仕方が圧縮効率に大きく影響する。すな
わち、エツジ部分（高周波成分）を含む画像はその情報
量が多い。たとえば、予測符号化方式等の情報保存型の
圧縮方式を用いた場合、エツジ部分が多い画像はど、符
号化効率が落ち、全体の圧縮率が低くなる。一方、ベク
トル量子化方式や直交変換方式のような情報非保存型の
圧縮方式の場合、圧縮率を一定にすると、エツジ部分の
劣化が大きく、エツジ部分が多い画像はど、再生画像の
視覚的品位が低下する。

したがって、画像中で複数画素で構成されるブロックま
たはある注目画素とその周辺画素群のような特定領域毎
に、エツジ部分か平坦部分かを判定し、この判定結果に
適した方式を使う適応型の圧縮方式が数多く提案されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ミクロ的には同じエツジ部であっても、マクロ的には異
なる画調の場合があり、この場合には同一の処理を施し
てもうまくいかない場合がある。

すなわち、文字画像のような線画の場合と写真のような
連続調画像の場合とでは処理を変えた方がよい。たとえ
ば、エツジ強調の場合、線画には強めの強調を行ない、
連続調画像には弱めまたは処理をしない等の区別が望ま
しい。

工・ンジの有無に応じた適応型の圧縮伸長方式では、色
文字画像部では効率良く情報の圧縮を行なえるが、その
他のカラー画像では同じエツジの場合には、かかる圧縮
を行なうと画像劣化が著しいという問題がある。

本発明は、複数画素を１ブロックとしてカラー画像信号
を処理するカラー画像処理装置において、画像劣化しな
いカラー画像処理装置を提供することを目的とするもの
である。

［課題を解決する手段］本発明は、カラー画像信号を明度情報と色度情報とに分
離し、ブロック内にエツジを含□むと判定されたブロッ
クがその明度情報と色度情報とに相関性があれば、色線
画のエツジを含むブロックであると判定するものである
。

［作用］本発明は、カラー画像信号を明度情報と色度情報とに分
離し、ブロック内にエツジを含むと判定されたブロック
がその明度情報と色度情報とに相関性があれば、色線画
のエツジを含むブロックであると判定するので、複数画
素を１ブロックとしてカラー画像信号を処理するカラー
画像処理装置において、画像劣化が生じない。

［実施例］まず、本発明の基本的な考えについて以下に説明する。

色文字画像等は一般に、その背景色として白色である場
合がほとんどであり、一般的な文書画像と同様に、白地
の紙に印刷されている。色エツジを含む微少なブロック
単位で見た場合、色文字の色と地色の白とで構成されて
いると考えることができる。したがって、色文字画像の
エツジ部を含む画素ブロックの色は、文字色の有彩色、
地色の無彩色との２色で構成されていると考えることが
できる。

第３図は、ブロック内の各画素をＬ”ａ”ｂ”の均等色
空間に変換しそれらを色度平面（ａ”　　。

ｂｉに投影した場合を示す図であり、Ｘ印が１つの画素
の色度に対応している。

第３図（ａ）は、色文字の工、ンジ部を含むブロックを
示すものであり、無彩色である原点（ａ傘　、ｂ傘）＝
（０，０）から、１つの色相方向に分布しており、この
ブロックは、１つの有彩色と無彩色とで構成されている
ことがわかる。この場合、明度と色度とには相関性が見
られる。すなわち、色文字エツジは白色と文字の色とで
構成され、色空間で考えると、各画素は無彩色で高い明
度を持つ白色と、ある明度と色度とを持つ文字色とを結
ぶ直線上またはその近傍に存在し、このような画素群を
色度平面に投影すると第３図Ｌ＆）のような図を得るこ
とができる。この場合、色度と明度とには相関性がある
と考える。

第３図（ｂ）は、２つの有彩色で構成されたブロックを
示す図であり、明度との相関性が保証されない。

上記のように、色エツジを含む画像ブロックのうち、明
度と色度とに相関性を有するブロックは、色文字のエツ
ジ部分を構成するブロックであると判定することができ
、上記相関性を有すると判定する基準としては、ブロッ
ク内が１つの有彩色と無彩色とで構成されているか否か
をその基準とすることが有効である。

上記のようにして色文字を構成する色エツジを、他の色
エツジ部分と分離し、それに適した処理を施すことによ
って、良好な画像処理結果を得ることができる。特に、
エツジ強調、画像圧縮等の色文字のエツジの処理の仕方
がその画質や圧縮効率等の大きな要因になる場合は効果
が大きい。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

この回路は、色エツジブロックであると判定されたブロ
ックの中で、有彩色と無彩色とで構成するブロックのみ
を抽出する回路である。

この回路は、最大色差演算器１２１と、コンパレータ１
２２と、極座標変換器１３１と、コンパレータ１３２と
、アンドゲート１３３．１３６と、最大位相差演算器１
３４と、コンパレータ１３５とを有する。

次に、上記実施例の動作について説明する。

ブロック内の最大色差△ｄが閾値ｄｏよりも大きい場合
、そのブロックが色エツジブロックであると判定し、コ
ンパレータ１２２が「１」を出力する。極座標変換器１
３１は、色度信号（ａ　傘。

ｂ”）を色相と彩度とに相当する量（θ傘　。

ｒ傘）に変換する。コンパレータ１３２は、原点近傍の
点を除くために、閾値ｒＴ　とｒ幸とを比較し、その出
力信号をアンドゲート１３３のゲート信号とし、ｒＴよ
りも大きなｒ傘である画素の色相信号θ傘のみを許可す
る。

次に、最大位相差演算器１３４が、口より大きなｒ傘を
満足する各画素の色相差θを求め、そのうちの最大値Δ
θを出力する（最大位相差演算器１３４も、減算器、コ
ンパレータ、セレクタ等で構成することができる）。

色相差としてはＯ〜πの範囲になるように補正しなけれ
ばならない。つまり、２画素間の色相差として２／３π
と４／３πとは同じことであるが、この場合、２／３π
として扱い、最大値検出の際に単純な演算で済むように
している。このようにして求められた最大色相差△θが
、コンパレータ１３５で閾値０丁と比較される。△θよ
りもθ■が大きいときにそのブロックが色文字エツジの
可能性があるとし、ｒｌＪが出力され、これと上記色エ
ツジ判定信号Ｅ１とＡＮＤ演算をＡＮＤ回路１３６で行
なうことによって、最終的な判定信号Ｅ　ｃｏｄｅを得
る。判定信号Ｅ　ｃｏｄｅは、ブロックが色エツジを含
みしかも有彩色と無彩色とで構成される場合にｒｌＪに
なる。上記実施例において、ａ”　ｂ”平面で色相に注
目し、１つのブロック内の各画素間の色相差θの最大値
△０がある閾値０丁よりも小さい場合（第３図（Ｃ）に
示す場合）は、１つの色相からなるブロックであると判
定する。また、原点付近の画素は誤差要因になるので、
（ａ′）２＋（ｂ幸）２がｒＴ２　よりも大きい画素を
判定の対象に用いている。

上記実施例において、アンドゲート１３６を使用せずに
、判定信号Ｅ　ｃｏｄｅを２ビツトとし、（Ｅｌ　、Ｅ
２）＝　（１，１）、（１−、Ｏ）ノ、！＝きに、それ
ぞれ、色文字エツジを有するブロック、その他の色エツ
ジを有するブロックと判断し、Ｅｌが「０」であるとき
に、平坦ブロックであるという判定結果を得るようにし
てもよい。

第２図は、本発明の第２実施例を示すブロック図である
。

第２図に示す実施例は、第１図に示す実施例と同様に、
ブロック内が有彩色と無彩色とで構成されていることを
検出し、色文字エツジの判定をする実施例である。

この実施例は、最大色差演算器１２１と、コンパレータ
１２２．１４１と、アンドゲート１４２とを有する。

上記実施例を、第３図（ｅ）、（ｆ）に従ってその基本
的な考え方について説明する。

ブロック内の最大色差に注目すると、色文字工ッジのよ
うに無彩色と有彩色とで構成される場合、最大色差とな
る２画素のうち、その一方が無彩色であり、原点付近に
存在する。したがって、２点の色差はある値以上になら
ない。また、２つの有彩色で構成される場合、色差が大
きな値をとる可能性が高い。このように最大色差△ｄが
ｄ。

より大きい色エツジ部分でありしかも、もう１つの最大
色差についての閾値をｄＴ　とすると、ｄ。

が６６以上であれば、そのブロックは色文字エツジのブ
ロックであり、逆に、ｃｔｙが△ｄよりも小さければ色
エツジブロックであると判定することができる。

第２図において、最大色差演算器１２１が最大色差△ｄ
を求め、これを閾値ｄｏとコンパレータ１２２が比較し
、色工・ンジ判定信号Ｅ１を得る。

そして、コンパレータ１１４がもう１つの閾値ｄ、と比
較し、この比較結果の信号Ｅ２と色エツジ信号Ｅ１とを
アンドゲート１４２がアンドし、その出力が「１」とな
れば、そのブロックには色文字のエツジが含まれている
と判定できる。この場合に、アンドゲート１４２を省略
し、ＥｌとＥ２とで構成される２ビ・ントの信号を判定
信号Ｅ’ｃｏｄｅとして利用することも可能である。

第２図に示す実施例は、第１図に示す実施例と比較する
と、回路構成が簡略されている。つまり、従来使用され
ていた最大色差演算器１２１を共用することができ、ハ
ードウェアの実現が容易である。ただし、誤判定の可能
性が第１図に示す実施例に比べると多少大きいが、圧縮
、伸長器に用いる場合には、あまり影響を受けない。

第４図は、本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。

この実施例は、明度Ｌ”　と色度（ａ”ｌｂｉとの相関
性を直接見ることによって色文字エツジを抽出するもの
である。

そして、実際の最大色差△ｄと、明度Ｌ”の最大値、最
小値に対応する画素間の色差△ｄｅとの差分（△ｄ−△
ｄｅ）の絶対値が小さければ、明度と色度との相関性が
強いと判断するものである。

第５図は、上記第３実施例の具体的な説明図である。

４×４画素を１ブロックとし、第５図（ａ）は、色文字
エツジで明度と色度との間に相関性が強いブロックであ
り、第５図（ｂ）は、その他の色エツジブロックであり
、第５図（Ｃ）は上記１プロ・ンクの画素番号を示す図
である。

第５図（ａ）について、明度Ｌ”の最大、最小となる画
素番号はそれぞれ、［Ｌ”　ｗａｘ　］　＝１６、　［
Ｌ傘ｗｉｎ　］　＝　１であり、それらに対応する色度
は、（ａ傘　、　ｂ”　）ｆｆｉａｘ　−（５，０）、
（ａ傘　、ｂ本）ｍｉｎ＝　（５６，−１７）であり、
青画素の色差は△ｄｅ＝５４となる。ブロック内の最大
色差は、画素１と画素１４（△印）で△ｄ＝５５となり
、差分△ｓ＝　ｌ△ｄｅ−Δｄ　ｌ＝１であり、強い相
関性があると判定できる。

第５図（ｂ）については、［Ｌ”　ｗａｘ　］　＝１６
、　［Ｌ傘ｍ１ｎｌ＝１４となり、これに対応する色度
は、（ａ傘　、ｂ傘）　ｍａｒ　＝　（４６。

−１９）、、（ａ”　　、ｂ”）ｍｉｎ＝（−１４゜＝
１１）となり、色差△ｄｅ＝６１になる。最大色差は、
画素１と画素１６との間で△ｄ＝１０７になり、△ｓ＝
　ｌ△ｄｅ−Δｄ　ｌ　＝４６であるから、明度、色度
間には相関性が小さいと判定できる。

第４図は、これを実現するブロック図であり、最大色差
演算器１２１と、最大最小検出器１５１と、色度抽出器
１５２と、色差演算器１５３と、−加算回路１５４と、
コンパレータ１２２．１５５と、アンドゲート１５６と
を有する。

最大色差演算器１２１がブロック内の最大色差△ｄを求
め、これを閾値ｄＯとコンパレータ１２２が比較し、色
エツジ判定信号Ｅｌを得る。

明度ＬＩに関する最大、最小となる画素を指示する信号
Ｌ”　ｍａｘ　、　Ｌ”　ｍｉｎを最大最小検出器１５
１が求め、色度抽出器１５２がＬ中ｗａｘ　。

Ｌ”ｍｉｎに対応する画素の色度（ａｍ　、ｂ”　）ｗ
ａｘ、（ａ”　　、ｂ”　）ｍｉｎを抽出し、色差演算
器１５３がその色差△ｄｅを求める。この△ｄｅと△ｄ
との差分△Ｓを減算器１５４が求め、予め設置５定された閾値ＳＴと上記差分ΔＳとをコンパレータ１５
５が比較し、相関判定信号Ｅ２を得る。そして、Ｅｌと
Ｅ２とをアンドゲート１５６が処理し、判定信号Ｅ　ｃ
ｏｄｅを出力する＠第６図は、カラー画像信号圧縮方式
の一例を示すブロック図である・カラー画像信号ＲＧＢは、変換器１０１によって均等色
空間Ｌ”　ａ”　ｂ”に変換され、明度情報Ｌ”　と色
度情報（ａ幸　、）、傘）とは別々に符号化される。ま
た、複数画素で構成されるブロックを単位として、一定
長のコードを生成する。

色度情報（”　　＋　ｂ”　）を符号化する場合、その
ブロック内に色エツジ（すなわち色度の変化）が存在す
るか否かによって、色エツジブロック用符号化方式と平
坦ブロック用符号化方式のうち１つを選択する。

第７図は、色エツジ判定器１０２の具体例を示す図であ
る。

色エツジ判定器１０２は、各画素間の色差を演算し、そ
の中から最大値△ｄを出力する最大色差演算器１２１と
、上記最大値△ｄと予め設定した閾値ｄＯとを比較する
比較器１２２とで構成される。

最大色差演算器１２１は、ブロックを構成する画素数が
多い場合はマイクロコンピュータを中心として構成し、
高速性が要求される場合、減算器（加算器）、コンパレ
ータ、セレクタの組合せで構成することができる。最大
値△ｄが閾値ｄＯよりも大きい場合、色エツジがあると
判定し、閾値ｄが最大値６６以上である場合、色度的に
平坦であると判定する。

色平坦ブロック用の符号器１０３は、ブロック内を１つ
の色度に代表させ、その色コードＣ１を出力する。たと
えば、ブロック内の色度の平均値を求め、その平均値を
代表色度とする。

色エツジ用符号器１０４は、ブロック内を２つの色度に
代表させ、その組合せをコードＣ２として出力する。上
記２つの色度を抽出する場合、ブロック内の画素のうち
、最大明度と最小明度とである２画素に対応する色度を
選択する。セレクタ１０５は、ブロックの色エツジ判定
結果Ｅ　ｃｏｄｅに応じて、色コードＣ，１、Ｃ２のう
ち１つを選択し、最終的なコードＣｃｏｄｅとして出力
する。明度信号Ｌ”は、ブロック単位で符号器１０６に
よって符号化される。階調性を有するモノクロ画像の圧
縮方式として提案されている手法を利用することができ
、たとえば、ベクトル量子化方式やアダマール変換・コ
サイン変換等の直交変換方式またはこれらの組合せ手法
を利用できる。

このようにして、明度コードＬ　ｃｏｄｅ、色度コード
Ｃｃｏｄｅ、色エツジ判定コードＥ　ｃｏｄｅを１セツ
トにして対応ブロックの符号として、伝送、記憶等の必
要な処理をした後に、伸長部に送られる。

この伸長部において、明度、色度毎に復号され、まず、
Ｌ”復号器１０７が、明度コードＬｃ。

ｄｅをブロック単位でＬ”に変換される。１色度用（平
坦ブロック用）復号器１０８と２色度用（色エツジブロ
ック用）復号器１０９とが、色コードＣｃｏｄｅを復号
する。２色度後号器１０９は、プロ△ハツク内を代表する２つの色度（ａｍ　　、　ｂ幸）ｆｌ
とハ　　　ハ（ａ＊　　、　ｂ＊　）ｕとを復号する。これら２つの
色ハ度が、ブロック内の明度Ｌ”の最大値、最小値に対応す
る画素の２色度であるとし、これら２つの色度を基準と
して明度Ｌ”に比例するように、各画素の色度（ａ？　
　、ｂ２傘）を求める。１色度後号器１０８は、ブロッ
ク全体を代表する色度とハ　　　△ して（ａｔ傘　、ｂｉｎが復号され、ブロック内すべて
の画素の色度になる。

そして、色エツジコードＥ　ｃｏｄｅによって、これら
２種類の色度のうち、対応する一方をセレクタハ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ハｂ−）
を得る。そして、明度Ｌ”　を合せてＬＩハａ”　　ｂ傘／ＲＧＢ変換器１１２によッテ、Ｒ１［発
明の効果］本発明によれば、複数画素を１ブロックとしてカラー画
像信号を処理するカラー画像処理装置において、画像劣
化が生じないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示すブロック図である
。第２図は、本発明の第２実施例を示すブロック図である
。第３図（ａ）〜（ｆ）は、上記実施例の説明図である。第４図は、本発明の第３実施例を示すブロック図である
。第５図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は、上記第３実施例の説
明図である。第６図、第７図は、本発明の判別方法を適用したカラー
画像信号圧縮方式の一例を示すブロック図である。１２１・・・最大色差演算器、１３１・・・極座標変換器、１３４・・・最大位相差演算器、１５１・・・最大最小検出器。特許出願人　　キャノン株式会社同代理人　　　用久保　　新　− 第３図翫（Ｏ）第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数画素を１ブロックとしてカラー画像信号を処
理するカラー画像処理装置において、上記カラー画像信
号を明度情報と色度情報とに分離する分離手段と；エッジを含むと判定されたブロック内で、その明度情報
と色度情報とに相関性があることを条件に色線画を含む
ブロックであると判定する色線画判定手段と；を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
（２）請求項（１）において、上記色線画判定手段は、上記ブロック内にエッジが含ま
れることを判別し、エッジが含まれしかも明度情報と色
度情報とに相関性があれば、色線画を含むブロックであ
ると判定する手段であることを特徴とするカラー画像処
理装置。
（３）請求項（１）において、上記ブロック内が１つの有彩色と無彩色とで構成されて
いれば、上記明度情報と色度情報との相関性があると判
定することを特徴とするカラー画像処理装置。
（４）請求項（３）において、上記ブロック内の各画素の色度が色度平面上で所定の色
相の範囲内であれば、上記ブロック内が１つの有彩色と
無彩色とで構成されていると判定することを特徴とする
カラー画像処理装置。
（５）請求項（４）において、上記ブロック内の各画素の色度が色度平面上で所定の色
相の範囲内であることを検知するときに使用する画素と
して、上記色度平面の原点から所定の距離以内の色度を
有する画素を除外することを特徴とするカラー画像処理
装置。
（６）請求項（３）において、上記ブロック内の各画素間の色差の最大値が所定の値よ
り大きくないときに、上記ブロック内が１つの有彩色と
無彩色とで構成されていると判定することを特徴とする
カラー画像処理装置。
（７）請求項（１）において、上記ブロック内の明度情報の最大値と最小値とをとる画
素間の色差と、上記ブロック内の各画素間の色差の最大
値の差分との相関性を、上記明度情報と色度情報との相
関性を測定する値として使用することを特徴とするカラ
ー画像処理装置。