(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを小さな複数の領域に分けて、当該複数の領域の中からエッジを多く含むエッジ領域を抽出する領域検出手段と、
前記エッジ領域内についてのみ画像データの濃度差を減ずる濃度変換手段と、
前記濃度変換手段によって前記エッジ領域内についてのみ前記濃度差を減じた前記画像データについて離散コサイン変換を用いて画像圧縮を行う圧縮手段と、
画像圧縮された画像データを伸張する伸張手段と、
伸張された画像データのうち前記エッジ領域内についての画像データの濃度差を元に戻す方向に逆変換する濃度逆変換手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記濃度変換手段は、Ｎビットの画像データを（Ｎ−１）ビットの画像データに変換することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記濃度変換手段は、前記（Ｎ−１）ビットの画像データ全体の濃度を所定量増加させることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか一つに記載された画像処理装置と、原稿を読み取る画像読取手段とを有し、該画像読取手段から出力された画像データを前記画像処理装置により処理することを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
前記請求項１〜３のいずれか一つに記載された画像処理装置と、画像データを用紙上に印刷する画像形成手段とを有し、前記画像処理装置により処理された画像データを用いて該画像形成手段により印刷することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
画像処理方法において、
画像データを小さな複数の領域に分けて、当該複数の領域の中からエッジを多く含むエッジ領域を抽出するステップと、
前記エッジ領域内についてのみ画像データの濃度差を減ずるステップと、
前記エッジ領域内についてのみ濃度差を減じた前記画像データについて離散コサイン変換を用いて画像圧縮を行うステップと、
画像圧縮された画像データを伸張するステップと、
伸張された画像データのうち前記エッジ領域内についての画像データの濃度差を元に戻す方向に逆変換するステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
画像データを処理する画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
画像データを小さな複数の領域に分けて、当該複数の領域の中からエッジを多く含むエッジ領域を抽出するステップと、
前記エッジ領域内についてのみ画像データの濃度差を減ずるステップと、
前記エッジ領域内についてのみ濃度差を減じた前記画像データについて離散コサイン変換を用いて画像圧縮を行うステップと、
画像圧縮された画像データを伸張するステップと、
伸張された画像データのうち前記エッジ領域内についての画像データの濃度差を元に戻す方向に逆変換するステップと、をコンピュータに実行させる画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
画像処理装置およびこれを搭載した画像読取装置と画像形成装置、並びに画像処理方法、および画像処理手順を記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体に関し、特に、モスキートノイズを低減する画像処理装置およびこれを搭載した画像読取装置と画像形成装置、並びに画像処理方法、および画像処理手順を記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
離散コサイン変換を用いたＪＰＥＧ圧縮は、画像データを圧縮する手法として広く応用されている。ＪＰＥＧ圧縮は、複写機、スキャナー、およびプリンタにおいてメモリ容量を節約するために使用されている。ＪＰＥＧ圧縮する場合、濃度が急激に変化するエッジの周囲には、モスキートノイズが発生しやすい。モスキートノイズの発生は、複写機、スキャナー、およびプリンタの印刷品質を劣化させるおそれがある。
【０００３】
特開平５−２９４０１８号公報には、モスキートノイズを除去する技術が開示されている。この技術は、画像データを圧縮した後、この画像データを伸張する際にエッジ領域の画像データを補正することによりノイズを除去する。
【０００４】
前記公報に記載の技術は、エッジ領域を含む画像データをＪＰＥＧ圧縮する際に、モスキートノイズが発生することを許容し、その後の処理によって、ノイズを除去する技術である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、モスキートノイズが大きい場合に、所定の水準以下の濃度の画像データをノイズとみなして補正すると、元来の画像の一部が削除されてしまうおそれがある。したがって、画像の一部が削除されることなくモスキートノイズを除去するためには、モスキートノイズの発生自体を低減することが必要である。
【０００６】
本発明の目的は、離散コサイン変換を基準とする画像圧縮、例えばＪＰＥＧ圧縮を処理過程に含む画像処理装置、画像処理方法、および画像処理手順を記憶したコンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、モスキートノイズの発生を低減したものを提供することであり、また、前記画像処理装置を搭載した画像読取装置および画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の構成により達成される。
【０００８】
（１）画像データを小さな複数の領域に分けて、当該複数の領域の中からエッジを多く含むエッジ領域を抽出する領域検出手段と、前記エッジ領域内についてのみ画像データの濃度差を減ずる濃度変換手段と、前記濃度変換手段によって前記エッジ領域内についてのみ前記濃度差を減じた前記画像データについて離散コサイン変換を用いて画像圧縮を行う圧縮手段と、画像圧縮された画像データを伸張する伸張手段と、伸張された画像データのうち前記エッジ領域内についての画像データの濃度差を元に戻す方向に逆変換する濃度逆変換手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【０００９】
（２）前記濃度変換手段は、Ｎビットの画像データを（Ｎ−１）ビットの画像データに変換することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【００１０】
（３）前記濃度変換手段は、前記（Ｎ−１）ビットの画像データ全体の濃度を所定量増加させることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【００１１】
（４）前記請求項１〜３のいずれか一つに記載された画像処理装置と、原稿を読み取る画像読取手段とを有し、該画像読取手段から出力された画像データを前記画像処理装置により処理することを特徴とする画像読取装置。
【００１２】
（５）前記請求項１〜３のいずれか一つに記載された画像処理装置と、画像データを用紙上に印刷する画像形成手段とを有し、前記画像処理装置により処理された画像データを用いて該画像形成手段により印刷することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（６）画像処理方法において、画像データを小さな複数の領域に分けて、当該複数の領域の中からエッジを多く含むエッジ領域を抽出するステップと、前記エッジ領域内についてのみ画像データの濃度差を減ずるステップと、前記エッジ領域内についてのみ濃度差を減じた前記画像データについて離散コサイン変換を用いて画像圧縮を行うステップと、
画像圧縮された画像データを伸張するステップと、伸張された画像データのうち前記エッジ領域内についての画像データの濃度差を元に戻す方向に逆変換するステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。
【００１４】
（７）画像データを処理する画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、画像データを小さな複数の領域に分けて、当該複数の領域の中からエッジを多く含むエッジ領域を抽出するステップと、前記エッジ領域内についてのみ画像データの濃度差を減ずるステップと、前記エッジ領域内についてのみ濃度差を減じた前記画像データについて離散コサイン変換を用いて画像圧縮を行うステップと、画像圧縮された画像データを伸張するステップと、伸張された画像データのうち前記エッジ領域内についての画像データの濃度差を元に戻す方向に逆変換するステップと、をコンピュータに実行させる画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態である画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置における基本的な制御回路や機械的な構成については、従来の画像処理装置と同様であるので説明を省略する。
【００１６】
以下、図１を参照して、画像処理動作を画像データの流れに沿って説明する。
【００１７】
ＣＭＹＫ変換部２は、ＲＧＢ各色の画像データに対して、ＵＣＲ処理（墨量計算処理）、およびＲＧＢ／ＣＭＹ変換処理を行う。ＣＭＹＫ変換部２の詳細は、従来と同様であるので説明を省略する。
【００１８】
領域判別部４は、画像データを小さな領域ごとに分け、各々の領域がエッジ領域であるか、非エッジ領域（網点領域を含む）であるかを判別する。ここで、エッジ領域は、文字や細線のエッジを多く含む領域である。領域判別部４は、各領域がエッジ領域であれば、信号「１」を出力し、非エッジ領域であれば信号「０」を出力する。この領域判別の結果は、第２記憶部６に記憶される。補正処理部８は、エッジ領域の画像データに対して、エッジ強調補正を行い、網点領域の画像データに対して、スムーシング補正を行う。
【００１９】
７ビット変換部１０は、エッジ領域内の画像データの濃度を小さくするするために８ビットの画像データを７ビットの画像データに変換する。７ビット変換がされたエッジ領域を含む画像データは、ＪＰＥＧ圧縮部１２によりＪＰＥＧ圧縮され、第１記憶部１４に記憶される。
【００２０】
実際に画像データを使用する場合、ＪＰＥＧ伸張部１６は、第１記憶部１４から画像データを読出し、伸張処理を行う。
【００２１】
８ビット変換部１８は、非エッジ領域内の画像データをそのまま８ビットで出力し、エッジ領域内の７ビットの画像データを８ビットの画像データに再変換する。
【００２２】
ここで、領域判別部４が、エッジ領域を判別し、７ビット変換部１０が、該エッジ領域の画像データを８ビットから７ビットに変換する理由を説明する。
【００２３】
エッジ領域は、文字や細線のエッジを多く含み、文字や細線のエッジの周辺は、濃度が急峻に変化している。濃度が急峻に変化しているエッジ領域に対して、そのままの状態でＪＰＥＧ圧縮すると、離散コサイン変換の際に、多くのモスキートノイズが発生するおそれある。
【００２４】
したがって、本発明は、ＪＰＥＧ圧縮する前に、エッジ領域を判別し、このエッジ領域の画像データを７ビット変換している。
【００２５】
エッジ領域の判別は、画像データを小さな領域に分けて行われる。図２は、８×８のマトリックを一つの領域とした場合のエッジ領域の判別例を示す。図中、領域Ａ〜領域Ｈの計８個の領域が示されており、エッジは、黒色で表されている。閾値を５とした場合には、５個より多いエッジを含む領域は、エッジ領域とされ、５個以下のエッジしか含まない領域は、非エッジ領域とされる。例えば、領域Ａは、８個のエッジを含んでいるので、エッジ領域である。領域がエッジ領域であれば、エッジ領域判別データ「１」を出力する。出力されたデータは、前記第２記憶部６に記憶される。同様に、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ・・・についても、領域判別処理がされる。領域Ａ〜領域Ｈについての領域判別データは、「１、１、０、０、１、１、１、０」となり、また１６進法を用いて、「０ｘＣＥ」と表すことができる。領域判別は、入力された画像データ全体にわたって行われる。一般にはＮ×Ｎの領域が１ビットのエッジ領域判別データとして記憶される。
【００２６】
次に７ビット変換部１０の処理内容について説明する。７ビット変換は、前記の領域判別データに基づいてエッジ領域内の画像データについてのみ行われる。
【００２７】
図３Ａは、８×８のマトリックスのエッジ／非エッジ領域での入力画像を示す。各画像の濃度は、８ビットデータで表され、０ｘ００〜０ｘＦＦまでの２５６段階に区分される。図３Ａで、第１部分２０の濃度は０ｘＡ０であり、第２部分２２の濃度は０ｘ３０であり、第３部分２４の濃度は０ｘ００である。第１部分２０と第２部分２２の間の濃度差は、０ｘ７０（＝０ｘＡ０−０ｘ３０）であり、第１部分２０と第３部分２４との間の濃度差は、０ｘＡ０（＝０ｘＡ０−０ｘ００）である。
【００２８】
図３Ｂは、７ビット変換された画像データを示す。７ビット変換部１０は、８ビットの画像データを７ビットに変換する。具体的には、８ビットの画像データを２分の１の値にする（２で割る）処理がされる。第１部分２０の濃度０ｘＡ０を７ビット変換、すなわち２分の１の値にすると、０ｘＡ０／２＝０ｘ５０となる。同様に第２部分２２の濃度０ｘ３０を７ビット変換すると、０ｘ３０／２＝０ｘ１８となり、第３部分２４の濃度０ｘ００を７ビット変換すると、０ｘ００／２＝０ｘ００となる。
【００２９】
したがって、７ビット変換後の第１部分２０と第２部分の間の濃度差は、０ｘ３８（＝０ｘ５０−０ｘ１８）となり、７ビット変換前の濃度差（０ｘ７０）と比較して、半分の値となる。同様に、第１部分２０と第３部分の間の濃度差は、０ｘ５０（＝０ｘ５０−０ｘ００）となり、７ビット変換前の濃度差（０ｘＡ０）の半分の値となる。
【００３０】
８ビットの画像データを７ビット変換することによって、エッジ領域内での濃度差を半分に低減することができる。
【００３１】
なお、各々の濃度は、７ビット変換を行うことによって、全体的に低い値にシフトする。濃度が低くなると、ノイズとの分離が難しくなるおそれが生じる。したがって、７ビット変換した画像データに対して、一定の値を加えて重さ上げする処理が付加され、画像データは、濃度の濃い方向に変換される。
【００３２】
例えば、最上位ビットを活用するために、０ｘ８０の値が加えられる（ビットをたてる）。０ｘ８０の値が加えられることで、最終的には、第一領域２０の濃度は、０ｘＤ０（＝０ｘ５０＋０ｘ８０）となり、第２部分２２の濃度は、０ｘ９８（＝０ｘ１８＋０ｘ８０）となり、第３部分２４の濃度は、０ｘ８０（＝０ｘ００＋０ｘ８０）となる。変換処理された画像データは、図３Ｂに示される。
【００３３】
以上のように画像データを変換することによって、エッジ領域内の濃度差を小さくした上で、画像データは、ＪＰＥＧ圧縮がされ、第１記憶部１４に記憶される。
【００３４】
また、画像データを使用する場合には、画像データが伸張される。ＪＰＥＧ圧縮の前に７ビット変換を行ってエッジ領域内の濃度差を小さくしているので、モスキートノイズの成分は、低く抑えられる。但し、第３部分２４のように、濃度の低い部分には、軽度のモスキートノイズが発生する場合がある。例えば図３Ｃにおいて、モスキートノイズの影響によって、第３部分２４（本来の濃度０ｘ８０）は、濃度０ｘ７Ｆのように本来の濃度よりも低い濃度の部分や、濃度０ｘ８１の部分のように本来の濃度よりも高い濃度の部分を含む。濃度の低い部分のモスキートノイズを除去するために、所定の閾値、例えば、０ｘ８８以下の場合は、すべて０ｘ８０とみなして、７ビット変換前の最低基準の濃度０ｘ００の値に戻すことができる。
【００３５】
前記閾値０ｘ８８以上の濃度の画像データは、８ビット変換される。具体的には、８ビット変換部１８は、画像データの濃度から一定値（例えば、０ｘ７Ｆ）を減算し、２倍の値とすることで画像データを８ビット変換する。８ビット変換は、７ビット変換に対する逆変換に相当する。８ビット変換がされ、元の濃度となった状態を図３Ｄに示す。
【００３６】
なお、非エッジ領域は、図３Ａ〜図３Ｄ右側に示されるように、７ビット変換部１０や８ビット変換部１８による処理によって濃度は変化しない。
【００３７】
図４は、以上のように構成される画像処理装置によってＪＰＥＧ圧縮伸張を行った画像データを、プリンタ（図示していない）で印刷した場合の印刷状態を示す。
【００３８】
ＪＰＥＧ圧縮伸張する場合に文字や細線のエッジの周囲に発生していたモスキートノイズ２６は、本実施の形態の画像処理装置を用いることによって除去されることを示す。
【００３９】
以上のように構成される本実施の形態の画像処理装置は、以下のように動作する。
【００４０】
図５は、本実施の形態の画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００４１】
入力されたＲＧＢ各色の画像データは、ＣＭＹＫ変換部２においてＣＭＹＫ各色の画像データに変換される（Ｓ１）。領域判別部４は、ＨＶＣ変換を行い明度データを作成する（Ｓ２）。明度データによって孤立点を検出し、注目画素を中心として、孤立点の検出結果をマトリクス内に展開する。このマトリクス内で孤立点の個数をカウントし（Ｓ３）、孤立点の数が閾値Ａよりも多い場合に、網点領域と判別する（Ｓ４）。孤立点の数が閾値Ａよりも少ない場合は、網点領域ではないと判断する。領域判別部４は、さらに明度データに対して、微分フィルタ処理を行い、その出力結果が一定値以上であれば、エッジと判断する。この判断結果は、Ｎ×Ｎマトリクス状の微小な領域内（エッジ領域判フィルタ）に展開し、この領域内のエッジ数が算出される（Ｓ５）。エッジ数が閾値Ｂよりも多い場合には、注目している領域は、エッジ領域であると判断され、エッジ領域判別データとして「１」が出力される（Ｓ６、Ｓ９）。エッジ数が閾値Ｂよりも少ない場合は、注目している領域は、非エッジ領域であると判断され、エッジ領域判別データとして「０」が出力される（Ｓ６、Ｓ７）。エッジ領域判別データは、各領域に対応させて第２記憶部６に記憶される。補正処理部８は、エッジ領域に対して、エッジ強調処理を行う（Ｓ１０）。
【００４２】
第２記憶部６に記憶されたエッジ領域判別データが「１」であれば、エッジ領域と判断され、領域内の画像データを７ビット変換する。８ビットの画像データが７ビット変換されることで、領域内での濃度差が低減される（Ｓ１１）。
【００４３】
また、７ビット変換の際に、濃度は、低濃度側にシフトされるので、ノイズの分離が難しくなるおそれがある。そこで、濃度を高濃度側にシフトするように、最上位ビット分（０ｘ８０）を加える（Ｓ１２）。
【００４４】
エッジ領域と判別された領域の画像データに対しては７ビット変換処理を行い、非エッジ領域と判別された領域の画像データに対しては７ビット変換処理を行わない。その後、ＪＰＥＧ圧縮部１２は、画像データをＪＰＥＧ圧縮し、第１記憶部１４に記憶する（Ｓ１３、Ｓ１４）。
【００４５】
画像データを第１記憶部１４から読出して使用する場合には、画像データをＪＰＥＧ伸張する（Ｓ１５）。前記７ビット変換処理によって、エッジ領域内での濃度差が小さくなっているため、モスキートノイズの成分は低減されているが、エッジ領域では、軽度のモスキートノイズが発生する場合がある。
【００４６】
エッジ領域判別データを第２記憶部６から読出し、エッジ領域判別データが「１」であるエッジ領域であれば（Ｓ１６）、濃度の低い領域における軽度のモスキートノイズを完全に除去するために、所定の閾値Ｃよりも小さい濃度を０ｘ００とする（Ｓ１７、Ｓ１８）。所定の閾値Ｃよりも大きい濃度の場合は、最上位ビット分（０ｘ７Ｆ）を減算して２を乗じて画像データを８ビット変換する（Ｓ１９、Ｓ２０）。
【００４７】
以上、本発明の一実施形態である画像処理装置を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態では、エッジ領域内の濃度を小さくするための処理として８ビットの画像データを７ビットの画像データに変換する処理を使用した場合について説明したが、Ｎビットの画像データに対して本発明を適用する場合に、エッジ領域内の濃度を小さくするための処理として、Ｎビットの画像データを（Ｎ−１）ビットの画像データに変換する処理を使用することができることは明らかである。また、より一般的には、Ｎビットの画像データを（Ｎ−ｉ）ビットの画像データに変換する処理をエッジ領域内の濃度を小さくするための処理として使用することができる。ただし、ｉはＮより小さい値である。
【００４８】
さらに、Ｎビットの画像データを（Ｎ−ｉ）ビットの画像データに変換する代わりに、エッジ領域内のある所定値Ｄ以上の濃度を一定値だけ低くすることで、エッジ領域内の濃度差を小さくすることもできる。反対に、エッジ領域内のある所定値Ｅ以下の濃度を一定値だけ高くすることで、エッジ領域内の濃度差を小さくすることができる。さらに、エッジ領域内の所定値Ｄ以上の濃度を一定値だけ低くしつつ、エッジ領域内のある所定値Ｅ以下の濃度を一定値だけ高くすることでも、エッジ領域内の濃度差を小さくすることができる。
【００４９】
また、このようなモスキートノイズの発生を低減しつつ、画像データのＪＰＥＧ圧縮が可能な画像処理装置を、画像処理部として備えるようなデジタル複写機、スキャナ等の画像読取装置、あるいはプリンタ等の画像形成装置を構成できることは明らかである。また、パソコンなどのコンピュータでは上述した画像処理の動作を手順として記憶した記憶媒体を提供し、これをコンピュータによって読み取り、実行することで可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、以下の効果を奏する。
【００５１】
請求項１、４、５、６、及び、７に記載の発明によれば、画像データを小さな複数の領域に分けて、当該複数の領域の中からエッジを多く含むエッジ領域を抽出し、エッジ領域内についてのみ画像データの濃度差を小さくして離散コサイン変換を行うので、モスキートノイズの発生自体を低減でき、画像の一部が削除されることを避けつつ、モスキートノイズを除去することができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明によれば、コンピュータ処理に適したビット演算によって、エッジ領域内の濃度差を１／２に低減できる結果、モスキートノイズの発生自体を容易に低減でき、画像の一部が削除されることを避けつつ、モスキートノイズを除去することができる。
【００５３】
請求項３に記載の発明によれば、画像データをノイズ成分と分離しやすい状態で、モスキートノイズの発生自体を容易に低減でき、画像の一部が削除されることを避けつつ、モスキートノイズを除去することが、さらに容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  エッジ領域の判別例を説明するための図である。
【図３】  ７ビット変換処理の内容を説明するための画像データを示す図である。
【図４】  本発明を適用した実施形態に係る画像形成装置における印刷例を示す図である。
【図５】  本発明を適用した実施形態に係る画像処理装置の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２…ＣＭＹＫ変換部、
４…領域判別部、
６…第２記憶部、
８…補正処理部、
１０…７ビット変換部、
１２…ＪＰＥＧ圧縮部、
１４…第１記憶部、
１６…ＪＰＥＧ伸張部、
１８…８ビット変換部、
２０…第１部分、
２２…第２部分、
２４…第３部分、
２６…モスキートノイズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003983922.tif 000005
【図５】
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