JPH08339441A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マッハ効果により輪郭線近傍に現れる知覚的
な濃度を補正し、また、輪郭線がぼやけることを防止す
る。 【構成】 マッハ効果判定装置３０９は明度データＬ^*
及び色度データａ^* 、ｂ^* から輪郭線を判定してマッハ
効果が発生するか否かを判定し、輪郭緩和処理の補正信
号及びその方向±ｓを輪郭緩和処理装置３０４に対して
出力する。例えば注目画素から距離Ｓの位置に輪郭線が
存在する場合、輪郭線を挟んで高明度側の画素のときに
は距離Ｓに応じた明度補正値＋ｓが出力され、逆に、低
明度側の画素のときには距離Ｓに応じた明度補正値−ｓ
が出力される。輪郭緩和処理装置３０４はマッハ効果判
定装置３０９からの補正信号及びその方向±ｓと、文字
／絵柄判定装置３１０により判定された結果に基づいて
マッハ効果を打ち消す輪郭緩和処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像の輪郭を補正する
画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像の輪郭を補正する場合には、
輪郭部の濃度変化をエッジ強調処理により急峻にした
り、スムージング処理によりなだらかにするようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エッジ強調処理やスムージング処理では、人間の輪郭線
知覚で現れるマッハ効果に対して補正することができ
ず、特にスムージングの程度が大きく、マッハ効果が現
れないときには輪郭線がぼやけるという問題点がある。

【０００４】本発明は上記従来の問題点に鑑み、マッハ
効果により輪郭線近傍に現れる知覚的な濃度変化を補正
することができると共に、輪郭線がぼやけることを防止
することができる画像処理装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の手段は上記目的を
達成するために、マッハ効果が現れやすい輪郭線を判定
するマッハ効果判定手段と、前記マッハ効果判定手段に
よりマッハ効果が現れやすいと判定された輪郭線の近傍
に対してマッハ効果を打ち消す明度補正を行う明度補正
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】第２の手段は、第１の手段において前記マ
ッハ効果判定手段が、画像データの明度値の変化量を検
出し、その変化量が閾値より大きい場合にマッハ効果が
現れやすい輪郭線と判定することを特徴とする。

【０００７】第３の手段は、第１または第２の手段にお
いて前記マッハ効果判定手段が、輪郭部の彩度が一定以
上の飽和度の場合にマッハ効果が現れやすい輪郭線と判
定することを特徴とする。

【０００８】第４の手段は、第１ないし第３の手段にお
いて前記マッハ効果判定手段が、輪郭部の色相が赤色と
黄色の間である場合にマッハ効果が現れやすい輪郭線と
判定することを特徴とする。

【０００９】第５の手段は、第１ないし第４の手段にお
いて前記マッハ効果判定手段が、輪郭部が絵柄領域中に
存在する場合にマッハ効果が現れやすい輪郭線と判定す
ることを特徴とする。

【００１０】第６の手段は、第１ないし第５の手段にお
いて前記明度補正手段が、マッハ効果を打ち消す明度補
正を行う場合に、輪郭部近傍の高明度側を低明度に変換
し、逆に、低明度側を高明度に変換することを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】第１の手段では、マッハ効果が現れやすいと判
定された輪郭線の近傍に対してマッハ効果を打ち消す明
度補正が行われるので、マッハ効果により輪郭線近傍に
現れる知覚的な濃度変化を補正することができる。

【００１２】第２の手段では、画像データの明度値の変
化量が閾値より大きい場合にマッハ効果が現れやすい輪
郭線と判定するので、マッハ効果により輪郭線近傍に現
れる知覚的な濃度変化を補正することができる。

【００１３】第３の手段では、輪郭部の彩度が一定以上
の飽和度の場合にマッハ効果が現れやすい輪郭線と判定
するので、マッハ効果により輪郭線近傍に現れる知覚的
な濃度変化を補正することができる。

【００１４】第４の手段では、輪郭部の色相が赤色と黄
色の間である場合にマッハ効果が現れやすい輪郭線と判
定するので、マッハ効果により輪郭線近傍に現れる知覚
的な濃度変化を補正することができる。

【００１５】第５の手段では、輪郭部が絵柄領域中に存
在する場合にマッハ効果が現れやすい輪郭線と判定する
ので、マッハ効果により輪郭線近傍に現れる知覚的な濃
度変化を補正することができる。

【００１６】第６の手段では、マッハ効果を打ち消す明
度補正を行う場合に、輪郭部近傍の高明度側を低明度に
変換し、逆に、低明度側を高明度に変換するので、マッ
ハ効果により輪郭線近傍に現れる知覚的な濃度変化を補
正することができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る画像処理装置の一実施例を示
すブロック図、図２は図１の画像処理装置が適用された
デジタル複写機を示す構成図、図３は図２のデジタル複
写機を示す上面図、図４はマッハ効果を説明するための
グラフ、図５は図１のマッハ効果判定装置を詳細に示す
ブロック図、図６は図５のマッハ効果判定装置のマッハ
効果判定アルゴリズムの明度変化量検出処理を示す説明
図、図７は図５のマッハ効果判定装置のマッハ効果判定
アルゴリズムの輪郭部判定および均等明度部判定処理を
示す説明図、図８は図５のマッハ効果判定装置のマッハ
効果判定アルゴリズムの連続性および隣接部判定処理を
示す説明図である。

【００１８】先ず、図２及び図３を参照して本実施例の
画像処理装置が適用されたデジタル複写機の構成につい
て説明する。図３に示す原稿圧板１０１はプラテンカバ
ー上に載置された原稿に圧力を加え、図２に示すコンタ
クトガラス２０２に原稿を密着させるための板状の部材
である。また、その上面には複数のシート原稿を一枚ず
つプラテンカバー上の基準位置まで自動的に搬送する自
動原稿搬送装置２０１（図２）が配置されている。

【００１９】操作部であるハードキー１０２と、表示器
１０３とアプリケーションキー１０６は、装置の動作指
定および使用者とのマンマシンＩ／Ｆをおこなうための
入出力装置である。ハードキー１０２はキー入力するた
めのものであり、また、拡大して示すようにモードキー
１０７と、モードクリアキー１０８とスタートキー１０
９を有する。

【００２０】表示器１０３は操作部上に配置されたＬＣ
Ｄのドットマトリックスによる表示装置であって設定状
態の表示、使用者に対する設定の指示、および装置の異
常を知らせる。編集装置（エディタ）１０４は原稿およ
び複写中の座標位置を指定するための装置である。

【００２１】コネクタ１０５はこの複写機と外部機器
（アプリケーション）を接続するための接続端子であ
り、画像読み取り部で読み取った画像データのアプリケ
ーションへの送信および制御信号の送受信をしたり、ア
プリケーションからの画像データを画像出力装置にて受
信したり、制御信号を送受信したりするためのケーブル
を接続する。アプリケーションキー１０６は表示器１０
３の表示内容を複写機モード用表示とアプリケーション
モード用表示に切り換えるための切り換えキーである。

【００２２】図２において、部材２０１〜２１０は画像
を入力するための画像読み取り（スキャナ）部を構成
し、部材２１２〜２３４はスキャナ部２０１〜２１０か
ら得られて画像処理されたデジタル画像データを用いて
画像を用紙上に記録するプリンタ部を構成している。

【００２３】スキャナ部の蛍光灯２０４とＣＣＤ２０５
は主走査方向（図面の直交方向）に延びるようにキャリ
ッジ２０３（画素読み取り装置）に搭載され、キャリッ
ジ２０３はホームポジションセンサ２０６を基準として
矢印で示すように副走査方向に移動する。蛍光灯２０４
はコンタクトガラス２０２上の原稿を照明する光源であ
り、ＣＣＤ２０５は原稿の反射光を画素単位で電荷量に
変換する光電変換装置であって原稿をライン単位で読み
取る。したがって、原稿が二次元で読み取られ、デジタ
ルデータに変換される。スキャナ制御装置２１０はキャ
リッジ２０３の制御、プリンタ部２１２〜２３４および
外部装置との制御信号の制御を行う。

【００２４】画像処理装置２０９は後述するように、マ
ッハ効果が現れやすい輪郭線を判定し、その輪郭線の近
傍に対してマッハ効果を打ち消す明度補正等を行う。記
憶装置２０７および外部装置とのインターフェースボー
ド２０８は画素読み取り装置２０３からの画素データを
記憶装置２０７または外部装置へ送ったり、記憶装置２
０７または外部装置からの画像データを受信する。記憶
装置２０７はフロッピーディスク等の記録媒体に画像デ
ータを書き込んだり、画像データを読み込む。コネクタ
１０５は前述したように外部装置と画像データおよび制
御データを送受信するために用いられる。

【００２５】システム制御装置２２８は本システム全体
の制御をつかさどり、画像処理装置２２９はスキャナ部
２０１〜２１０からの画像データに画像処理を施す。プ
リンタ制御装置２３０は用紙上に画像を出力するために
プリンタ部２１２〜２３４の制御を行う。プリンタ部２
１２〜２３４は４系統で構成され、各レーザ出力装置２
１２から発射されたレーザ光線はコリメータレンズ２１
３によって集束され、ポリゴンミラー２２６、２２７に
より反射され、主走査方向に走査される。この光線はミ
ラー２１４、シリンドリカルレンズ２１５を経て感光体
２１６上に主走査方向に照射される。

【００２６】感光体２１６はこの照射前に予め、帯電装
置２１７によって一定のポテンシャルに帯電されてお
り、レーザ光線が照射されることによりポテンシャルが
上昇し、静電潜像が形成される。これに対して、現像器
２１８のトナー担持体はその間のポテンシャルを有し、
負に帯電しているトナーがポテンシャルの高い感光体上
のレーザ照射部に付着する。また、感光体２１６は時計
回り方向に回転し、レーザ出力装置２１２をオン／オフ
することにより感光体２１６上の任意の場所にトナーを
付着させ、したがって、潜像をトナーで可視化すること
が可能となる。

【００２７】用紙は用紙トレイ２２４、２２５から給紙
ローラ２２２、２２３によって選択されて給紙され、レ
ジストローラ２２０まで運ばれ、レジストローラ２２０
により感光体２１６上のトナー像に一致するように用紙
搬送タイミングが正確に制御される。レジストローラ２
２０を通過した用紙は搬送ベルト２２１により感光体２
１６まで搬送され、感光体２１６上のトナー像が用紙上
に転写される。転写後の感光体２１６の表面はクリーニ
ング装置２１９によって初期化され、再び帯電装置２１
７によって帯電される。また、クリーニング装置２１９
によってクリーニングされたトナーは排トナータンク２
３４に蓄積される。

【００２８】図２に示すデジタルカラー複写機は４つの
作像ユニットを有する。各ユニットは部材２１２〜２１
９と同様の構成を有し、それぞれイエロー、マゼンタ、
シアン、ブラックの各色に対応した像を作製して用紙上
に重ねることによりフルカラー画像を作製する。各色の
転写後、分離チャージャ２３１によって搬送ベルト２２
１から分離された用紙上のトナー像は定着装置２３２に
よって用紙上に定着され、定着後の用紙は排紙トレイ２
３３上に排出される。

【００２９】ここで、一般的に、明度が異なる輪郭線を
挟んだ画像では、色材やその反射率が一様であっても輪
郭線の近傍の見え方が変化する。すなわち、輪郭線を挟
んで明るい側の輪郭線近傍ではより明るく見え、他方、
暗い側の輪郭線近傍ではより暗く見える。この理由は人
間の知覚特性によるものであってマッハ効果と呼ばれ、
輪郭線近傍の濃度むらとして知覚される。

【００３０】例えば図４（ａ）に示すように、斜線領域
が高明度、白抜き領域が低明度の画像を考える。また、
図４（ｂ）は空間距離に対する濃度変化α、β、γを示
し、図４（ｃ）は空間距離に対する見えの明るさα’、
β’、γ’を示している。図４におけるβ、β’は輪郭
線を示し、α、α’は高明度側、γ、γ’は低明度側を
示す。図４（ｂ）ではα−β間及びβ−γ間が一様な明
度であるにもかかわらず、知覚される明るさは図４
（ｃ）に示すようにβ’の近傍α’側ではより明るく、
γ’側ではより暗い明るさとなる。

【００３１】また、マッハ効果は次のような画像では発
生しにくくなる性質がある。第１は、たとえ色相が異な
っていても明度に差がない場合にはマッハ効果は発生し
にくくなる。第２に、隣接部分が小さい場合には発生し
にくく、第３に、境界が入り組んでいる場合にも発生し
にくい。第４に、赤〜黄の色相よりも青〜緑の色相であ
って色の飽和度が低い場合にはマッハ効果は発生しにく
くなり、これらはリーブマン効果と呼ばれている。

【００３２】次に、図１を参照して本実施例の画像処理
装置について詳細に説明する。本実施例ではマッハ効果
により知覚される濃度むらをリーブマン効果により補正
するように構成されている。スキャナ３０１により読み
取られたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）
の各データは色変換装置３０２と文字／絵柄判定装置３
１０に印加される。色変換装置３０２はこのＲＧＢデー
タを明度データＬ^* 、色度データａ^* 、ｂ^* に変換し、
文字／絵柄判定装置３１０は画像データが文字領域か又
は絵柄領域かを判定し、その判定結果を輪郭緩和装置３
０４に対して出力する。

【００３３】このＬ^* 、ａ^* 、ｂ^* 信号は画像加工装置
３０３と図５に詳しく示すようなマッハ効果判定装置３
０９に印加される。画像加工装置３０３はこのＬ^* 、ａ
^* 、ｂ^* 信号に対してユーザの所望の画像加工を施し、
マッハ効果判定装置３０９は明度データＬ^* 及び色度デ
ータａ^* 、ｂ^* から輪郭線を判定してマッハ効果が発生
するか否かを判定し、マッハ効果を打ち消すための輪郭
緩和処理の補正信号及びその方向±ｓを輪郭緩和装置３
０４に対して出力する。画像加工装置３０３により加工
された画像は、マッハ効果判定装置３０９からの補正信
号及びその方向±ｓと、文字／絵柄判定装置３１０によ
り判定された結果に基づいて輪郭緩和装置３０４により
輪郭緩和処理が施される。

【００３４】次いで色変換装置３０５によりＣ（シア
ン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラッ
ク）の画像データに変換され、このＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画
像データはプリンタγ変換装置３０６によりプリンタ
（書き込み装置３０６）のγが補正され、メモリ装置３
０７に記憶された後、書き込み装置３０８により記録紙
上に書き込まれる。システム制御装置３１１はこれらの
各装置３０２〜３０７に対してタイミング、リード、ラ
イトの制御信号及び処理内容を指示するためのデータを
出力し、特にマッハ効果判定装置３０９に対して明度変
化量判定用の閾値ΔＬ^* thと均等明度判定用の閾値ΔＬ
^* low を出力する。

【００３５】次に、図５〜図８を参照してマッハ効果判
定装置３０９について詳細に説明する。先ず、輪郭線判
定装置５０１は図６に示すように色変換装置３０２から
の複数ライン分（５×５）の明度データＬ^* をバッファ
リングし、５×５ラプラシアンフィルタにより計数を乗
算することにより明度値の変化量ΔＬ^* を算出する。

【００３６】そして、図７に示すようにこの変化量ΔＬ
^* の５×５画素分ΔＬ^* ｌｍ（ｌ，ｍ＝１〜５）をバッ
ファリングし、システム制御装置３１１により設定され
る閾値ΔＬ^* thを比較し、 変化量ΔＬ^* ｌｍ＞閾値ΔＬ^* th の場合に輪郭線であることを示す判定信号「１」を、ま
た、 変化量ΔＬ^* ｌｍ≦閾値ΔＬ^* th の場合に判定信号「０」を得る。

【００３７】更に、変化量ΔＬ^* ｌｍと閾値ΔＬ^* low
を比較し、 変化量ΔＬ^* ｌｍ＞閾値ΔＬ^* low の場合に均等明度領域であることを示す判定信号「１」
を、また、 変化量ΔＬ^* ｌｍ≦閾値ΔＬ^* low の場合に判定信号「０」を得る。そして、これらの判定
結果を量子化して論理和演算し、輪郭線又は均等明度領
域の場合に判定信号「１」を、そうでない場合に判定信
号「０」を輪郭線連続判定装置５０２、隣接部判定装置
５０３及び総合判定装置５０６に出力する。

【００３８】輪郭線連続判定装置５０２は輪郭線判定装
置５０１からの判定信号に基づいて、輪郭線が滑らかに
連続しているか否かを判定し、その判定結果を総合判定
装置５０６に出力する。また、隣接部判定装置５０３は
明度データＬ^* と輪郭線判定装置５０１からの輪郭線判
定信号に基づいて、輪郭線から所定の距離以上の一様な
明度の画像が存在しているか否かを判定し、その判定結
果を総合判定装置５０６に出力する。この場合、図８に
示すように輪郭線連続判定装置５０２と隣接部判定装置
５０３は輪郭線判定信号と縦、横、斜めの直線パターン
をマッチングし、マッチすればその点が輪郭線であり、
また、隣接部が一様な明度であると判定することができ
る。

【００３９】彩度判定装置５０４は色変換装置３０２か
らの色度データａ^* 、ｂ^* に基づいて、｛（ａ^* ）² ＋
（ｂ^* ）² ｝^1/2 が彩度Ｃの閾値Ｃthより大きいか否か
を判定することにより、色度データａ^* 、ｂ^* の値が色
度座標上において原点からどれくらい離れているかを判
定して色の飽和度を判定し、その判定結果を総合判定装
置５０６に出力する。色相判定装置５０５は色変換装置
３０２からの色度データａ^* 、ｂ^* が色度座標上におい
て特定の扇形に領域にプロットされるか否かを判定する
ことにより、色相が赤色から黄色の範囲にあるか否かを
判定し、その判定結果を総合判定装置５０６に出力す
る。なお、色度データａ^* 、ｂ^* の代わりにｕ^* 、ｖ^*
データを用いてもよい。

【００４０】総合判定装置５０６はこれらに判定結果に
基づいて、マッハ効果が発生しやすい状態を示す最終的
なマッハ効果信号（明度補正の値）±ｓを図１に示す輪
郭緩和処理装置３０４に対して出力する。この場合、例
えば注目画素から距離Ｓの位置に輪郭線が存在する場
合、輪郭線を挟んで高明度側の画素のときには距離Ｓに
応じた明度補正値＋ｓが出力され、逆に、低明度側の画
素のときには距離Ｓに応じた明度補正値−ｓが出力され
る。

【００４１】輪郭緩和処理装置３０４は文字絵柄判定装
置３１０により絵柄と判定された場合にのみ、この明度
補正の値±ｓを注目画素の明度Ｌ^* に加算し、したがっ
て、絵柄領域中の輪郭のみが緩和される。この結果、一
般的に白地に文字等の画像の場合にはマッハ効果が発生
しても無視され、絵柄領域の画像の場合には輪郭強調が
緩和されるので、マッハ効果により輪郭線近傍に現れる
心理的な濃度変化を補正することができると共に、輪郭
線がぼやけることを防止することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、マッハ効果が現れやすいと判定された輪郭線
の近傍に対してマッハ効果を打ち消す明度補正が行われ
るので、マッハ効果により輪郭線近傍に現れる知覚的な
濃度変化を補正することができると共に、輪郭線がぼや
けることを防止することができる。

【００４３】請求項２記載の発明によれば、画像データ
の明度値の変化量が閾値より大きい場合にマッハ効果が
現れやすい輪郭線と判定するので、マッハ効果により輪
郭線近傍に現れる知覚的な濃度変化を補正することがで
きると共に、輪郭線がぼやけることを防止することがで
きる。

【００４４】請求項３記載の発明によれば、輪郭部の彩
度が一定以上の飽和度の場合にマッハ効果が現れやすい
輪郭線と判定するので、マッハ効果により輪郭線近傍に
現れる知覚的な濃度変化を補正することができると共
に、輪郭線がぼやけることを防止することができる。

【００４５】請求項４記載の発明によれば、輪郭部の色
相が赤色と黄色の間である場合にマッハ効果が現れやす
い輪郭線と判定するので、マッハ効果により輪郭線近傍
に現れる知覚的な濃度変化を補正することができると共
に、輪郭線がぼやけることを防止することができる。

【００４６】請求項５記載の発明によれば、輪郭部が絵
柄領域中に存在する場合にマッハ効果が現れやすい輪郭
線と判定するので、マッハ効果により輪郭線近傍に現れ
る知覚的な濃度変化を補正することができると共に、輪
郭線がぼやけることを防止することができる。

【００４７】請求項６記載の発明によれば、マッハ効果
を打ち消す明度補正を行う場合に、輪郭部近傍の高明度
側を低明度に変換し、逆に、低明度側を高明度に変換す
るので、マッハ効果により輪郭線近傍に現れる知覚的な
濃度変化を補正することができると共に、輪郭線がぼや
けることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の画像処理装置が適用されたデジタル複写
機を示す構成図である。

【図３】図２のデジタル複写機を示す上面図である。

【図４】マッハ効果を説明するためのグラフである。

【図５】図１のマッハ効果判定装置を詳細に示すブロッ
ク図である。

【図６】図５のマッハ効果判定装置のマッハ効果判定ア
ルゴリズムの明度変化量検出処理を示す説明図である。

【図７】図５のマッハ効果判定装置のマッハ効果判定ア
ルゴリズムの輪郭部判定および均等明度部判定処理を示
す説明図である。

【図８】図５のマッハ効果判定装置のマッハ効果判定ア
ルゴリズムの連続性および隣接部判定処理を示す説明図
である。

【符号の説明】

３０２ 色変換装置 ３０４ 輪郭緩和処理装置 ３０９ マッハ効果判定装置 ３１０ 文字／絵柄判定装置 ５０１ 輪郭線判定装置 ５０２ 輪郭線連続判定装置 ５０３ 隣接部判定装置 ５０４ 彩度判定装置 ５０６ 色相判定装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マッハ効果が現れやすい輪郭線を判定す
   るマッハ効果判定手段と、 前記マッハ効果判定手段によりマッハ効果が現れやすい
   と判定された輪郭線の近傍に対してマッハ効果を打ち消
   す明度補正を行う明度補正手段と、を備えた画像処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記マッハ効果判定手段は、画像データ
   の明度値の変化量を検出し、その変化量が閾値より大き
   い場合にマッハ効果が現れやすい輪郭線と判定すること
   を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記マッハ効果判定手段は、輪郭部の彩
   度が一定以上の飽和度の場合にマッハ効果が現れやすい
   輪郭線と判定することを特徴とする請求項１または２記
   載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記マッハ効果判定手段は、輪郭部の色
   相が赤色と黄色の間である場合にマッハ効果が現れやす
   い輪郭線と判定することを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれか１に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記マッハ効果判定手段は、輪郭部が絵
   柄領域中に存在する場合にマッハ効果が現れやすい輪郭
   線と判定することを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れか１に記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記明度補正手段は、マッハ効果を打ち
   消す明度補正を行う場合に、輪郭部近傍の高明度側を低
   明度に変換し、逆に、低明度側を高明度に変換すること
   を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の画
   像処理装置。