JPH06292006A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モノクロームの表示あるいは出力装置におい
ても、他の情報を犠牲にすることなく、簡単に色変化情
報を表現可能とするような画像処理装置を提供するこ
と。 【構成】 カラー画像信号を入力し、モノクロームの輝
度信号を出力する画像処理装置において、色信号を微分
することにより色彩変化を検出する色彩変化検出手段
と、色彩変化検出手段の出力に基づき、輪郭信号を発生
する輪郭信号発生手段と、入力信号の輝度信号に輪郭信
号を加算して出力する加算手段とを備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に関し、特
にカラー画像信号を入力し、輝度信号を出力する画像処
理装置において、色彩の変化に応じて輝度信号を変化さ
せることにより、モノクロームの表示あるいは出力装置
においても、色の変化情報を表現可能とした画像処理装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリ、デジタルコピー
機、プリンタ、モノクロームディスプレイ等のモノクロ
ーム出力装置において、カラー原稿、あるいはカラー信
号を出力する場合には、その輝度信号のみを抽出して出
力していた。しかし、輝度信号だけでは、同じ輝度で色
の異なる画像データの色の境界が表現されないという問
題点があった。

【０００３】そこで、第１の方式として、例えば特開昭
６３−２６８６５９号公報、特開昭６３−２１６７４７
号公報、特開平２−１０１４９７号公報、特開平２−２
７４１７８号公報、特開平２−２４３０５６号公報等に
おいては、画像の各色に対応したハッチングパターンを
決め、該色を検出するとその部分を対応するハッチング
パターンに置き換える技術が開示されている。また、第
２の方式として、特開平４−１７０８６６号公報には、
色の違いをモノクロームの濃淡に置き換えて出力する技
術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の変
換方式において、第１の方式では、ハッチングパターン
の数により、表現できる色の数が制限される、ハッチン
グパターンのマッチング処理が必要になる、原画像の濃
淡情報が失われてしまう等の問題点があった。

【０００５】また、第２の方式においては、目視で判別
できる濃淡階調数が少ないために、コントラストが不足
し、表現できる色調が制限される、あるいは原画像の濃
淡情報が表現されない等の問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、前記のような従来技術の
問題点を解決し、モノクロームの表示あるいは出力装置
においても、原画像の情報を犠牲にすることなく、簡単
に色変化情報を表現可能とするような画像処理装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラー画像信
号を入力し、モノクロームの輝度信号を出力する画像処
理装置において、色信号を微分することにより色彩変化
を検出する色彩変化検出手段と、色彩変化検出手段の出
力に基づき、輪郭信号を発生する輪郭信号発生手段と、
入力信号の輝度信号に輪郭信号を加算して出力する加算
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明は、このような手段により、色の変化部
分を検出し、該部分について、例えば輝度レベルを変化
させることにより、同じ輝度で色相の異なる部分を持つ
原画像の色の境界（輪郭）を認識することが可能とな
る。また、色の境界以外の部分においては、原画像の輝
度を忠実に表現することができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明の概略を示す機能ブロック図
である。カラー画像信号は、イメージセンサ、テレビカ
メラ、ＶＴＲ、テレビ受信機等の装置から入力され、そ
の信号形式も、ＲＧＢ信号、コンポジット信号、Ｓ信号
など様々である。Ｙ／Ｃ分離部１は入力されたカラー画
像信号を輝度信号Ｙと色信号Ｃに分離する。この色信号
は例えばテレビやＶＴＲ等で用いられている色差信号
Ｉ、Ｑである。

【００１０】色彩変化検出部２は色信号Ｃから色の変化
度合いを検出する。具体的には、例えばＩ、Ｑ平面上で
の２つの地点の色差信号ベクトル間の距離に対応する値
を演算する。輪郭信号発生部３は色彩変化検出部２から
の出力に基づいて、輝度信号に加算すべき輪郭信号、例
えば輝度の最大値、あるいは前記距離に比例する値等を
出力する。

【００１１】加算器４はＹ／Ｃ分離部１により分離され
た輝度信号Ｙと輪郭信号発生部３から出力される輪郭信
号とを加算し、その結果をモノクロームディスプレイ、
プリンタ等の出力装置に出力する。なお、入力信号がは
じめから輝度信号と色信号に分離されていれば、Ｙ／Ｃ
分離部１は不要である。

【００１２】図２はＩ、Ｑ平面上での色信号ベクトルを
示す概念図である。Ｉ、Ｑ信号はＲＧＢの各信号をそれ
ぞれ所定の割合で加算することによって得られる色差信
号であり、Ｉ、Ｑ平面上の各点を示すベクトルが種々の
色に対応している。従って、色の変化はこのＩ、Ｑ平面
上での色差信号ベクトルの移動となって現れ、変化の度
合いは画素当たりの移動距離に比例する。

【００１３】ある画素の色差信号ベクトルＣｔ、および
その１つ前の画素の色差信号ベクトルＣｔ-1がそれぞれ
図のような値のものであるものとすると、色彩変化検出
部２においては、２つのベクトル間の距離Ｄに相当す
る、あるいはそれを近似する値を算出する。この値は、
輝度が同じであっても、色彩が変化した場合には変化量
に応じた値となる。

【００１４】図３は本発明の１実施例の構成を示すブロ
ック図である。カラーイメージセンサ１０は例えばＣＣ
Ｄのイメージセンサであり、原稿をスキャンしてＲ、
Ｇ、Ｂの各走査信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器１１はカ
ラーイメージセンサの出力信号をＡ／Ｄ変換する。Ｙ／
Ｃ分離回路１２は、例えば入力されるＲＧＢ信号を輝度
信号Ｙと色差信号Ｉ、Ｑとに変換する。

【００１５】入力されるＲＧＢ信号と出力されるＹ、
Ｉ、Ｑ信号の関係は、例えば、Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５
９Ｇ＋０．１１Ｂ、Ｉ＝０．６０Ｒ−０．２８Ｇ−０．
３２Ｂ、Ｑ＝０．２１Ｒ−０．５２Ｇ＋０．３１Ｂであ
る。

【００１６】微分回路１３は詳細は後述するが、Ｉ、Ｑ
信号の微分（実際はサンプル値の差分）値を求める。比
較器１４は、微分回路１３の出力値と、色感度設定器１
５に予め設定されている色感度値とを比較し、微分回路
１３の出力値のほうが大きい場合に１を出力する。この
比較器１４は色変化が所定値以下の場合には輪郭信号を
出力しないようにするためのものである。

【００１７】比較器１４の出力はＡＮＤゲート１９を介
して、ＡＮＤゲート２１に入力されており、ＡＮＤゲー
ト２１のもう一方の入力には輪郭値設定器２０に設定さ
れている輪郭値が入力されている。この輪郭値として
は、例えば輝度信号の最高値が設定される。

【００１８】ＡＮＤゲート２１の出力は、Ｙ／Ｃ分離回
路から出力されるＹ信号と加算器２２によって加算され
る。この加算器は、演算結果が所定範囲を越える場合に
は、その範囲の上限値あるいは下限値を出力するリミッ
タ機能を備えたものが望ましい。

【００１９】一方、Ｙ信号は微分回路１６によって微分
（実際はサンプル値の差分）され、輝度の変化度合いが
出力される。比較器１７は、微分回路１６の出力と、コ
ントラスト設定器１８に予め設定されているコントラス
ト値とを比較し、微分回路１６の出力のほうが小さい場
合にのみ１を出力する。この出力はＡＮＤゲート１９に
入力されている。

【００２０】この微分回路１６、比較器１７、コントラ
スト設定器１８によって、コントラスト不足検出手段２
３が構成されており、コントラスト（輝度の変化）が所
定値以下の場合にのみ輪郭値の加算を行うように構成さ
れている。これは、色の変化した部分において輝度も変
化していれば、画像信号を加工しなくても、原画像情報
が保持されるからである。

【００２１】なお上記実施例では出力輝度信号が多値で
ある場合について説明したが、２値である場合には、加
算器２２は単なるＯＲゲートあるいはエクスクルシブＯ
Ｒゲートでよく、ＡＮＤゲート１９の出力を直接上記ゲ
ートに入力すればよい。

【００２２】また、加算する輪郭値としては固定値を加
算する例を示したが、例えば図３に点線で示したよう
に、微分回路の出力信号に比例するような値を輪郭値と
してもよい。こうすれば、色彩の大きく変化している部
分においては濃い輪郭が表れ、色彩の変化度合いも表現
することが可能となる。

【００２３】つぎに微分回路の構成について説明する。
図４は微分回路１３の第１の実施例の内部構成を示すブ
ロック図である。この実施例においてはデジタル処理を
行っているので、図２のＩ、Ｑ平面上での２つの色差信
号サンプル値ベクトル間の距離を求める演算は、それぞ
れのベクトルのＩ、Ｑ成分の差の２乗の和を求めること
になる。

【００２４】遅延回路３０、３３はＩ、Ｑ信号をそれぞ
れ１サンプル期間遅延させる。減算器３１、３４はＩ、
Ｑ信号から１サンプル前のＩ、Ｑ信号を減算する。乗算
器３２、３５はそれぞれ減算器３１、３４の出力を２乗
する。加算器３６は２つの乗算器３２、３５の出力を加
算する。

【００２５】この結果、加算器３６の出力には、各サン
プル毎に図２の距離Ｄの２乗に相当する値が得られる。
距離Ｄに相当する値を求めるには、更に平方根を求める
必要があるが、平方根を取らなくても値の大小関係は変
わらないので、色感度設定器１５に所望の距離の２乗の
値を設定しておけばよい。

【００２６】このような回路構成にすると、Ｉ、Ｑ平面
上で、あるベクトルとつぎのベクトルの距離が一定値以
上、即ちあるベクトルの先端を中心とし、半径が所定値
である円の外側につぎのベクトルの先端がきた場合に輪
郭値が加算されるようになる。なお、微分回路の出力を
輪郭値として用いる場合には、平方根を取る、あるいは
その他の特性に変換する回路およびレベルを調整する回
路を設けてもよい。

【００２７】図５は微分回路の第２の実施例の内部構成
を示すブロック図である。この微分回路において、遅延
回路４０、４３、減算器４１、４４、加算器４６は第１
の実施例のものと同じである。ただ第１の実施例の乗算
器の代わりに絶対値回路が用いられている。

【００２８】絶対値回路４２、４５はそれぞれ減算器４
１、４４からの出力の絶対値を出力するものであり、乗
算器に較べて簡単な回路構成で実現できる。このような
回路構成にすると、Ｉ、Ｑ平面上で、あるベクトルの先
端を中心とし、対角線が所定長のひし形の外側につぎの
ベクトルの先端がきた場合に輪郭値が加算されるように
なる。

【００２９】図６は微分回路および比較回路の第３の実
施例の構成を示すブロック図である。この実施例は第２
の実施例の変形例であり、絶対値回路５２、５５までは
第２の実施例と同じである。この実施例では、各絶対値
回路の出力はそれぞれ比較器５６、５７に入力され、そ
れぞれ色感度設定器の値と比較される。そして、いずれ
かの比較器が１を出力すると、ＡＮＤゲート１９に接続
されているＯＲ回路５９から１が出力される。

【００３０】色感度設定器５８は２つの比較器に共通に
用いられているが、それぞれの比較器ごとに設けてもよ
く、こうすればＩ信号とＱ信号の変化検出レベルを個別
に調整出来る。また、色信号が極座標で表されている場
合には、やはり演算により距離を求めることもできる
が、構成が複雑になる。従って簡易な方法として、色感
度設定器を別にした第３の実施例のような回路構成を用
いることも可能である。

【００３１】図６のような回路構成にすると、Ｉ、Ｑ平
面上で、あるベクトルの先端を中心とし、対角線が所定
長の正方形または長方形の外側につぎのベクトルの先端
がきた場合に輪郭値が加算されるようになる。

【００３２】つぎに、輪郭信号発生部の他の実施例につ
いて説明する。図７は輪郭信号発生部の他の実施例を示
すブロック図である。図３と同じ回路には同じ番号が付
与してある。この実施例では、輝度信号のレベルに応じ
て加算する輪郭値の符号を反転させ、輪郭をよりはっき
りと表示するようにしたものである。

【００３３】輪郭値設定器２０、あるいは微分回路１３
の出力をレベル調整回路６４によって適当な値にレベル
調整した出力は、セレクタ６１の入力端子Ａと、符号反
転回路６０に入力される。符号反転回路６０の出力はセ
レクタ６１の入力端子Ｂに接続されている。符号反転回
路６０は入力信号の絶対値は変えずに正負の符号のみを
反転させる。この回路は例えば補数変換回路であっても
よい。

【００３４】比較器６２は輝度信号Ｙと、反転レベル設
定器６３に予め設定されている反転レベル値とを比較
し、輝度信号の方がレベルが高い時に１を出力する。セ
レクタ６１は、比較器６２の出力が０である場合にはＡ
入力端子の信号を出力し、比較器６２の出力が１である
場合にはＢ入力端子の信号を出力する。

【００３５】このような構成にすれば、Ｙ信号が所定値
以上の場合には、輪郭値が符号反転されて加算される、
即ち減算されることになり、輝度信号レベルが高い部分
においても輪郭が明瞭に表現されるようになる。なお、
このような反転はなるべく起こらない方が好ましいの
で、反転レベル設定器６３の値は、輝度信号の中間値で
はなく、上限側あるいは下限側に偏移した値とするか、
あるいは原稿によって値を可変設定できるようにしても
よい。

【００３６】以上、実施例を説明したが、本発明は以下
に示すような変形例も考えられる。

【００３７】色差信号はＩ、Ｑ信号ではなく、極座標表
示の信号でも本発明は実施できる。また、入力信号とし
ては任意のものが利用可能であり、その信号に合ったＹ
／Ｃ分離回路を用いればよい。

【００３８】本実施例では、デジタル処理の例を示した
が、アナログ信号においても本発明は実施可能であり、
また色差信号の微分処理のみデジタル処理するなど、一
部の処理のみをデジタルで行うことも可能である。

【００３９】輪郭値としては、輝度信号があるレベルを
越えると、符号反転して加算する例を示したが、加算器
を用いず、色変化を検出すると入力輝度信号の代わりに
輝度レベルの最高値と最低値とを続けて出力するような
構成も考えられる。こうすれば、どのような輝度レベル
においても輪郭を明確に表現することができる。

【００４０】実施例においては色感度設定器をはじめ、
各種の設定器を用いているが、これらの設定器に設定す
る値を利用者が任意に設定できるようにしてもよい。こ
のようにすれば、利用者は処理する画像に最適な値を選
択することができる。

【００４１】実施例においては、コントラスト不足検出
手段２３の出力は、比較器１４の出力をＡＮＤゲート１
９によりオン／オフ制御しているが、コントラスト不足
検出手段２３の出力によって、微分回路１３、比較器１
４、色感度設定器１５、輪郭値設定器２０、加算器２２
のいずれかを制御することによっても、同様の制御が可
能である。

【００４２】本発明はファクシミリ、デジタルコピー
機、プリンタ、モノクロームディスプレイ等のモノクロ
ーム出力装置において、カラー原稿、あるいはカラー信
号を出力する場合に適用可能であり、更にカラー信号源
としては、テレビ、ＶＴＲ、コンピュータ、カラースキ
ャナ等が使用可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたような本発明の画像処理装置
によれば、簡単な回路構成で、色の変化部分を検出し、
該部分の輝度レベルを変化させることにより、同じ輝度
で色相の異なる部分を持つ原画像の色の境界（輪郭）を
認識することが可能となる。従って、カラー画像中の色
付き文字、線図などを高コントラストで表現可能であ
る。

【００４４】また、色の境界以外の部分においては、原
画像の輝度を忠実に表現することができる。さらに、フ
ァクシミリでは、送信側で本発明の処理を行えば、通常
のファクシミリで受信可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の概略を示す機能ブロック図である。

【図２】 Ｉ、Ｑ平面上での色信号ベクトルを示す概念
図である。

【図３】 本発明の１実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】 微分回路の第１の実施例の内部構成を示すブ
ロック図である。

【図５】 微分回路の第２の実施例の内部構成を示すブ
ロック図である。

【図６】 微分回路、比較回路の第３の実施例を示すブ
ロック図である。

【図７】 輪郭信号発生部の他の実施例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１…Ｙ／Ｃ分離部、２…色彩変化検出部、３…輪郭信号
発生部、４…加算器、１０…カラーイメージセンサ、１
１…Ａ／Ｄ変換器、１２…Ｙ／Ｃ分離回路、１３、１６
…微分回路、１４、１７…比較器、１５…色感度設定
器、１８…コントラスト設定器、１９、２１…ＡＮＤゲ
ート、２０…輪郭値設定器、２２…加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０９Ｇ 5/02 Ｃ 8121−5Ｇ Ｈ０４Ｎ 1/46 9068−5Ｃ 9/77 8626−5Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像信号を入力し、輝度信号を出
   力する画像処理装置において、色信号を微分することに
   より色彩変化を検出する色彩変化検出手段と、前記色彩
   変化検出手段の出力に基づき、輪郭信号を発生する輪郭
   信号発生手段と、入力信号の輝度信号に前記輪郭信号を
   加算して出力する加算手段とを備えたことを特徴とする
   画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記色彩変化検出手段は、色差信号を入
   力し、色差信号平面上での２つの時点の色差信号ベクト
   ル間の距離を演算するものであることを特徴とする請求
   項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記画像処理装置は、さらに入力信号の
   輝度信号の微分値がが所定レベル以下であるとき、不足
   信号を出力するコントラスト不足検出手段と、前記不足
   信号が出力されない時には、前記輪郭信号が入力信号の
   輝度信号に加算されるのを禁止する禁止手段とを備えた
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の
   画像処理装置。
4. 【請求項４】前記輪郭信号発生手段は、前記入力信号の
   輝度信号のレベルにより、前記輪郭信号を修正する修正
   手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載の画像処理装置。