(57)【要約】【課題】文字中を絵柄部と誤認識することを防止し、トナー消費量を削減する。【解決手段】入力画像データを、該入力画像データの解像度より低解像度な低解像度データに変換するダウンサンプリング回路２１と、前記低解像度データにおける各画素の属性情報を判別する文字・絵柄判定回路２２と、を備える。文字・絵柄判定回路２２は、前記低解像度データの各画素における属性情報を判別し、判別した前記属性情報を入力画像データに反映させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データを、該入力画像データの解像度より低解像度な低解像度データに変換する低解像度変換手段と、
前記低解像度データにおける各画素の属性情報を判別する属性判別手段と、
を備え、
前記属性判別手段は、前記低解像度データの各画素における属性情報を判別し、判別した前記属性情報を前記入力画像データに反映させる
ことを特徴とする、画像処理装置。
【請求項２】
注目画素が黒画素であるか非黒画素であるかを判別し、前記低解像度データの前記各画素の色情報を判別する黒画素判別手段と、
前記低解像度データのエッジ画素を検出するエッジ検出手段と、を備え、
前記属性判別手段は、前記黒画素判別手段によって判別された色情報と、前記エッジ検出手段によって検出されたエッジ画素と注目画素の位置関係と、に基づいて、前記低解像度データにおける各画素の属性情報を判別する
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】
前記属性判別手段は、前記入力画像データの各画素に対応する前記低解像度データの各画素の前記属性情報を、前記入力画像データの各画素に反映させる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
注目画素と前記エッジ画素との間の画素数に応じて、注目画素の色情報を変更する多段階制御手段を備えたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記多段階制御手段は、特定の画素範囲内に含まれる前記黒画素判別手段によって黒画素と判別された画素の数に応じて、注目画素の色情報を変更することを特徴とする、請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
低解像度化の際に用いる解像度の異なる、前記低解像度変換手段、前記属性判別手段及び前記多段階制御手段の組を複数備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
各組の前記他段階制御手段から出力される注目画素の色情報のうち、最も濃度が濃い色情報を選択するセレクタを有することを特徴とする、請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記低解像度変換手段は、主走査方向と副走査方向とで異なる比率で入力画像データの低解像度化を実施することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
入力画像データを、該入力画像データの解像度より低解像度な低解像度データに変換する低解像度変換ステップと、
前記低解像度データにおける各画素の属性情報を判別する属性判別ステップと、
を有し、
前記属性判別ステップでは、前記低解像度データの各画素における属性情報を判別し、判別した前記属性情報を前記入力画像データに反映させる
ことを特徴とする、画像処理方法。
【請求項１０】
画像処理装置に、
入力画像データを、該入力画像データの解像度より低解像度な低解像度データに変換する低解像度変換処理と、
前記低解像度データにおける各画素の属性情報を判別する属性判別処理と、
を実行させ、
前記属性判別処理では、前記低解像度データの各画素における属性情報を判別し、判別した前記属性情報を前記入力画像データに反映させる
ことを特徴とする、画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、方法及びプログラムに関し、特に、トナー消費量削減に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機の技術分野では、読み取った画像の内、文字は高解像度に、絵柄は高階調に表現することが望まれており、また、黒文字においては単色で出力することがトナー消費量の点でも望まれる。これを実現するためには、文字部と絵柄部で別々の処理を施すことが有効であり、そのための文字部と絵柄部とを判別する技術が知られている。
【０００３】
注目画素が文字部か絵柄部かを判別する技術として、注目画素と、検出した文字エッジとが所定のマスクに含まれているのであれば、注目画素を文字部と判別をするものがある（例えば、特許文献１）。また、黒画素であると判断される画素が連続する数をカウントして、カウント結果に応じて注目箇所が文字部であると判断するものがある（例えば、特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術であっても、太い文字のように文字を形成する線自体が太い場合、文字エッジと文字内の注目画素（線の中央部など。以下、「文字中（もじなか）と呼ぶ場合がある。）との距離（画素数）が遠くなってマスクに含まれなくなり、文字内の画素を絵柄部と誤認識することがある。その結果として、黒文字であっても文字内の注目画素をＣＭＹＫの４色で処理してしまい、結果として低画質、かつトナー消費量が多くなるという問題がある。特許文献２に開示の技術においても同様の問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、文字中を絵柄部と誤認識することを防止し、トナー消費量を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、入力画像データを、該入力画像データの解像度より低解像度な低解像度データに変換する低解像度変換手段と、前記低解像度データにおける各画素の属性情報を判別する属性判別手段と、を備え、前記属性判別手段は、前記低解像度データの各画素における属性情報を判別し、判別した前記属性情報を前記入力画像データに反映させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、文字中を絵柄部と誤認識することを防止し、トナー消費量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１の画像形成装置１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の文字・絵柄分離回路２０の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の文字・絵柄判定回路２２の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態１におけるエッジ検出フィルタの例を示す図である。
【図５】実施形態１におけるダウンサンプリングの効果を説明するための図である。
【図６】実施形態２における多段階制御マスクの例を示す図である。
【図７】実施形態３の文字・絵柄分離回路２０の構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態４の文字・絵柄分離回路２０の構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態５の文字・絵柄分離回路２０の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態６のダウンサンプリング回路２１の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に説明する実施形態は、画像の文字部、絵柄部を判別する処理において、入力された画像に対して解像度変換を行い、縮小した画像に対してエッジ判定、黒画素判定を行うことに特徴がある。以下、この特徴を中心に、図面を参照しながら詳細に解説する。
【００１０】
＜実施形態１＞
図１に、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す。画像形成装置１は、複写機としての機能を提供することができ、図示のように、画像読取部１０と、第１の画像処理部１１と、第２の画像処理部１２と、画像出力部１３と、文字・絵柄分離回路２０とを有する。
【００１１】
画像読取部１０は、スキャナ等で読み取ったカラー画像を出力する機能を持つ。文字・絵柄分離回路２０は、画像読取部１０を用いて読み取った画像に対して、文字領域と絵柄領域を分離する機能を持っており、その判定結果を制御信号として出力する。なお、文字・絵柄分離回路２０が画像処理を行う対象は、画像読取部１０を用いて読み取った画像に限定されない。
【００１２】
第１の画像処理部１１は、文字・絵柄分離回路２０の処理と平行して行い、文字・絵柄分離回路２０の出力結果に依存しない処理を行う画像処理を行う。第２の画像処理部１２は、第１の画像処理部１１によって得られた出力画像に対し、文字・絵柄分離回路２０から出力される制御信号に応じて画像処理、例えばフィルタ処理を行う。
【００１３】
本実施形態において第２の画像処理部１２が行う画像処理としては、文字・絵柄分離回路２０において「黒文字」と判断された画素に対して墨黒を発生させる画像処理がある。文字・絵柄分離回路２０からは、黒文字の画素毎にＫ信号の濃淡が指定された制御信号が出力される。第２の画像処理部１２は、この制御信号に応じて、第１の画像処理部１１の出力画像における黒文字画素と判断された画素に墨黒を発生させる。この画像処理により、後段の画像出力部１３における画像出力処理において、高品位な出力画像を得ることができる。と同時に、無駄にカラートナーを消費することがないのでトナー消費量削減になる。なお、色文字に関しても、黒文字と同様の処理を行い、上記効果が得られる。
【００１４】
画像出力部１３は、第２の画像処理部１２による画像処理が行われた出力画像に基づいて、画像形成を行い形成した画像を出力する。出力の具体的態様は、本実施形態においては、トナーを用いた電子写真方式によるものとする。
【００１５】
図２は、図１の文字・絵柄分離回路２０の構成を説明するための図である。図２に示すように、文字・絵柄分離回路２０は、ダウンサンプリング回路２１、文字・絵柄判定回路２２、多段階制御信号生成回路２３を有する構成である。
【００１６】
ダウンサンプリング回路２１は、入力画像データに対して画像サイズを縮小する機能を持つ。ダウンサンプリング回路２１の画像縮小率は、例えば閾値を複数用意し、画像の解像度に応じて切り替えることができる。
【００１７】
文字・絵柄判定回路２２は、各画素の属性情報（黒文字、色文字、絵柄など）を判定し、画像中の文字部と絵柄部を判定する機能を有しており、図３のような構成となっている。
【００１８】
図３のエッジ検出回路２２１は、ダウンサンプリング回路２１によって得られた低解像度画像に対し、エッジ検出フィルタ回路を適用し、得られた信号をエッジ量とする。エッジ検出回路２２１は、このエッジ量を所定の閾値によって複数に分ける機能を持つ。閾値を１つしか用いない場合はエッジ画素、非エッジ画素の２種類に分けることであり、それ以上の数の閾値を用いる場合は、エッジ量の値に応じて画素を分類することとなる。エッジ検出フィルタ回路には、例として図４に示すラプラシアンフィルタを用いる。これにより、画像のエッジに相当する画素位置のレスポンスが高く出力される。
【００１９】
図３の黒画素検出回路２２２は、ダウンサンプリング回路２１によって得られた低解像度画像に対し、所定の閾値で分割する機能を持つ。閾値を１つしか用いない場合は黒画素、非黒画素の２種類に分けることであり、それ以上の閾値を用いる場合は、黒の度合いに応じて画素を分類することとなる。
【００２０】
入力画像データは、一例としてＣＣＤ素子等を用いたスキャナから読み取ったデータであり、画像を読み取ってＡ／Ｄ変換した後、各画素８ｂｉｔのデータである。また、入力画像データはカラー信号（ＲＧＢ）を考えているが、モノクロ画像や、Ｇ信号を代表として使用しても良い。
【００２１】
上述のような構成を備える文字・絵柄判定回路２２は、例えば５×５のマスクを用いて、マスク内にエッジ画素が１つでも存在し、かつ注目画素が黒画素であった場合に、注目画素を文字として判定する機能を持つ。しかしながら、ダウンサンプリング回路２１による処理を行わずに各画素の属性を判定した場合は、以下に述べるような誤判定が起きる場合がある。
【００２２】
図５は、カタカナの「ニ」をダウンサンプリングにより１／３に縮小した図である。図示された例では、縮小前は上辺と下辺の文字エッジの距離が３０画素あるため、文字の中心の方は５×５のマスクでは文字エッジにかからないため、文字判定することができない。しかし、ダウンサンプリングを行うことで上辺と下辺の文字エッジの距離が１０画素となれば、文字の中心部においてもマスクに文字エッジがかかるため文字判定することができるようになる。
【００２３】
文字・絵柄判定回路２２による判定が画素毎に行われた結果を受けて、図２の多段階制御信号生成回路２３が出力する制御信号は、黒文字、色文字、絵柄のいずれかの判別結果であり画素毎に存在する。この制御信号は、ダウンサンプリングを行った画像で生成するため、元の解像度においても対応させるためにダウンサンプリング後の画素１つに対して複数の画素を同じ制御信号とする。例えば、画像サイズを主副５０％にダウンサンプリングすることを考えると、ダウンサンプリング後のある１画素に対して生成した制御信号は、第１の画像処理部１１によって出力された画像において当該１画素に対応する４画素に対して生成されたものとする。
【００２４】
絵柄と判定された場合については、多段階制御信号生成回路２３はスルーしてそのまま出力する。すなわち、ダウンサンプリング後の画素であって、文字・絵柄判定回路２２により絵柄と判定された画素については、多段階制御信号生成回路２３による制御信号の生成を行わない。
【００２５】
一方で、黒文字であると判定された画素については、多段階制御信号生成回路２３が、「黒文字多段階制御」という注目画素の周囲の画素の属性情報に応じて多段階に画素のデータを変更する処理を行う。なお、色文字に関しても、黒文字と判定された画素に対して行う処理と同様の処理を行う。
【００２６】
黒文字多段階制御について説明する。多段階制御信号生成回路２３は、注目画素とエッジ画素との間の画素数に応じて注目画素のＫ信号の割合を変える機能を持つ。例として、５×５のマスクを考えた場合、注目画素が黒文字かつエッジ画素（注目画素とエッジ画素との間の画素数が０）のとき、Ｋ信号の割合を１０割とし、注目画素が黒文字で、注目画素とエッジ画素との間の画素数が２となったときは、Ｋ信号の割合を６割とするような処理を行う。
【００２７】
なお、注目画素とエッジ画素との間の画素数は、注目画素から最も近いところにある黒文字エッジ画素との間にある画素の数（当該エッジ画素自身を含む）を数えることとする。
【００２８】
上述した黒文字多段階制御を行うことで、文字エッジから文字中方向に向かって段階的に墨率が低くなり、文字判定結果と絵柄判定結果が大きく異なっている場合においても見た目の違和感を低減すると同時にトナー消費量を抑えることができる。
【００２９】
また、本実施形態は、入力された画像に対して解像度変換を行い、縮小した画像に対してエッジ判定、黒画素判定を行うことで太い文字に対しても文字のエッジと内部の距離が近くなり、精度よく文字中を文字と判定できるので、本実施形態によれば、従来技術と比較してトナーの消費量を削減することができる。また、黒文字にＣＭＹの信号が混入するのを防ぐため、従来技術と比較して高品質な画像を作成することができる。
【００３０】
＜実施形態２＞
次に、多段階制御信号生成回路２３における多段階制御信号の生成方法の別の手段を説明する。本実施形態は、黒文字であると判定された画素に対して行う黒文字多段階制御の内容が、実施形態１と一部異なる。
【００３１】
本実施形態では、黒文字多段階制御において、図６に示すようなマスクを用いる。図６は５×５のサイズのマスクを用いている。実施形態１では、注目画素と黒文字エッジとの間の画素数（図６に図示のケースでは２）に応じてＫ信号の割合を制御したが、本実施形態ではさらに加えてマスク内の黒画素の数に注目する。
【００３２】
マスク内に存在する黒画素をカウントし、（この場合は１０）カウント値が大きければＫ信号の割合を増やし、小さければＫ信号の割合を減らす。注目画素とエッジ画素との間の画素数に応じてＫ信号の割合を制御し、且つ、黒画素の数に応じてＫ信号の割合を制御することで、Ｋ信号の割合をより最適なものに調節することができるようになる。
【００３３】
例として、黒文字エッジとの間の画素数が１だが、マスク内に存在する黒画素の数が３となるような場合では、黒文字エッジとの距離は近いが黒画素の数は少ないため、注目画素が黒画素であるという蓋然性が低いと考えられる。そういった場合にはＫ信号の割合を少なくするような制御を行う。
【００３４】
また、図３のエッジ検出回路、黒画素検出回路２２２が複数の閾値を持つ場合はさらに細かくＫ信号の割合を制御することができる。例として、黒文字エッジ量を４つの閾値を用いて５段階に画素を分けた場合、注目画素とエッジ画素の間の画素数が同じであってもエッジ量が２（エッジ量が小さい）とエッジ量が４（エッジ量が大きい）では、エッジ量が４のときのほうが、２のときのものよりも、注目画素のＫ信号の割合が増えるようにする。
【００３５】
＜実施形態３＞
本実施形態においては、文字・絵柄分離回路２０の構成を、図７に示す構成とする。図示のように、文字・絵柄判定回路２２ａ、多段階制御信号生成回路２３ａ、及び、セレクタ２６を備える点が、図２に示す実施形態１の構成と異なる。なお、図７上段のダウンサンプリング回路２１、文字・絵柄判定回路２２、多段階制御信号生成回路２３は、図２と同様の処理を行う。
【００３６】
図７下段は、入力画像データを縮小せず、上段と同様の処理を行う。本実施形態の構成は、細文字の場合はダウンサンプリングをすることによって文字が消えてしまう問題が生じる可能性があるため、ダウンサンプリングを行わない回路を追加するものである。
【００３７】
本実施形態では、入力画像データに対して解像度を下げて処理を行うもの（図７上段）と、解像度を下げないで処理を行うもの（図７下段）とに分離する分離判定処理を行う。ダウンサンプリングの前後に対して、分離判定処理を行うことで、多段階制御信号生成回路２３では太文字に対する膨張処理を行い、多段階制御信号生成回路２３ａでは細文字に対する膨張処理を行うことになる。
【００３８】
セレクタ２６は、対象画素が太文字なのか細文字なのかの選択を行う。セレクタ２６の判定条件は、例として多段階制御信号生成回路２３でＫ信号の割合が閾値以上、つまり黒文字であるという可能性が高い場合には多段階制御信号生成回路２３の出力結果を、それ以外は多段階制御信号生成回路２３ａの出力結果を出力する。つまり、セレクタ２６は、画素毎に最もＫ信号の割合が高いものを出力結果として選択する。
【００３９】
＜実施形態４＞
図８に、本実施形態の文字・絵柄分離回路２０の構成を示す。図示のように、本実施形態は、図７の多段階制御信号生成回路２３ａを膨張フィルタ回路２７に置き換えたものである。図７では、細文字に対してもＫ信号に対して多段階の制御を行い、Ｋ信号の割合を適応的に切り替える処理を行っていたが、細文字の場合は５×５のマスクの場合では、文字エッジから２画素程度離れた場所にある画素までしか制御を行えない。そのため、視覚的な影響がほとんどないことを考えると多段階の制御を行う意味は薄い。そこで、細文字に対しては多段階の制御は行わないことで回路規模を縮小することができる。
【００４０】
＜実施形態５＞
図９に、本実施形態の文字・絵柄分離回路２０の構成を示す。図示のように、本実施形態は、図８の回路にダウンサンプリングを行う回数を増やした構成となっている。
【００４１】
これまでの説明ではダウンサンプリングは１度しか行っていなかったが、それでは文字の大きさが様々な原稿に対応できないという問題がある。１枚の画像中に存在する文字のサイズが全て同じであるとは限らないため、例えば、ダウンサンプリングを一定の縮小率で行う場合、ある文字サイズの場合には有効であっても、例えば別の領域にさらに大きな文字がある場合には１つの縮小率では足りないことが考えられる。
【００４２】
そこで、入力画像に対してダウンサンプリング回路２１を複数用意することで上記の問題を解決することができる。図９はダウンサンプリング回路２１を２つ用いた場合の例である。例えば、ダウンサンプリング回路２１では入力画像を１／４にダウンサンプリングし、ダウンサンプリング回路２１ｂでは入力画像を１／２にダウンサンプリングする構成とする。セレクタ回路では、多段階制御信号生成回路２３、多段階制御信号生成回路２３ｂ、膨張フィルタ回路２７の出力の中で最もＫ信号の割合が高いものを選択する。
【００４３】
なお、図９では２つのダウンサンプリング回路２１を用いているが、当然それ以上の数のダウンサンプリング回路２１を用いることもできる。
以上の処理を行うことで、様々な文字サイズにも対応することができる。
【００４４】
＜実施形態６＞
本実施形態は、ダウンサンプリング回路２１の構成に特徴がある。図１０に、本実施形態のダウンサンプリング回路２１の構成を示す。
ここまでの説明では、主走査、副走査方向のダウンサンプリングは同じ比率で行う前提で説明を行ってきた。しかし、主走査、副走査方向の解像度が異なるような場合においては、ダウンサンプリング後の解像度は等しいほうが処理を行ううえでは容易となる。それは、フィルタのサイズを変更しなくてすむ等の理由があるためである。
【００４５】
そこで、本実施形態では、主走査方向ダウンサンプリング２１１及び副走査方向ダウンサンプリング２１２を備え、主走査、副走査方向でダウンサンプリングを独立に行う。例えば、主走査方向解像度が６００ｄｐｉ、副走査方向解像度が３００ｄｐｉであるような場合においては、主走査方向ダウンサンプリング２１１が主走査方向を１／６とし、副走査方向ダウンサンプリング２１２が副走査方向を１／３（１００ｄｐｉ化）とする。
【００４６】
また、エッジ分離の性能が非常に高い場合を想定すると、文字中は必ずエッジ画素で囲まれていると考えることができる。そのため、ダウンサンプリング回路２１による低解像度化を１方向のみ（例えば主走査方向）で行っても文字中の判定は十分に行うことができる。
【００４７】
このように、エッジ分離の性能に応じて副走査（主走査）方向のダウンサンプリングを省くことで回路規模の縮小を実現することができる。
【符号の説明】
【００４８】
２０    文字・絵柄分離回路
２１    ダウンサンプリング回路
２１１    主走査方向ダウンサンプリング
２１２    副走査方向ダウンサンプリング
２２    文字・絵柄判定回路
２２１    エッジ検出回路
２２２    黒画素検出回路
２３    多段階制御信号生成回路
２６    セレクタ
２７    膨張フィルタ回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開２００２−１９９２１２号公報
【特許文献２】特開２００５−０３３４８２号公報
【図１】
2016116135.tif 000003
【図２】
2016116135.tif 000004
【図３】
2016116135.tif 000005
【図４】
2016116135.tif 000006
【図６】
2016116135.tif 000007
【図７】
2016116135.tif 000008
【図８】
2016116135.tif 000009
【図９】
2016116135.tif 000010
【図１０】
2016116135.tif 000011
【図５】
2016116135.tif 000012