JPH05236279A

JPH05236279A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH05236279A
Application number: JP4035026A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhito Kataoka; 達仁片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】画像信号の符号化／復号化の際の画質の劣化
を防止する。【構成】３原色信号に色分解された画像信号を、明度
もしくは濃度成分信号Ｌ^＊と色成分信号ａ^＊，ｂ^＊とに
分離し（色空間変換器１１２）、符号化／復号化する
（符号化回路１１３、１１４及び１１７、１１８）手段
を有し、Ｌ^＊信号が原理的にＧ信号に対する依存度が最
も高いために、Ｇ信号の変化が少ないような画像に対し
て劣化を生ずることに対し、３原色信号のうち、相対的
に大きな変動成分をもつものに依存させ、明度もしくは
濃度成分信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号を処理し、出
力する画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フルカラー画像を読み取り、電気
信号として処理し、出力する装置が考案されている。更
に、フルカラー画像を例えば４×４の画素ブロックごと
に符号化および復号化する方法で、色分解された画像信
号を、明度（もしくは濃度）成分と色成分に分離し、符
号化および復号化する方法が提案されており、読み取っ
たフルカラー画像を一端メモリーに蓄えた後に、出力す
る複写機も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】ところが、前述の
ブロック符号化の例では、画像の符号化及び復号化の処
理を、例えば４×４の画素ブロックで行い、非情報保存
型の符号化方式（例えばベクトル量子化）をとるため
に、原理的に符号化誤差が発生する。

【０００４】更に、前記従来例においては、色分解され
た画像信号を明度成分と色度成分に分離し、色度成分に
対する符号は、明度成分に対する符号よりも、少ない符
号長を割当ている。これは、明度成分の変化に対する人
間の視感度特性に比べ、色度成分の変化に対する人間の
視感度特性が敏感でないことを利用するものである。し
かし、特に、特定の色の淡い色文字部分のように、入力
される画像信号によっては、明度成分の変化より色度成
分の変化が支配的である部分が存在し、色度成分の符号
化誤差による顕著な画質の劣化が生じるという問題があ
った。

【０００５】具体的に説明すると、前記従来例において
は、レッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３
色に色分解された画像信号を、ＣＩＥ国際標準で規定さ
れる明度成分Ｌ^* および、色度成分ａ^* ，ｂ^* に分離
し、明度成分Ｌ^* に対する符号長より、色度成分ａ^* ，
ｂ^* に対する符号長を少なくしている。一方、Ｌ^* 信号
は、原理的に、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のうち、Ｇ信号に対する
依存度がもっとも高いために、Ｇ信号の変化が少ないよ
うな画像、例えば白地にシアンの文字や白地にイエロの
文字の様な画像においては、符号化誤差が大きく、画質
の劣化を生じてしまうことになる。

【０００６】そこで、本発明は、画像信号の符号化／復
号化の際の画質の劣化を防止することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明の画像処理装置は、３原色信号に色分
解された画像信号を、明度もしくは濃度成分信号と色成
分信号とに分離し、符号化／復号化する手段を有し、前
記３原色信号のうち、相対的に大きな変動成分をもつも
のに依存させ、前記明度もしくは濃度成分信号を発生す
ることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例は、３原色信号に色分解され
たフルカラー画像信号の符号化／復号化について、前記
３原色信号のうち相対的に変動の大きい信号に依存して
明度（もしくは濃度）成分信号とすることで、前述の様
な問題点を解決するものである。

【０００９】（実施例１）以下、本発明を、フルカラー
の複写機に適用した場合についての詳細な説明をする。

【００１０】図２に、本発明の実施例における装置概観
図を示す。２０１は原稿台ガラスであり、読み取られる
べき原稿２０２が置かれる。原稿２０２は照明２０３に
より照射され、ミラー２０４、２０５、２０６を経て、
光学系２０７により、ＣＣＤ２０８（図１のＣＣＤ１０
１、１０２、１０３）上に像が結ばれる。更に、モータ
２０９により、ミラー２０４、照明２０３を含むミラー
ユニット２１０は、速度Ｖで機械的に駆動され、ミラー
２０５、２０６を含む第２ミラーユニット２１１は、速
度１／２Ｖで駆動され、原稿２０２の全面が走査され
る。

【００１１】２１２は画像処理回路部であり、読み取ら
れた画像情報を電気信号として処理し、プリント信号と
して出力する部分である。

【００１２】２１３、２１４、２１５、２１６は半導体
レーザーであり、画像処理回路部２１２より出力された
プリント信号により駆動され、それぞれの半導体レーザ
ーによって発光されたレーザー光は、ポリゴンミラー２
１７、２１８、２１９、２２０によって、感光ドラム２
２５、２２６、２２７、２２８上に潜像を形成する。２
２１、２２２、２２３、２２４は、それぞれブラック
（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）のトナーによって、潜像を現像するための現像器
であり、現像された各色のトナーは用紙に転写され、フ
ルカラーのプリントがなされる。

【００１３】用紙カセット２２９、２３０、２３１およ
び、手差しトレイ２３２のいずれかより給紙された用紙
は、レジストローラー２２３を経て、転写ベルト２３４
上に吸着され、搬送される。給紙のタイミングと同期が
とられて、予め感光ドラム２２８、２２７、２２６、２
２５には各色のトナーが現像されており、用紙の搬送と
ともに、トナーが用紙に転写される。

【００１４】各色のトナーが転写された用紙は、分離／
搬送され、定着器２３５によってトナーが用紙に定着さ
れ、排紙トレイ２３６に排紙される。

【００１５】［画像信号の流れ］図１に画像処理手段２
１２における信号の流れを示す。

【００１６】１０１、１０２、１０３はそれぞれレッド
（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のＣＣＤセンサ
であり、アナログ増幅器１０４、１０５、１０６により
それぞれディジタル信号として出力される。１１０、１
１１はそれぞれディレイメモリであり、３つのＣＣＤセ
ンサ１０１、１０２、１０３の間の空間的ずれを補正す
るものである。

【００１７】１１２は色空間変換器であり、Ｒ、Ｇ、Ｂ
信号を、明度信号Ｌ′と色度信号ａ^* およびｂ^* に変換
するものである。

【００１８】１１３は明度信号の符号化器であり、Ｌ′
信号を４×４の画素ブロック単位で符号化し、１１４は
色度信号の符号化器であり、ａ^* ，ｂ^* 信号を４×４の
画素ブロック単位で符号化する。

【００１９】一方、１１５は特徴抽出回路であり、当該
画素が黒画素であるか否かの判定信号Ｋ₁ ′信号を発生
する黒画素検出回路１１５−１、前記Ｋ₁ ′信号を入力
し、４×４の画素ブロック内が黒画素エリアであるか否
かの判定をする４×４エリア処理回路１１５−１１およ
び、当該画素が文字領域にあるか否かの判定信号Ｋ₂′
信号を発生する文字領域検出回路１１５−２、前記Ｋ
₂ ′信号を入力し、４×４の画素ブロック内が文字領域
であるか否かの判定をする４×４エリア処理回路１１５
−２１よりなる。４×４エリア処理回路１１５−１１、
１１５−２１は例えばＡＮＤ回路により構成される。

【００２０】１１６は画像メモリであり、明度情報の符
号であるＬ−ｃｏｄｅ信号、色度情報の符号であるａｂ
−ｃｏｄｅ信号、特徴抽出の結果である判定信号Ｋ₁ お
よびＫ₂ 信号が蓄えられる。

【００２１】１４１、１４２、１４３、１４４はそれぞ
れマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブ
ラック（Ｂｋ）用の濃度信号生成手段であり、ほぼ同じ
構成をとる。

【００２２】１１７（同様にして１１７′、１１
７′′、１１７′′′）は明度情報の復号化器であり画
像メモリ１１６より読み出されたＬ−ｃｏｄｅ信号によ
りＬ^* 信号を復号し、１１８（同様にして１１８′、１
１８′′、１１８′′′）は色度情報の復号化器であり
画像メモリ１１６より読み出されたａｂ−ｃｏｄｅ信号
によりａ^* 信号およびｂ^* 信号を復号する。

【００２３】１１９（同様にして１１９′、１１
９′′、１１９′′′）は色空間変換器であり、復号化
されたＬ^* ，ａ^* ，ｂ^* 信号を、トナー現像色であるマ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラッ
ク（Ｂｋ）の各色成分へ変換する手段である。

【００２４】１２０（同様にして１２０′、１２
０′′、１２０′′′）は濃度変換手段であり、ＲＯＭ
またはＲＡＭのルックアップテーブルで構成される。

【００２５】１２１（同様にして１２１′、１２
１′′、１２１′′′）は空間フィルタであり、エッジ
強調、スムージングなどの出力画像の空間周波数特性の
補正を行う。

【００２６】［符号化、復号化］図３は実施例のカラー
画像符号化装置のブロック構成図である。図に於て、２
０１は色変換器であり、入力のＲ、Ｇ、Ｂ信号をＣＩＥ
１９７６Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系の明度データＬ^* 及び色度
データａ^* ｂ^* に変換する。２０２は明度符号器であ
り、明度データＬ^* をＬ−ｃｏｄｅに符号化する。２０
３は色度符号器であり、色度データａ^* ｂ^* を統括しつ
つ、最終的なａｂ−ｃｏｄｅに符号化する。

【００２７】図４は、実施例のカラー画像復号化装置の
ブロック構成図である。復号化は符号化に比べて扱うｂ
ｉｔ数が少いため、構成は小さくなるが、アルゴリズム
としては符号化の逆を行うことで実施される。

【００２８】［色空間変換器］ａ^* ，ｂ^* 信号は、ＣＩ
Ｅで国際標準としてＬ^* ａ^* ｂ^* 空間として規定される
色度成分を表す信号であり、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 信号は、次式
で計算される。

【００２９】

【外１】ただしα_ij，Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ は定数である。ここで、
Ｘ，Ｙ，Ｚは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号により演算され発生され
る信号であり、次式による。

【００３０】

【外２】ただしβ_ijは、定数であり、｜β₁₁｜》｜β₁₂｜｜β₁₁｜》｜β₁₃｜なる関係があり、Ｘ信号の変動は、Ｒ信号の変動に大き
く影響され、Ｘ信号には、Ｒ信号が支配的に作用する。
同様に、｜β₂₂｜》｜β₂₁｜｜β₂₂｜》｜β₂₃｜｜β₃₃｜》｜β₃₁｜｜β₃₃｜》｜β₃₂｜なる関係があり、Ｙ信号にはＧ信号が支配的に作用し、
Ｚ信号には、Ｂ信号が支配的に作用する。

【００３１】更に、（１）式により、Ｌ^* 信号は、Ｙ信
号のみの関数であるため、結果的に、Ｌ^* 信号はＲ、
Ｇ、Ｂの３信号のうちでは、Ｇ信号が支配的に作用す
る。つまり、前述の様に、Ｇ信号の変化が少ない画像、
例えば白地にシアンや、白地にイエローの文字の画像に
おいては、この後で行う符号化を行う際、誤差が大きく
画質の劣化を生じてしまう可能性がある。

【００３２】そこで、本実施例では、図５に示すような
構成をもった色空間変換器を用いることにより、上記問
題点を克服するものとした。以下で本構成を詳細に説明
する。

【００３３】図５に示すように、Ｇ信号、Ｒ信号とも
に、４画素×４ラインつまり１６画素中の最小値と最大
値をその差信号の大きい方の色信号を算出し、以下で行
うＲ、Ｇ、Ｂ→Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換の時に、Ｌ^* 信号に
Ｒ、Ｇどちらの信号を主成分とするかを決定する。

【００３４】更に詳細に説明すると、入力されたＲ、
Ｇ、Ｂ信号のうち、Ｒ、Ｇ信号のみに着目し、ｆｉｆｏ
５０１、５０１′により、主走査４画素×副走査４画素
のうち、副走査４画素のデータを抽出する。次いで、５
０２、５０２′により、副走査方向４画素のデータのう
ち、最大値を算出し、同様に５０３、５０３′により最
小値も算出する。更に５０４、５０４′により、主走査
方向の最大値を算出し、同様に５０５、５０５′により
最小値も算出する。この時点で、５０４、５０４′、５
０５、５０５′からの出力は、それぞれ主走査４画素×
副走査４画素、計１６画素中のＧ信号最大値、Ｇ信号最
小値、Ｒ信号最大値、Ｒ信号最小値を抽出することがで
きる。なお、図６のタイミングをもとに、ＭＡＸＳＥ
Ｌ、ＭＩＮＳＥＬ信号により、５０４、５０４′、５０
５、５０５′はそれぞれ主走査方向で４画素ごとに００
Ｈ、またはＦＦＨがセットされ、最大値、最小値抽出の
ためのリセット動作が行われる。また、最大値、最小値
を抽出したＲ、Ｇそれぞれの信号から、Ｒ、Ｇおのおの
の最大値、最小値の差信号を５０６、５０６′によって
求め、５０７と図６のＤＡＴＡＳＥＬ１のタイミングに
よって４画素間中同一のデータが保持される。そしてコ
ンパレータ５０８により、Ｒの差信号とＧの差信号の大
小を比較し、Ｒの方が大きい場合“Ｌ”、逆にＧの場合
は“Ｈ”信号を出力する。

【００３５】更に、５０９と図６、ＤＡＴＡＳＥＬ２の
タイミングにより、Ｒ、Ｇのセレクト信号を４ライン同
一の信号を出力するように制御する構成とした。つま
り、この時点で、ＲとＧの差信号が、主走査方向４画素
×副走査方向４画素分出力されるわけで、以下で行われ
る符号化される単位である個々の４×４に対してＬ^* 信
号の主成分をＲ、Ｇ、適宜、切り換えることが可能とな
る。ここで、５１０は、先に述べたＲ、Ｇ、Ｂ→Ｌ^* ａ
^* ｂ^* 変換を実行する行列演算器であり、主成分をＲに
する場合とＧにする場合の両方違った系数で演算し、そ
の出力を５０９からのセレクト信号をもとに、０Ｅによ
って切り換える構成をとることにより、特に色文字に対
しての符号化誤差を最小に抑えることができる。

【００３６】図６のＶＣＫは画素クロック、ＨＳＹＮＣ
は、１ラインごとに発生する主走査同期信号、ＲＨＡＳ
Ｅ０は２画素ごと、ＰＨＡＳＥ１は４画素ごとに発生さ
せるそれぞれ２、４倍の画素クロックであり、この信号
からＭＡＸＳＥＬ、ＭＩＮＳＥＬ、ＤＡＴＡＳＥＬ１、
ＤＡＴＡＳＥＬ２を作成する。ＤＡＴＡＳＥＬ２は、副
走査方向に４ラインに１度発生させる信号である（図９
参照）。

【００３７】（実施例２）第２の実施例として、Ｒ、Ｇ
信号の差信号に加え、Ｒ、Ｇ、Ｂの最大値をも加味し、
更に閾値をプログラマブルとした新たな実施例を図７を
用いて説明する。

【００３８】図５と同様に７０１、７０１′、７０
１′′はそれぞれライン遅延を行う為のｆｉｆｏであ
り、第１の実施例との大きな違いは、Ｂ信号の最大値算
出回路７０４′′が追加され、更に、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の
最大値の閾値を決定する７０６、７０６′、７０６′′
のレジスタｒｅｇＡ、ｒｅｇＢ、ｒｅｇＣにより、図示
しないＣＰＵによってセットされたレジスタ値により任
意に設定可能となった点である。更に詳細に説明する
と、第１の実施例と同様にＧ信号の副走査方向４画素の
最大値、最小値を７０２、７０３によって算出し、主走
査方向は７０４、７０５によって同様に算出され、それ
ぞれ４×４中の最大値、最小値が算出される。Ｒ信号も
同様である。次に７１１によってＲ、Ｇ信号それぞれ主
走査４画素期間中、同一データが保持され、７１２によ
ってＧ、Ｒ信号の差信号の差を求め、図示しないＣＰＵ
によってｒｅｇＤ（７１４）に閾値が設定され、セレク
ト信号が確定される。また、Ｂ信号は最大値のみを算出
し、更に加えて、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの最大値と、不
図示のＣＰＵによってセットされた閾値、ｒｅｇＡ、ｒ
ｅｇＢ、ｒｅｇＣとをコンパレータ７０９、７０９′、
７０９′′によって比較し、７１０、７１１を通って、
セレクト信号７１３と７１５によって新たなセレクト信
号を発生させる。７１６、７１７は第１の実施例と同様
である。本実施例では、ＲとＧの差信号のみでなく、
Ｒ、Ｇ、Ｂの最大値をも加味してＲＧＢ→Ｌ^* ａ^* ｂ^*
変換のセレクト信号を発生させる構成をとることによ
り、Ｒ、Ｇ信号それぞれの差信号の差が極めて小さい場
合や、信号のコントラストが少ないなどの時に生ずる誤
動作を削減することが可能となる。

【００３９】（実施例３）図３の実施例として、Ｌ^* 信
号は、Ｇ信号が支配的に作用していることを考慮して、
Ｒ、Ｇ、Ｂ→Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換器を１つとしてハード規
模、構成を簡略した実施例を、図８を用いて説明する。
８０１、８０１′は一ライン遅延用のｆｉｆｏメモリ、
８０２、８０２′は副走査方向の最大値算出回路、８０
３、８０３′は副走査方向の最小値算出回路、８０４、
８０４′は主走査方向の最大値算出回路、８０５、８０
５′は主走査方向の最小値算出回路である。本実施例も
第１の実施例と同様に、８０６、８０６′からの出力
は、Ｇ信号、Ｒ信号それぞれの４×４中の最大値と最小
値との差信号を得、８０７によって主走査方向４画素
分、また８０８によってＧ、Ｒ信号のセレクト信号を算
出した後、８０９によって副走査方向４画素分のセレク
ト信号を保持し続ける構成をとっている。ここで、ＲＧ
Ｂ→Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換は、ａ^* ｂ^* 算出の為に変換器８
１０にＲ、Ｇ、Ｂ信号を入力して、ａ^* ｂ^* を決定する
が、Ｌ^* 信号に対しては、Ｇ、Ｒ信号のそれぞれの差信
号が大きい方がＬ^* 信号に対して支配的に作用している
ものと考え、セレクト信号の結果から、ＧまたはＲ信号
のいづれかをＬ^* 信号とするような構成をとっている。

【００４０】以上説明した様に、本発明の実施例によれ
ば、Ｌ^* 信号が原理的にＲ、Ｇ、Ｂ信号のうち、Ｇ信号
に対する依存度がもっとも高いために、Ｇ信号の変化が
少ないような画像に対して劣化を生ずることに対して、
３原色信号のうち相対的に変動の大きい信号に依存して
明度成分信号とすることで、符号化にともなう誤差を最
小限におさえることを可能にする効果がある。

【００４１】なお、入力される３原色信号はＲ、Ｇ、Ｂ
に限らずＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シア
ン）でもよい。この場合、Ｙ、Ｍ、ＣはＲ、Ｇ、Ｂと補
色関係にあるので、上述と同様の考え方を用いることが
できる。

【００４２】また、上述のしきい値設定は、複写機操作
部のキーにより行うことができるようにしてもよい。ま
た、サービスマンによる設定としてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、画像信号の
符号化／復号化の際の画質の劣化を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】信号の流れを示す図。

【図２】装置外観図。

【図３】符号化を示すブロック図。

【図４】復号化を示すブロック図。

【図５】第１の実施例のＢＧＲ→Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換回路
図。

【図６】変換回路のタイミングチャート。

【図７】第２の実施例のＢＧＲ→Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換回路
図。

【図８】第３の実施例のＢＧＲ→Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換回路
図。

【図９】差信号算出方法を示す図。

【符号の説明】

５０２ＭＡＸ回路５０２′ ＭＡＸ回路５０３ＭＩＮ回路５０３′ ＭＩＮ回路５１０色変換回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３原色信号に色分解された画像信号を、
明度もしくは濃度成分信号と色成分信号とに分離し、符
号化／復号化する手段を有し、前記３原色信号のうち、相対的に大きな変動成分をもつ
ものに依存させ、前記明度もしくは濃度成分信号を発生
することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】ｍ×ｎ（ｍ、ｎは２以上の整数）画素の
画素ブロックごとに前記３原色信号のうち、相対的に変
動幅の大きいものに依存した明度もしくは濃度成分信号
を生成し、前記画素ブロックごとに符号化／復号化を行
うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。