JPH0414383A - 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］ 本発明は画像処理装置に関し、例えば、カラー画像の鮮
鋭度を調整する画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、デジタル方式のカラー複写機、大容量のカラー画
像を扱うコンピュータ・グラフィックス装置等が普及し
始め、カラー画像信号の処理のためのハードウェアもこ
の普及に供なって増大している。

［発明が解決しようとする課題］ 特に、リアルタイムでレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、
ブルー（Ｂ）、またはシアン（Ｃ）。

マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）と
いった色信号（カラー画像信号）を使って、画像の鮮鋭
度を調整しようとした場合には、以下に述べる様な問題
がある。

一般に、画像の鮮鋭度の調整を行なうには、エツジ強調
処理が使用される。第１２図には、エッジ強調処理に使
用される一般的な５×５のラプラシアンフィルタのマト
リックスの一例が示されている。このマトリックスの中
心画素と四角の位置には重み付けの係数が配置され、各
係数に対応するカラー画像信号には、上記係数によって
重み付けが行なわれる。この重み付けされた結果はすべ
て加算され、ひとつのエツジ成分となる。

第１３図は第１２図に示されるラプラシアンフィルタ（
マトリックス）をハードウェアの構成で示したブロック
図の一例である。

カラー画像信号は、画像１ライン分の遅延を行なうライ
ンメモリ３０〜３３を介することによって、４ライン分
の遅延が行われる。Ｄタイプフリップフロップ３４〜４
８は、１画素単位のデータを保持し、不図示の画素クロ
ック入力に応じて、■画素分のカラー画像信号を１つず
つシフトする。第１２図に示されるマトリックスの四角
の画像成分に相当するのは、Ｄタイプフリップフロップ
３４．３８，４４．４８の４つの出力信号であり、それ
らの出力信号は、演算回路４９〜５２で−属の重み付け
が行われる。各演算回路４９〜５２では、２の複数演算
及び２ビツトデータシフトを行なうことにより、−％の
重み付は処理が行われる。

演算回路４９〜５２の圧力信号は、加算回路５３〜５５
により２段階の加算演算が行なわれるが、後段の加算回
路５４での加算処理では、上記マトリックスの中心画素
位置に対応する中心画素成分、即ち、Ｄタイプフリップ
フロップ４１の出力信号も加算が行われる。加算された
信号はＤタイプフリップフロップ４２に人力され、タイ
ミングを整えてフィルタ信号（エツジ成分）として出力
される。Ｄタイプフリップフロップ４１に人力されてい
る中心画素成分は、Ｄタイプフリップフロップ４３で同
期をとられ、中心画素信号（中心画素のカラー画像信号
）として出力される。そして、鮮鋭度の調整は、この中
心画素信号に対して、フィルタ信号の量を調整すること
により行なうことができる。

第１３図に示されるように、エツジ強調処理は、高価な
ラインメモリ３０〜３３を使用することからコスト高と
なり、回路規模も大きいものが必要となる。

第１１図は、第１３図に示されるフィルタ回路２０〜２
２を使用して、カラー画像信号であるＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉ
倍信号鮮鋭度の調整を行なうためのブロック図の一例で
ある。

フィルタ回路２０〜２２は、それぞれ第１３図に示され
るフィルタの回路に相当する。フィルタ回路２０〜２２
は、それぞれＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの中心画素信号及びフィ
ルタ信号を出力する。フィルタ信号はそれぞれ乗算回路
１７〜１９で外部より入力されるゲイン信号と掛は合わ
される。乗算回路１７〜１９の出力信号は、フィルタリ
ングされていない中心画素信号と加算回路２３〜２５で
それぞれ加算される。この加算結果は１次のリミッタ回
路２６〜２８でオーバフローやアンダーフローの補正が
施され、これによって、Ｒ，Ｇ、Ｈの出力カラー画像信
号が得られる。鮮鋭度の調整は、ゲイン量を可変するこ
とにより行なわれる。

このように、ハードウェアでカラー各色成分の鮮鋭度を
調整するためには、大規模なハードウェアが必要であり
、コストも非常に高（なる。

一方、リアルタイム処理を行なわない場合には、−度、
画像メモリに画像データを配憶し、この後に、計算機に
よりソフトウェアで上記フィルタで実施される演算を行
なって、フィルタ演算に必要なコストの低減を図るが、
これは処理速度を遅くすると共に、画像メモリのコスト
をアップしてしまうという欠点がある。

リアルタイム処理が必要であって、例えば、デジタル方
式のカラー複写機でＣ，Ｍ、Ｙ、Ｂｂという様に、色毎
の面順序で画像記録する場合には、カラー画像信号がＣ
，Ｍ、Ｙ、Ｂｋすべてによる一色になった所で鮮鋭度の
調整を行うようにすれば、上述したフィルタ回路は１つ
で済む。しかしながら、３色もしくは４色同時記録を行
なうカラー複写機には適応することがでいないという欠
点がある。

また、入力されたカラー画像信号を輝度成分や色成分の
信号に変換して輝度信号（もしくは濃度信号）に鮮鋭度
調整処理を行なうことも考えられるが、最終的には各色
成分データが必要なことから、変換回路や逆変換回路が
必要になり、また、この際データ落ちが発生するため画
質劣化の問題も発生する。

本発明は、上述した従来例の欠点に鑑みてなされ、その
目的とするところは、リアルタイムで多色同時処理の必
要な画像処理装置において、回路規模を少さく、かつ、
ローコストに抑えた構成によって、鮮鋭度調整を行うこ
とができる画像処理装置を提供することにある。

［発明が解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に
係わる画像処理装置は、カラー画像を処理する画像処理
装置において、色別に画像信号を人力する入力手段と、
前記入力された画像信号のうち少なくともひとつの画像
信号に基づいてフィルタ信号を生成する生成手段と、前
記生成されたフィルタ信号に基づいて前記入力手段で入
力された各画像信号を補正する補正手段とを備える。

［作用］ かかる構成によれば、入力手段は色別に画像信号を人力
し、生成手段は入力された画像信号のうち少なくともひ
とつの画像信号に基づいてフィルタ信号を生成し、補正
手段は生成されたフィルタ信号に基づいて入力手段で入
力された各画像信号を補正する。

［実施例］ 以下に、添付図面を参照して、本発明に係わる好適な実
施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の画像処理装置に係る一実施例の構成を
示すブロック図であり、第２図は従来例と本実施例との
構成を比較するためのブロック図である。第１図におい
て、１〜３は原稿像を光学的に読み取り、Ｒ，Ｇ、Ｂの
カラー画像信号に光電変換するライン単位のイメージセ
ンサを示している。４〜５は対応するイメージセンサ１
〜３からのカラー画像信号を増幅するアンプを示し、７
〜８は対応するアンプ４〜５で増幅された画像信号をア
ナログ／デジタル変換するＡ／Ｄコンバータを示してい
る。１０〜１２は光電変換時に生じる光量ひずみを色成
分毎に補正（除去）するシェーディング補正回路を示し
、１３．１４は遅延メモリを示している。遅延メモリ１
３．１４は、イメージセンサ１〜３のセンサ間距離を補
正するための遅延回路であって、このメモリによって、
例えば、各々１０９４２分のセンサ間距離がある場合、
遅延メモリ１３で２０ライン分、遅延メモリ１４で１０
ライン分のデータ遅延が行われ、Ｂ成分に等価的に信号
の読み取り位置が一致する。

１５は第１３図で説明したフィルタ回路と同様の構成及
び機能を有したフィルタ回路を示している。このフィル
タ回路１５は、Ｇ成分のカラー画像信号に対して行うた
めに、遅延回路１４の出力信号を入力し、中心画素信号
（Ｇ信号成分）とフィルタ信号とを出力する。１６はフ
ィルタ回路１５から出力されたフィルタ信号に基づいて
各色成分のカラー画像信号に対して鮮鋭度の調整（補正
）を行う補正回路を示している。

上述した構成によれば、原稿像は、イメージセンサ１〜
３により第１図に示される矢印の方向に読み取り走査さ
れ、それぞれＲ，Ｇ、Ｂの色成分出力は１ライン毎にシ
リアル画像データで出力される。次の増幅器４〜５では
、アナログ画像信号をＡ／Ｄ変換回路７〜９の変換レベ
ルまで増幅する。そして、シェーディング補正回路１０
〜１２によって、各色成分のシェーディング成分の除去
が行われ、遅延メモリ１３．１４がイメージセンサｌ〜
３のセンサ間距離を補正する。これによって、Ｒ，Ｇ成
分は、Ｂ成分に等価的に信号読み取り位置を一致させる
。

遅延メモリ１４で遅延され出力されたＧ成分において、
中心画素はフィルタのサイズに合わせた遅延が行われ、
本実施例では、第１３図に示されるように、２ライン分
の遅延が行われる。

本来、第１図中の１５ａで示される破線で囲まれた部分
は、第２図に遅延回路１３．１４の出力及びシェーディ
ング補正回路１２の出力でセンサ間距離を一致させると
、第２図に１５ａ°で示される破線で囲まれた部分のよ
うに設ける必要がある。即ち、第２図に示されるように
、入力と出力との遅延を同じに調整するために、フィル
タ回路５６の２ライン分の遅延をＲ成分のラインメモリ
５７及びＢ成分のラインメモリ５９．６０で補正する必
要があった。

しかしながら、第１図に示される本実施例のように、遅
延メモリ１４で１０ライン分の遅延を行なわせずに、フ
ィルタ回路１５の２ライン分の遅延分は少なく、つまり
、１０−２＝８の８ライン分の遅延を行なわせることに
より、ラインメモリ５７〜６０に相当する回路を省略し
、補正回路１６への入力時点でセンサ間距離を合わせて
いる。これにより、ラインメモリ５７〜６０、及び遅延
メモリ１４の２ライン分のメモリ分だけ回路が縮小され
、コストダウンが可能となっている。

本実施例では、エツジ強調のための成分にＧ成分のカラ
ー画像信号を選択したが、これはイメージセンサ１〜３
の出力が実際は理想の分光特性にはなっていないので、
波長が中心にある、Ｒ，Ｂ成分も含んだ、Ｇ成分を代表
値として用いている。

次に、補正回路１６について説明する。

第３図は補正回路１６の構成を示すブロック図であり、
第４図はフィルタ回路１５と補正回路１６の処理例を説
明する図である。同図において、６１〜６３．６７は乗
算器を示し、６４は加算器を示し、６８〜７０はリミッ
タ回路を示している。

補正回路１６に入力されたカラー画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、
Ｂｉはまず乗算回路６１〜６３に送られる。ここでは、
各カラー画像信号とフィルタ回路１５からのフィルタ信
号より生成された信号との乗算が行われ、これが鮮鋭度
の補正となる。

フィルタ回路１５から入力されたフィルタ信号は、まず
乗算回路６７で所定のゲイン量と掛は合わされ、これに
よって鮮鋭度の量の調整が行われる。この後、加算回路
６４で加算されるオフセット量は、フィルタ信号がＯの
ときにのみ、乗算回路６１〜６３での入力データと出力
データとの値を同じ値になるように設定される。

リミッタ回路６８〜７０は、乗算回路６１〜６３の出力
が所定の出力レンジをオーバした場合、出力をＯｌもし
くは最大値にクリップする。

次に、鮮鋭度の調整処理について説明する。

フィルタ回路１５に入力されるＧ成分のカラー画像信号
の波形は、−例として、第４図中の■となる。■の波形
入力により、フィルタ回路工５より出力されるフィルタ
信号の出力波形は、第４図中の■のように形成される。

この■で示されるフィルタ信号の波形は、乗算回路６７
及び加算回路６４によって所定のゲイン量が掛は合わさ
れ、更に、所定のオフセット量が加算されて、第４図の
■で示される信号波形に変わる。この場合、オフセット
量が０となる例である。

加算回路６４において、フィルタ信号の値が０のときに
は、画像がスルーになることから、第４図の■、■、■
に示されるＲ、Ｇ、Ｂの各カラー画像信号は、乗算回路
６１〜６３によって、第４図の■、■、■に示される波
形に変換される。このように、補正される信号の大きさ
によりエツジ強調処理、即ち、鮮鋭度を上げる処理が行
なわれる。尚、■の場合、補正量が大きいために、リミ
ッタ回路６９によって、出力値がクリップされた状態と
なる。また、第４図の■、■、■の信号波形例では、Ｒ
成分の振幅が大きいため、フィルタ信号の出力は大きく
なり、鮮鋭度調整が行なえている。但し、Ｇ成分が少さ
く他の信号の成分が大きい場合には、鮮鋭度調整が充分
行なえなくなることが予想される。しかしながら、実際
のカラー画像では鮮鋭度の必要な所は、モノトーンの細
線、即ち、Ｒ，Ｇ、Ｂ各色成分の揃った位置なので、実
用上の問題が生じることはない。

また、第１図に示される構成では、説明を簡略化するた
めに、Ｒ，Ｇ、Ｈの各カラー画像信号で処理しているが
、Ｃ，Ｍ、Ｙ、Ｂｋのインク・トナーで記録とするデジ
タル・カラー複写機の場合には、ＬＯＧ変換してＲ，Ｇ
、Ｂ信号をＣ，Ｍ。

Ｙ信号系に直し、この後に上述したＲ、Ｇ、Ｂ成分のと
きと同様の処理を行なえば、同じ効果を得ることができ
る。

以上説明したように、本実施例によれば、小規模なハー
ドウェア構成で、かつ、ローコストに画像の鮮鋭度を調
整（補正）することができる。

次に、上述した実施例の変形例について説明する。

〈第１変形例〉 さて、先に述べた一色成分のみによるフィルタ処理の不
具合は、以下に説明する様な方法で改善できる。

第５図は本実施例の第１変形例の要部の構成を示すブロ
ック図である。同図において、７１〜７３はそれぞれ入
力信号を届倍する演算回路を示し、７４．７５はそれぞ
れ２つの入力信号の値を加算する加算回路を示している
。

第５図に示されるように、Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉの入力カラ
ー画像信号を演算回路７１〜７３でそれぞれ％のサイズ
に変倍し、この変倍された値を加算回路７４．７５の加
算回路で加算する。即ち、第５図に示される構成を下記
の（１）式で表すと、 となる。これは、Ｘで示される輝度成分を使ってフィル
タ処理を行なう方法である。輝度成分Ｘをフィルタ回路
１５に送り込めば、均等に各色成分を含むことができる
ため、先に述べた不具合を改善することができる。この
方法は、Ｃ，Ｍ、Ｙ成分を使った場合にも、もちろん応
用可能である。

く第２変形例〉 第１変形例とは逆に、−色成分のフィルタ処理による不
具合を逆に利用し、特定の色のみ鮮鋭度処理が良く反映
されるように設定することも可能である。

第６図は本実施例の第２変形例の要部の構成を示すブロ
ック図である。同図において、７６はＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉ
の各カラー画像信号からひとつの信号を選択するマルチ
プレクサを示している。

第２変形例では、不図示のＣＰＵがら指示される選択信
号によってマルチプレクサ７６が選択した色成分をＹ信
号としてフィルタ処理が行われる。例えば、Ｒ系の鮮鋭
度を特に変えたい場合、Ｒｉ成分を選択するように構成
すれば良い。

〈第３変形例〉 また、上述した実施例では、補正回路１６の詳細を第３
図に示したが、本発明はこれに限定されず、メモリを使
ったルックアップテーブル（ＬＵＴ）を使用しても良い
。

第７図は本実施例の第３変形例を示すブロック図である
。同図において、７７〜７９は鮮鋭度調整値を各成分別
にテーブル化したＬＩＴを示している。フィルタ回路１
５で生成されたフィルタ信号は、各色成分のカラー画像
信号に基づいてＬＵＴ（７７〜７９）から調整値を選択
するパラメータとして機能する。

例えば、画像データを８ビツト、鮮鋭度調整値を１６種
類（＝４ビット）変換後のデータを８ビツトとすると、
必要なメモリ容量は、下記に示すように、 ２（ｓ°’１Ｘ８（ビット）　　　　　＝　　　　４０
９６（バイト）・・・　（２） となる。鮮鋭度調整値の種類、画像データのビット数に
より、メモリ容量は、上式（２）に基づいて変わる。メ
モリとしては、ＲＯＭを使用しても良いが、ＲＡＭを使
用すれば、メモリに書き込まれた内容を変えることによ
り、処理のかかり具合、ＬＬＩＴの内容をエツジ強調に
無関係に特別に書き換えれば、特殊な画像効果等を自由
に設定選択可能になり、柔軟性に富んだ使い方が可能に
なる。

〈第４変形例〉 上述した実施例では、エツジ強調効果についてのみ述べ
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、スムー
ジング効果も容易に得ることができる。

第８Ａ図〜第８Ｄ図は本実施例の第４変形例を説明する
図である。

第４変形例では、第８Ｂ図に示されるフィルタ信号の極
性を反転したものに（第８Ｃ図）、オフセットを加える
ことにより、第８Ｄ図に示されるように、原画像（第８
Ａ図）に対して、裾野の広がった画像を得ることができ
る。この処理を実現するために、第３図に示されるブロ
ックにおいて、乗算回路６７の次に信号の極性の反転／
非反転の選択をする回路を追加すれば良い。

このように、第４変形例では、単にエツジ強調効果のみ
でなくスムージング効果を得ることも容易に可能であり
、広い範囲で画像の鮮鋭度の調整が可能になっている。

く第５変形例〉 第９Ａ図〜第９Ｄ図及び第１０Ａ図〜第１０Ｄ図は本実
施例の第５変形例を説明する図である。

また、第９Ａ図に示すような、フィルタ信号成分のうち
正の信号成分のみ使う、第１０Ａ図に示されるフィルタ
信号の成分のうち、負の信号成分を使うという処理を行
ない、第９Ｄ図、第１０Ｄ図に示されるような部分的に
強調させる、即ち、フィルタの十成分、−成分のみを強
調させる効果を得ることもできる。

く第６変形例〉 また、フィルタ回路にオフセット量の調整回路を追加し
て、所定レベル以下のフィルタ信号による処理がかから
ないように設定し、これによって、ノイズ成分による画
像劣化を防止するようにしても良い。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、小規模なハードウェア
構成で、かつ、ローコストに画像の鮮鋭度を調整（補正
）することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理装置に係る一実施例の構成を
示すブロック図、 第２図は従来例と本実施例との構成を比較するためのブ
ロック図、 第３図は補正回路１６の構成を示すブロック図、 第４図はフィルタ回路１５と補正回路１６の処理例を説
明する図、 第５図は本実施例の第１変形例の要部の構成を示すブロ
ック図、 第６図は本実施例の第２変形例の要部の構成を示すブロ
ック図、 第７図は本実施例の第３変形例を示すブロック図、 第８Ａ図〜第８Ｄ図は本実施例の第４変形例を説明する
図、 第９Ａ図〜第９Ｄ図及び第１０Ａ図〜第１０Ｄ図は本実
施例の第５変形例を説明する図、第１１図は従来の鮮鋭
度の調整を行なう構成を示すブロック図、 第１２図はエツジ強調処理に使用される一般的な５×５
のラプラシアンフィルタのマトリックスの一例を示す図
、 第１３図は第１２図に示されるラプラシアンフィルタ（
マトリックス）をハードウェアの構成で示したブロック
図である。 図中、１〜３・・・イメージセンサ、４〜６・・・アン
プ、７〜９・・・Ａ／Ｄコンバータ、１０〜１２・・・
シェーディング補正回路、１３．１４・・・遅延メモリ
、１５．２０〜２２・・・フィルタ回路、１６・・・補
正回路、１７〜１９．６１〜６３．６７・・・乗算回路
、２３〜２５．５３〜５５，６４，７４゜７５・・・加
算回路、２６〜２８．６８〜７０・・・リミッタ回路、
３０〜３３．５７〜６０・・・ラインメモリ、３４〜４
８・・・Ｄタイプフリップフロップ、４９〜５２．７１
〜７３・・・演算回路、７６・・・マルチプレクサ、７
７〜７９・・・ＬＵＴである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー画像を処理する画像処理装置において、 色別に画像信号を入力する入力手段と、 前記入力された画像信号のうち少なくともひとつの画像
   信号に基づいてフィルタ信号を生成する生成手段と、 前記生成されたフィルタ信号に基づいて前記入力手段で
   入力された各画像信号を補正する補正手段とを備えるこ
   とを特徴とする画像処理装置。
2. （２）前記フィルタ信号は、エッジ強調を行うための信
   号であることを特徴とする請求項第１項記載の画像処理
   装置。