JPS62188566A

JPS62188566A - カラ−画像情報処理装置

Info

Publication number: JPS62188566A
Application number: JP61029067A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Osawa; 大沢　秀史
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1987-08-18
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2738412B2

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、例えばデジタルカラー複写機等のカラー画像
形成において、例えば文字・写真等を含む原稿のカラー
画像を高品位に出力するカラー画像情報処理装置に関す
るものである。

［従来の技術］従来から、中間調を含む画像を２値化する方法として、
例えばディザ法、濃度パターン法等がよく知られている
。かかる方法では中間調画像は高画質に出力できるが、
その反面、文字・線画等に対しては再生画像が切れ切れ
になり、画質が劣化するという欠点があった。このため
、画像信号の画調を認識して、その認識に応じて２値化
の方式を換える方式が提案されている。例えば、画像の
エツジ部と非エツジ部とを識別し、エツジ部の出力方式
と非エツジ部の出力方式を切り換えて、高品位な画像を
得る画像処理方法である。

ところが、上記手法をカラー画像形成に適用する場合に
は、例えばＲＧＢ３色に色分解された夫々のカラー画像
信号に画像エツジ識別手段を設ける必要があり、この方
式をとるとハード回路の増大することが問題となってい
た。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、上述従来例の欠点に鑑みなされたものでその
目的は、簡単な構成で、カラー画像信号の画調を認識す
るカラー画像情報処理装置を提案する点にある。

本発明の他の目的は、いかなる種類の画像を含むカラー
原稿に対しても、簡単な構成で、含まれる画像の画調に
合った画像処理を行ってカラー二値画像信号を得るカラ
ー画像処理装置を提案する所にある。

［問題点を解決するための手段］上記課題を達成するために例えば第１図に示す実施例の
カラー画像処理装置は、例えばＲＧＢ表色系のカラー画
像□信号１００を輝度信号１０１と、色差信号１０２に
変換す・る色変換部１０３と、輝度信号１０１の所定像
域における画調を認識する画調認識部１０４を備える。

他の本発明の構成に従った実施例のカラー画像処理装置
は、第１図に示すように、カラー画像信号１００を輝度
信号１０１と色差信号！０２に変換する色変換部１０３
と、輝度信号１０１の所定像域における画調を認識する
画調認識部１０４と、認識された画調１０９に応じた二
値化処理をカラー画像信号１００に行う二値化処理部１
０５を備える。

更に他の本発明の構成に従った実施例のカラー画像処理
装置は、第１図に示すように、第１の表色系として例え
ばＲＧＢ系のカラー画像信号１００を輝度信号１０１と
色差信号１０２に変換する色変換部１０２と、輝度信号
１０１の所定像域における画調を認識する画調認識部１
０４と、輝度信号１０１及び色差信号１０２から第２の
表色系、例えばＹＭＣ系のカラー画像信号１０７に変換
する色変換部ｔｏ６と、認識された画調１０９に応じた
二値化処理をＹＭＣ系のカラー画像信号１０７に行う二
値化処理部１０８とを有する。

［作用］上記構成により、当該カラー画像処理装置は画調認識部
１０４により認識された画調１０９をカラー画像信号１
００の画調とする。

他の構成の実施例による作用は、カラー画像信号１００
が、認識された画調１０９に応じた二値化処理を行うの
で、画調の変化点付近（例えばエツジ部分）にはきめ細
かな二値化処理を行い、中間調部分には粗い二値化処理
を行う事が可能になり、入力のカラー画像信号１００が
例えばＲＧＢ系であれば、例えばＣＲＴ表示装置等に高
精細な再生画像が得られる。

更に他の構成によれば、入力のカラー画像信号１００が
他の表色系（例えばＹＭＣ系）のカラー画像信号１０７
に変換され、この変換後のカラー画像信号１０７に画調
に応じた二値化処理を施す、カラー画像信号１０７が例
えばＹＭＣ系等であれば、例えばレーザビームプリンタ
などで高精細な再生画像が得られる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を更に詳細に説明
する。

〈全体構成〉第２図は本発明を適用したカラー複写機のブロック図で
ある。図示しないカラー原稿は入力センサ１０により、
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色信号に色分解され
る。この信号は、Ｒ，Ｇ。

Ｂに対応する電圧信号として出力される。次にＲ，Ｇ、
Ｂ信号はＡ／Ｄ変換器１１により８ビツトのデジタル信
号に変換される。これはＲ，Ｇ。

Ｂカラー信号のそれぞれについて、２５６階調の階調デ
ータとする。このＲＧＢデジタル信号は、色変換器１２
により輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｃ１，Ｃ２）に変換
される。

この色変換の一例としてカラーＴＶ受送信システムが使
用しているＮＴＳＣ方式の変換式がある。この方式にお
けるＲＧＢ信号を輝度、色差信号に変換する式は、Ｙ＝０．３　Ｒ＋　０．５９　Ｇ　＋　０．１１　Ｂ１
　＝０．６　Ｒ−０，２８Ｇ　−０，３２ＢＱ＝０．２
ＬＲ−０，５２Ｇ　＋　０．３１　Ｂのようになる。こ
のような色変換を便宜上、輝度・色差変換と呼ぶ事にす
る。上記ＹＩＱ変換は輝度・色差変換の一例である。こ
の輝度・色差変換された信号のＹ信号（輝度）は、画像
信号の画調を判定する像域判定回路１３にて、画像のエ
ツジ部かどうかを判断される。画調とは画像信号の特性
または性質であり、かかる画調の一例としてエツジがあ
る０本実施例のエツジの判断は、ｍ×ｎのブロック内に
ある画素の濃度値の標準偏差をとり、この値が閾値１４
より大きい時は、エツジ部、小さいときは非エツジ部と
する。次にＹ。

Ｃ，、Ｃ２信号は像域判定結果のタイミング及びプリン
タの出力タイミングにあわせるため、遅延回路１５ａ、
１５ｂ、１５ｃにより遅延される。

次に色変換回路１６により、レーザビームプリンタ等の
出力機器の色素量である、Ｙｅ　　（イエロー）、Ｍ（
マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）信号に変換される
。このデータはスクリーン処理回路（１７８〜１７ｄ）
に入力される。また像域判定結果１３ａもスクリーン処
理回路（１７ａ。

１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）に供給される。

〈スクリーン処理〉第３図はスクリーン処理回路の一例である。所謂スクリ
ーン処理は二値化処理の一形態であり、本実施例のスク
リーン処理は所定パターン形状をもつパターン信号の周
期を後述する像域判定回路により認識された画調（像域
判定結果１３ａ）に応じて可変にし、該パターン信号と
カラー画像信号（Ｙｅ　、Ｍ、Ｃ，Ｋ）との比較による
パルス幅変調により行うものである。第３図に従って説
明すると、Ｙｅ　、Ｍ、Ｃ，にの夫々８ビツトのデジタ
ル信号はＲＯＭ２０により階調補正をされる。

これは入力信号に対し、実際プリント時の濃度階調が直
線に近くなるように、データを補正することを目的とし
たγ補正である。次に、この信号はＤ／Ａ変換器２１に
よりアナログ電圧に変換され、この電圧値は高速コンパ
レータ２２に入力される。

一方、パターン信号発生回路２３と２４は画素クロック
（１画素幅に対応し、画像信号転送用の基準クロック）
に対し、夫々１画素周期、３画素周期のパターン信号（
２３ａ、２４ａ）を発生ずるものである。

第４図にパターン信号発生１回路の一例を示す。

本パターン信号発生回路は一例として三角波を発生する
もので、発振器２７からの所定周期のパルスをバッファ
２８で増幅し、ＣＲ構成の積分回路により三角波に変換
し、バッファ３０で増幅するものである。

第３図に戻って、この２つのパターン信号（２３ａ、２
４ａ）はセレクタ２５により像域判定結果１３ａに従っ
ていずれか一方が選択される。選択されたパターン信号
は高速コンパレータ２２に入力され、画像データに応じ
たアナログ信号２１ａと比較され、“１”、“０”の二
値信号が出力される。この二値信号を、出力機器がレー
ザビームプリンタであれば、半導体レーザ２６に入力し
、レーザのＯＮ１０　Ｆ　Ｆを制御する。

次に上記二値化処理（スクリーン処理）を第５図のタイ
ミングチャートに従って説明する。第５図の（ａ）は画
素クロックであり、１画素の幅に対応する。同図の（ｂ
）は１画素周期のパターン信号２３ａ１同じく（ｄ）は
３画素周期のパターン信号２４ａを示している。（ｂ）
と（ｇ）の一点鎖線部分は各色のアナログ化された画像
信号２１ａである。パターン信号とＤ／Ａ変換器からの
出力である画像信号２１ａとの比較結果は同図の（ｅ）
、（ｅ）に示したようなパルス幅の変化したパルスとな
る。これを半導体レーザ２６に供給し、レーザーのＯＮ
１０　Ｆ　Ｆ信号に用いる。レーザのＯＮ１０　Ｆ　Ｆ
によりプリンタ側では、電子写真的に画像が形成される
ことになる。第５図の（Ｃ）と（ｅ）とは、プリント時
に本来等しい濃度になるはずだが、半導体レーザ及び電
子写真の特性により異なった特性となる。

第５図の（ｅ）のようなパルスにより出力した画像は解
像度は優れているが、階調性は良くないという特性があ
る。一方（ｅ）のようなパルスにより出力した画像は解
像度は劣っているが、階調性は良いという特性がある。

そこで画像のエツジ部では（ｂ）のパターン信号を、非
エツジ部では（ｄ）のパターン信号を用いることにより
像域の画調に合わせて解像度と階調性の良い画像が得ら
れることになる。パターン信号の選択は前述のセレクタ
２５により行われる。

上述したパターン信号の選択が行われないと、例えば第
５図の（ｇ）に示したようなエツジ部分を１部に持つ画
像信号（一点鎖線で示す）に対しては、（ｇ）のように
３画素周期のパターン信号２４ａと比較する場合は同図
の（ｈ）に示したようなパルス幅変調した結果を得る。

図から明らかなようにエツジ部の保存性は良くない。

一方、（ｇ）と同じ画像信号に対して画像のエツジ部に
対しは、Ｃｆ’）に示したような像域判定結果（エツジ
信号）１３ａを出力し、これにより（ｉ）に示したよう
にパターン信号の周期をエツジ部では１画素周期、非エ
ツジ部で３画素周期のように切り換えることにより、（
ｊ）で示したようなエツジ保存性のよいパルス幅変調信
号（二値信号）が得られることになる。

ところで、第５図の（ｆ）のエツジ信号１３ａはパター
ン信号の切り換えタイミングを合わせるため、本実施例
の場合３画素の整数倍の周期でエツジ、非エツジを切り
換える事が望ましい。

〈画調認識）第６図は像域判定回路の一実施例である。本実施例の像
域判定は例えばエツジ部分の検出により行い、エツジ部
分は所定像域内の輝度信号（Ｙ）の標準偏差値から決定
する。第６図に従って説明すると、輝度信号（Ｙ）はセ
レクタ４０により６つのラインバッファ（４１ａ〜４１
ｆ）のうちの１つを選択し、輝度信号（Ｙ）を記憶して
いく。

次のラインの画像データにはセレクタ４０を切り換え別
のラインバッファに記録していく。こうして、６つのバ
ッファ全てにデータが書き込まれると、次のラインは、
第１のラインバッファに書き込まれるということを繰り
返すようなセレクタ４０の制御をする。

セレクタ４２では、６つのラインのうち３ライン組（例
えば４１ａ、４１ｂ、４１ｃライン）を選択し、次のタ
イミングで残りの３ライン（例えば４１ｄ、４１ｅ、４
１ｆライン）を選択するように切り換える。すなわち、
演算器４３には隣接する３ラインの画像データが同時に
供給されることになる。演算器４３では３Ｘ３ブロツク
毎の標準偏差が演算される。この演算結果はセレクタ４
４を通し、ラインメモリ４５ａ、４５ｂに入る。

このラインメモリは、読み出し専用、書き込み専用を切
り換えて、読出しと書込みを同時に行うために２ライン
分持っている。この切り換えはセレクタ４４とセレクタ
４６を交互に切り換えることにより実現できる。この切
り換えは３ライン毎に行なわれ、３ライン毎の演算値が
メモリ内に記録されることになる。この演算結果は比較
器５０によりある閾値１４と比較される。閾値１４との
比較結果が像域判定結果（エツジ信号１３ａ）となる。

即ち、エツジ部分では濃度の分散が少ないから標準偏差
値は小さくなり、非エツジ部分は逆に大となる。従って
エツジ信号１３ａによるセレクタ２５の制御はエツジ部
分に対しては１画素周期のパターン信号２３ａを、非エ
ツジ部分には３画素周期のパターン信号２４ａを選ぶよ
うにする。

第７図は標準偏差演算回路の１例である。標準偏差σは
定義式より、ここでｘＩ　：画像データ（輝度信号（Ｙ））、又：平
均値、Ｎ：サンプル数となる。第２行、第（文＋１）行
、第（文士２）行の輝度信号（Ｙ）は第７図に示すよう
に並列に入力される。２乗口路６０ａ〜６０ｃ及び積算
回路６１ａ〜６１ｃで、各ライン毎に３画素毎のΣｘ、
２の値が演算累積され、更に加算器６４で３×３ブロツ
ク内のΣｘ　、　２の値が演算される。一方積算器６７
ａ〜６７Ｃでは各ラインの３画素毎のΣＸ、の値が演算
累積され、加算器６５で３×３ブロツク内のΣｘ１の値
が算出される。この値は２乗及び１／Ｎ倍回路６２を通
り、次に加算器６６でΣｘ１２の値から減算される。こ
の結果を１／Ｎ倍及び平方根回路６３を通すことにより
、目的の標準偏差が演算されることになる。ここで２乗
回路６０．２乗及び１／Ｎ倍回路６２と１７Ｎ倍及び平
方根回路はＲＯＭを用いることにより簡単に実現できる
。

また積算回路６１．６７は３画素の積算を終了する毎に
クリアされる。

く画像出力〉第８図は本実施例が適用できるカラー画像記録装置の概
略図である。

同図において、７１ａ〜７１ｄは後述する走査光学系で
あり、画像情報をこの走査光学系により光ビーム（レー
ザービーム）として出力し、この光ビームがシアン（Ｃ
）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙｅ）、ブラック（Ｋ
）に対応して並設された感光ドラム７２ａ〜７２ｄ上に
結像するように構成されている。この感光ドラム７２ａ
〜７２ｄの近傍には現像器７３ａ〜７３ｄが配置されて
いると共に、図示されない記録紙を搬送するための搬送
ベルト７７側に各感光ドラム７２ａ〜７２ｄに対向して
帯電器７４ａ〜７４ｄが配設されている。上記構成の動
作について説明すると、走査光学系７１ａ〜７１ｄから
出力され変調された光ビームは各感光ドラム７２ａ〜７
２ｄ上にその光学像を結像し、その後電子写真プロセス
によりこの結像された像は静電潜像となり、現像器７３
ａ〜７３ｄにより現像され、帯電器７４ａ〜７４ｄによ
り搬送用ベルト７７上に保持された記録紙に各色が順次
転写されたカラー画像が形成される。

〈実施例の効果〉以上説明したように本実施例によれば、カラー画像信号
であっても１つの信号（輝度信号）の所定ブロック内の
標準偏差から像域判定（画調判断）が可能となり、この
判定によりスクリーン線数（パルス幅変調の制御信号の
周期）を適宜切り換えることにより、文字などのエツジ
部が十分保存され、かつ中間部の階調性の再現が良い高
画質のカラー複写画像が得られるようになった。

尚、本実施例においては像域判定方式にｍｘｎのブロッ
ク内での標準偏差を用いたが、この他にも ■：　　ｍｘｎブロック内の最大濃度と最小濃度の差を
とり、この値と所定の閾値とを比較し、エツジ部分と非
エツジ部分とを識別する方法■：　第９図（ａ）〜（Ｃ
）に示したようなラプラシアンフィルタの演算値をとり
、この値と所定の閾値とを比較し、エツジ部分と非エツ
ジ部分を識別する方法 ■：　注目画素と周辺数画素の平均値との差をとり、こ
の値と閾値を比較し、エツジ部分と非エツジ部分とを識
別する方法などが考えられ、これらは前述の標準偏差により画調判
断する方法と同等の効果が得られる。

また、本実施例では、エツジ、非エミンジの識別をＹ、
Ｍ、Ｃ，に同時に行なったが、これらの色素の色再現特
性により、・例えばＫ＜Ｍ＜Ｃ＜Ｙの順に色毎のエツジ
識別のための閾値の大きさを変えることにより、黒文字
などの再現が良い画像が得られる。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、カラー画像信号を
輝度信号を含む形で色変換し、この輝度信号の所定の像
域内において認識した画調を、該輝度信号に対応するカ
ラー画像信号の画調とみることにより、カラー画像信号
全てについて画調判断する必要がなくなり、画像処理装
置の小規模化に寄与する。

又、上記認識した画調に応じた二値化処理を、入力のカ
ラー画像信号に施すか、又は他の表色系に変換、された
後のカラー画像信号に施す事により、その表色系に適し
たかたちで、かつ画像信号の性′ｘ（原稿の性質）によ
り影響を受けずに、高精細゛なカラー画像が再生可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の基本構成図、第２図は実施例
のを信号処理のブロック図、第３図はパルス幅変調によ
るスクリーン処理のための回路ブロック図、第４図は所定のパターン信号を発生するための回路図、第５図はパルス幅変調動作のタイミングチャート、第６図は像域判定回路の回路ブロック図、第７図は標準
偏差を演算するための回路のブロック図、第８図はカラー記録装置の構成図、第９図（ａ）〜（Ｃ）は他の実施例における各種ラプラ
シアンフィルタの説明図、図中、１００・・・ＲＧＢカラー画像信号、１０１・・・輝度
信号、１０２・・・色差信号、１０３・・・色変換部、
１０４・・・画調認識部、１０５，１０８・・・二値化
処理部、１０６・・・色変換部、１０７・・・ＹＭＣカ
ラー画像信号、１０９・・・画調判定（像域判定）であ
る。第８図第９図（ｂ）（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カラー画像信号を輝度信号と色差信号に変換する
色変換手段と、前記輝度信号の所定像域における画調を
認識する画調認識手段を備え、該画調認識手段により認
識された画調を前記カラー画像信号の画調とする事を特
徴とするカラー画像情報処理装置。
（２）画調認識手段はエッジ部分と非エッジ部分とを判
別して認識する事を特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のカラー画像情報処理装置。
（３）エッジ部分の検出は所定像域内の輝度信号の標準
偏差値から決定する事を特徴とする特許請求の範囲第２
項に記載のカラー画像情報処理装置。
（４）カラー画像信号はＲＧＢ表色系である事を特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のカラー画像情報処理
装置。
（５）色変換手段はＹＩＱ色変換を行う事を特徴とする
特許請求の範囲第４項に記載のカラー画像情報処理装置
。
（６）入力カラー画像信号を輝度信号と色差信号に変換
する色変換手段と、前記輝度信号の所定像域における画
調を認識する画調認識手段と、認識された画調に応じた
二値化処理を前記入力カラー画像信号に行う二値化処理
手段とを有するカラー画像情報処理装置。
（７）画調認識手段はエッジ部分と非エッジ部分とを判
別して認識する事を特徴とする特許請求の範囲第６項に
記載のカラー画像情報処理装置。
（８）エッジ部分の検出は所定像域内の輝度信号の標準
偏差値から決定する事を特徴とする特許請求の範囲第７
項に記載のカラー画像情報処理装置。
（９）入力カラー画像信号はＲＧＢ表色系である事を特
徴とする特許請求の範囲第６項に記載のカラー画像情報
処理装置。
（１０）色変換手段はＹＩＱ色変換を行う事を特徴とす
る特許請求の範囲第９項に記載のカラー画像情報処理装
置。
（１１）二値化処理は、所定パターン形状をもつパター
ン信号の周期を認識された画調に応じて可変にし、該パ
ターン信号とカラー画像信号との比較によるパルス幅変
調により行う事を特徴とする特許請求の範囲第６項に記
載のカラー画像情報処理装置。
（１２）第１の表色系のカラー画像信号を輝度信号と色
差信号に変換する第１の色変換手段と、前記輝度信号の
所定像域における画調を認識する画調認識手段と、前記
輝度信号及び色差信号から第２の表色系のカラー画像信
号に変換する色変換手段と、認識された画調に応じた二
値化処理を前記第２の表色系のカラー画像信号に行う二
値化処理手段とを有するカラー画像情報処理装置。
（１３）画調認識手段はエッジ部分と非エッジ部分とを
判別して認識する事を特徴とする特許請求の範囲第１２
項に記載のカラー画像情報処理装置。
（１４）エッジ部分の検出は所定像域内の輝度信号の標
準偏差値から決定する事を特徴とする特許請求の範囲第
１３項に記載のカラー画像情報処理装置。
（１５）第１の表色系はＲＧＢ表色系である事を特徴と
する特許請求の範囲第１２項に記載のカラー画像情報処
理装置。
（１６）色変換手段はＹＩＱ色変換を行う事を特徴とす
る特許請求の範囲第１５項に記載のカラー画像情報処理
装置。
（１７）第２の表色系はＹＭＣ表色系である事を特徴と
する特許請求の範囲第１２項に記載のカラー画像情報処
理装置。
（１８）二値化処理は、所定パターン形状をもつパター
ン信号の周期を認識された画調に応じて可変にし、該パ
ターン信号とカラー画像信号との比較によるパルス幅変
調により行う事を特徴とする特許請求の範囲第１２項に
記載のカラー画像情報処理装置。