(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回のスキャンで原稿を読み取って画像データを入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段によって入力された画像データを圧縮符号化する圧縮手段と、
前記圧縮手段によって圧縮符号化された画像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された画像データを伸長する伸長手段と、
前記画像入力手段によって入力された画像データであって、前記圧縮手段により圧縮符号化される前の画像データから画像データのエッジ分離情報及び網点分離情報を取得する第１の領域分離手段と、
前記伸長手段により伸長された画像データから色分離情報を取得する第２の領域分離手段と、
前記エッジ分離情報、網点分離情報及び前記色分離情報に基づき、領域判定を行う領域判定手段と、
前記領域判定手段の判定結果に基づき、前記伸長手段によって伸長された画像データに画像処理を施す画像処理手段と、
を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項２】
画像入力装置の１回のスキャンで原稿を読み取って画像データを得る画像入力工程と、
前記画像入力工程によって得られた画像データを圧縮符号化する圧縮工程と、
前記圧縮工程によって圧縮符号化された画像データを記憶する記憶工程と、
前記記憶工程に記憶された画像データを伸長する伸長工程と、
前記画像入力工程によって得られた画像データであって、前記圧縮工程により圧縮符号化される前の画像データから画像データのエッジ分離情報及び網点分離情報を取得する第１の領域分離工程と、
前記伸長手段により伸長された画像データから色分離情報を取得する第２の領域分離工程と、
前記エッジ分離情報、網点分離情報及び前記色分離情報に基づき、領域判定を行う領域判定工程と、
前記領域判定工程の判定結果に基づき、前記伸長工程によって伸長された画像データに画像処理を施す画像処理工程と、
を有することを特徴とするカラー画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、画像データ圧縮機能を搭載した、例えば１ドラムタイプのカラー複写機、カラーファクシミリのようなカラー画像再生装置において、原稿を高画質に再生するために像域分離装置を備えたカラー画像処理装置及びカラー画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー複写機では、読み取った原稿データから、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色データを作成し、４色面の版を順に作成し重ね合わせてフルカラー画像を再現する。その際一般に、像域分離を行って領域ごとに異なる方法でモアレ除去や網点除去、エッジ強調などを行うことで、高画質な出力を得ることができる。このような像域分離によって分離される領域として一般に、網点領域、エッジ領域、有彩無彩領域等がある。
【０００３】
ところが近年、高速処理や編集処理のために、読み込んだカラー画像を一度ページメモリに格納することが行われている。例えば、１ドラムタイプのカラー複写機においては、画像を一度メモリに読み込み、ＣＭＹＫ版を作る際に、順次読み出すといった処理が行われることがある。
【０００４】
しかし、画像の高解像度化に伴いカラー画像の情報量は増大しており、読み取った画像信号をそのままメモリに入れると、必要なメモリは膨大なものになる。例えば、解像度６００ｄｐｉ、階調２４ビット／ピクセル、用紙サイズＡ３の場合、２５６メガバイトもの容量となってしまう。そこでメモリコスト削減のために、圧縮符号化を行うことも多くなってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧縮符号化の後に像域分離を行おうとすると、圧縮符号化により一般に画像は劣化しているため、従来の無圧縮画像用の像域分離では領域が正しく判定されない不具合がある。このような不具合が大きいのは、局所的な変化が激しい領域の分離、特に網点分離である。
【０００６】
これは、一般的な圧縮方式では画像情報のうち交流成分情報〔ここで言う交流成分は周波数変換をする場合に得られる交流成分だけでなく、画像の局所的な構造情報一般を言う。例えば、ＧＢＴＣにおけるマップビット（ブロック内最大値と最小値の間で各画素を量子化する係数）などである〕を削減してしまうところ、網点領域には複雑な高周波成分が多く、これら複雑な交流成分を再現することと、効果的な圧縮符号化とが両立しないという事情による。また、網点領域以外にも、エッジ領域なども交流成分を削除することにより分離が困難となる領域である。
【０００７】
一方、圧縮符号化の前に像域分離を行おうとすると、全ての分離結果をメモリに保存して置かなければならないため、分離メモリが増大してしまう。
なお、特開平５−１４５７５１号公報には、４回スキャン機を対象に、各スキャン間での分離結果の違いによる画質劣化を防止すべく、第１回目のスキャン時に得られた分離情報をメモリに記憶し、これを各スキャン時に共通して分離結果として用いる技術が提案されている。
【０００８】
本発明は、各スキャン間での分離結果のばらつきを防止する上記従来例とは異なり、圧縮符号化による分離結果の変化を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、１回のスキャンで原稿を読み取って画像データを入力する画像入力手段と、前記画像入力手段によって入力された画像データを圧縮符号化する圧縮手段と、前記圧縮手段によって圧縮符号化された画像データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された画像データを伸長する伸長手段と、前記画像入力手段によって入力された画像データであって、前記圧縮手段により圧縮符号化される前の画像データから画像データのエッジ分離情報及び網点分離情報を取得する第１の領域分離手段と、前記伸長手段により伸長された画像データから色分離情報を取得する第２の領域分離手段と、前記エッジ分離情報、網点分離情報及び前記色分離情報に基づき、領域判定を行う領域判定手段と、前記領域判定手段の判定結果に基づき、前記伸長手段によって伸長された画像データに画像処理を施す画像処理手段と、を有することを特徴とするカラー画像処理装置である。
【００１１】
また上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、画像入力装置の１回のスキャンで原稿を読み取って画像データを得る画像入力工程と、前記画像入力工程によって得られた画像データを圧縮符号化する圧縮工程と、前記圧縮工程によって圧縮符号化された画像データを記憶する記憶工程と、前記記憶工程に記憶された画像データを伸長する伸長工程と、前記画像入力工程によって得られた画像データであって、前記圧縮工程により圧縮符号化される前の画像データから画像データのエッジ分離情報及び網点分離情報を取得する第１の領域分離工程と、前記伸長手段により伸長された画像データから色分離情報を取得する第２の領域分離工程と、前記エッジ分離情報、網点分離情報及び前記色分離情報に基づき、領域判定を行う領域判定工程と、前記領域判定工程の判定結果に基づき、前記伸長工程によって伸長された画像データに画像処理を施す画像処理工程と、を有することを特徴とするカラー画像処理方法である。
【００１２】
圧縮技術を用いて情報量を削減し、かつ圧縮符号化後の画像で像域分離を行うことによる誤分離を防止することにより、低コストで高画質なカラー画像処理装置を提供するために、本発明では、上述したように、圧縮符号化による誤分離が顕著な網点分離及びエッジ分離に関して、圧縮符号化前の画像で分離結果を求め、これをメモリに保持することにより、画質劣化を抑えるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は本発明の実施の形態を示すカラー画像処理装置のブロック図である。
このカラー画像処理装置は、スキャナ等の画像入力装置１０１、データをエントロピー符号化する圧縮伸長回路１０２、圧縮されたデータを保持するページメモリ１０３、反射率リニアな信号を濃度リニアな信号に変換するＬｏｇ変換回路１０４、平滑化フィルタからなるフィルタ回路１０５、色を合わせるための色補正回路１０６、Ｋ信号分だけ各色材の信号から減じるＵＣＲ回路１０７を備えている。
【００１４】
また同様に、絵柄用のディザを用いて中間調を表現する階調処理回路１０８、画像を各領域に分離する像域分離回路１０９、プリンタなどの画像出力装置１１０、圧縮前の信号から網点領域のみを分離するための網点分離部１１１、網点分離の結果を記憶するための網点分離結果メモリ１１２、圧縮前の信号からエッジ領域のみを分離するためのエッジ分離部１１３、エッジ分離の結果を記憶するためのエッジ分離結果メモリ１１４を備えている。
【００１５】
画像入力装置１０１から読み込まれたデジタル画像データ（８ビット信号とする）は、エッジ分離部１１３、網点分離部１１１に送られると共に、ＲＧＢ信号として圧縮伸長回路１０２に送られる。
【００１６】
エッジ分離部１１３は、読み取られた直後の信号により原稿中からエッジ領域を検出する回路である。この具体的な構成については、例えば論文「文字／絵柄（網点、写真）混在画像の像域分離方式」（電子情報通信学会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ７５−ＤＩ１Ｎｏ．１ｐｐ３９−４７  １９９２．１）に記載された方法を用いる。
【００１７】
この方法を詳述すると、エッジ分離は入力画像データにエッジ強調を施した後、閾値ＴＨ１，ＴＨ２（ＴＨ１＞ＴＨ２）を用いて３値化（注目画素がＴＨ１よりも大きければ白画素、ＴＨ２よりも小さければ黒画素）し、３値化後の黒画素と白画素の連続性をパターンマッチングにより検出し、５×５画素のブロック内において黒連続画素及び白連続画素が１個以上存在する場合に注目画素をエッジ領域と判断し、それ以外は非エッジ領域と判断することで行う（画素単位の処理）。
【００１８】
網点分離部１１１は、読み取られた直後の信号により、原稿中から網点領域を検出する回路である。この具体的な構成については、例えば論文「文字／絵柄（網点、写真）混在画像の像域分離方式」（電子情報通信学会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ７５−ＤＩ１Ｎｏ．１ｐｐ３９−４７  １９９２．１）に記載された方法を用いる。
【００１９】
この方法を詳述すると、網点領域の濃度変化は文字領域のそれと大きく異なる点に着目し、ピーク画素の検出、網点領域の検出、網点領域の補正を行い、網点領域を分離するものである。ピーク画素の検出は、例えば３×３画素のブロックにおいて、中心画素の濃度レベルＬが周囲のすべての画素のそれよりも高い、あるいは低く、かつ、Ｌと中心画素を挟んで対角線に存在する対画素の濃度レベルａ，ｂが４対ともに｜２×Ｌ−ａ−ｂ｜＞ＴＨ３（閾値）であるとき、中心画素をピーク画素とする。
【００２０】
網点領域の検出は、例えば、４×４画素を単位とした４つのブロックにおいて、ピーク画素を含むブロックが２ブロック以上存在すれば、注目ブロックを網点候補領域とし、それ以外は非網点候補領域と判定する。網点／非網点候補領域を判定した後、注目ブロックを中心とした９つのブロックにおいて、４ブロック以上が網点候補領域であれば注目ブロックを網点領域とし、そうでなければ注目ブロックを非網点領域とする（ブロック単位の処理）。
【００２１】
圧縮伸長回路１０２では、まず、画像信号を変換してエントロピーを減少させ、次いで圧縮する。圧縮の方法として、例えばここでは固定長圧縮を行う。具体的には、変換部では例えば色変換及びサブバンド変換によって画像の統計的電力を局在させ、エントロピーを減少させる。色変換の例として、ここではＹＩＱ変換を用いる。
【００２２】
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
Ｉ＝０．７４（Ｒ−Ｙ）−０．２７（Ｂ−Ｙ）
Ｑ＝０．４８（Ｒ−Ｙ）＋０．４１（Ｂ−Ｙ）
【００２３】
また、サブバンド変換の例としては、図２に示すように、ハールウェーブレット変換を用いる。これは、２×２画素ブロックの画素値ａ（左上）、ｂ（右上）、ｃ（左下）、ｄ（右下）を、４つの係数ＬＬ，ＨＬ，ＬＨ，ＨＨに分解する変換方法である。ここで各係数の性質について概説すると、ＬＬ係数はブロック内の直流成分（４画素平均）を表し、ＨＬ，ＬＨ，ＨＨ係数は交流成分を表している。さらに交流成分のうちでもＨＬ係数は横エッジを、ＬＨ係数は縦エッジを、そしてＨＨ係数は斜めエッジを表す情報である。
【００２４】
変換後の係数の圧縮は、例えば次のように行う。
まず、Ｉ，Ｑ係数をサブサンプリングして情報量を削減する。この際、視覚的な画質を考慮して文字部と絵柄部で異なるサブサンプリングを行う等、適応的なサブサンプリングを行うと効果的である。また、Ｙ係数については前述のハールウェーブレット変換を行い、得られた係数ＬＬ（８ビット）、ＨＬ（９ビット）、ＬＨ（９ビット）、ＨＨ（１０ビット）を量子化することで情報量を削減する。
【００２５】
この際、視覚的な画質を考慮して文字部と絵柄部で異なる量子化を行う等、適応的な量子化を行うと効果的であり、また、交流成分の量子化についてはベクトル量子化が有効である。最後に、量子化後の値を１つの符号（例えば１２ビット）に埋め込み、固定長圧縮する。この場合、適応的な量子化や適応的なサブサンプリングを行った場合には領域情報も符号に埋め込む必要がある。
【００２６】
圧縮された符号は、ページメモリ１０３に保持され、第２版作成時にはページメモリ１０３から読み出された圧縮符号が圧縮時と逆の手順で復号化され、伸長された画像データＲ′，Ｇ′，Ｂ′が得られる。
【００２７】
入力データは圧縮伸長回路１０２に送られ、Ｋ版作成時には同時にＬｏｇ変換回路１０４にも送られる。一方、Ｃ，Ｍ，Ｙ版作成時には圧縮伸長後のデータがＬｏｇ変換回路１０４に送られる。Ｌｏｇ変換回路１０４では信号の特性を反射率空間から濃度空間へ変換するようなテーブル変換を行う。ここで、出力信号はインク量を表す。
【００２８】
フィルタ回路１０５は各種フィルタで構成され、後述する像域分離回路１０９がその画像信号が属すると判断した領域に従い、最も適当なフィルタ処理を施す。例えば、絵柄部に対しては平滑化フィルタ処理を施し、文字部に対してはエッジ強調フィルタ処理を施す。
【００２９】
色補正回路１０６はスキャナでの色分解フィルタの濁り成分、あるいはインクの濁り成分を除去するための回路であり、一般に、マスキング方式、四面体補間法、三角柱補間法などがある。
【００３０】
ここではマスキング方式を用いることとし、変換式を以下に示す。
Ｃ＝ｋ１１×ｃ＋ｋ１２×ｍ＋ｋ１３×ｙ＋ｋ１４
Ｍ＝ｋ２１×ｃ＋ｋ２２×ｍ＋ｋ２３×ｙ＋ｋ２４
Ｙ＝ｋ３１×ｃ＋ｋ３２×ｍ＋ｋ３３×ｙ＋ｋ３４
ここで定数ｋ１１〜ｋ３４は実験により決定する。
【００３１】
ＵＣＲ回路１０７は、像域分離回路１０９からの領域判断情報に基づき、処理を次のように切り替える。すなわち、黒文字領域においては、Ｋをスルーにし、Ｃ＝Ｍ＝Ｙ＝０にする。色文字領域においては、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙをスルーにし、上記以外すなわち絵柄領域においては、
Ｋ′＝０．６×Ｋ
Ｃ′＝Ｃ−Ｋ′
Ｍ′＝Ｍ−Ｋ′
Ｙ′＝Ｙ−Ｋ′
とする。
【００３２】
階調処理回路１０８では、サイズの異なる２種類のディザテーブルを用意し、像域分離回路１０９からの信号が色文字、黒文字の場合はサイズの小さなディザテーブル（例えば１×１）で処理を行い、それ以外の場合にはサイズの大きなディザテーブル（例えば２×２）で処理を行い、処理後のデータは画像出力装置１１０に送られ、出力される。
【００３３】
次に像域分離回路１０９について説明する。本実施形態では、像域分離回路１０９は図３に示すように、色分離回路１２１及び判定回路１２２を有する。色分離回路１２１は例えば、次の２つのステップからなる。すなわち、第１ステップでは注目画素のｍａｘ（ｃ−ｍ，ｍ−ｙ，ｙ−ｃ）を求め、この値がＴＨ４（閾値）よりも大きい場合、注目画素を有彩画素とする。第２ステップでは、注目ブロック（４×４画素）において上記有彩画素を計数し、この係数値が所定の閾値ＴＨ５よりも大きい場合、注目ブロックを色ブロックとする（ブロック単位の処理）。
【００３４】
判定回路１２２は、色分離回路１２１から得られた結果、網点分離結果メモリ１１２に格納された網点分離結果、エッジ分離結果１１４に格納されたエッジ分離結果（全てオン、オフ）を受けて、次のような判定を行う。すなわち、エッジ分離（オン）、網点分離（オフ）、色分離（オフ）により黒文字領域信号を発生し、エッジ分離（オン）、網点分離（オフ）、色分離（オン）により色文字領域信号を発生し、それ以外は全て絵柄領域信号を発生する。これらの領域信号がフィルタ回路１０５、ＵＣＲ回路１０７及び階調処理回路１０８に送られ、前記のように各領域に最適な処理を行う。
【００３５】
以上の構成において、以下本発明を説明する。
本実施形態における圧縮符号化法は上述のように、Ｉ，Ｑ信号については高周波ＨＬ，ＬＨ，ＨＨを全て破棄するサブサンプリングを行い、またＹ信号については高周波をベクトル量子化する方法である。
【００３６】
ところで、圧縮符号化により画像情報を削減する際、一般に削減により生じる劣化が最も目に付かない情報は交流成分、特に斜めのエッジに関する情報である。例えば、直流成分を削減すると、画像の色味が変化してしまう等の非常に大きな劣化が生じ、時には元画像が認識できなくなってしまうのに対し、交流成分を全て削除しても、単に解像度の落ちたぼやけた画像が得られるだけなので、交流成分を積極的に削減する方が目に見える画質劣化は少ない。また、交流成分のうちでも、縦エッジや横エッジを削減すると、文字のエッジ部に欠けやぼけ等が生じ、劣化が目に付くのに対し、斜めエッジの劣化は目につきづらい。
【００３７】
このような事情より、画像を圧縮する際には交流成分、特に斜めエッジを表すＨＨ係数をより削減して情報量を減らすことが一般に行われている。また、カラー画像の場合には輝度情報の方が色差情報よりも重要度は高く、従って、色差情報は輝度情報に比して大きく削減される。本実施形態における圧縮方式もこのような一般的手法に則ったものである。
【００３８】
このような事情より、一般に色差の斜めエッジ及び輝度の斜めエッジ（または色変換をしない圧縮符号化を用いる場合には各色の斜めエッジ）は圧縮符号化により劣化してしまう。すなわち、圧縮符号化により画像の斜め方向のエッジはだれてしまう。
【００３９】
一方、網点の像域分離は、一般に斜めエッジがだれると困難になってしまう。例えば上述の網点分離法は、「３×３画素ブロックにおいて中心画素の濃度レベルＬが周囲のすべての画素のそれよりも高い、あるいは低く、かつ、Ｌと中心画素を挟んで対角線に存在する対画素の濃度レベルａ，ｂが４対ともに｜２×Ｌ−ａ−ｂ｜＞ＴＨ３（閾値）である」ことを判定条件とするところ、斜めエッジのだれが生じると、明らかに｜２×Ｌ−ａ−ｂ｜がＴＨ３を超えにくくなってしまう。
【００４０】
このように、網点領域は斜めエッジを多く含んだ複雑なエッジ構造を持つ領域であるために、効率的な圧縮符号化を行った後に、網点領域を高精度に像域分離することは非常に難しい。
【００４１】
そこで本発明のように、圧縮符号化後に分離することが非常に困難な網点領域を圧縮前に予め分離し、その結果を分離メモリ１１２に記憶して置けば、上記の困難は解消され、効率的な圧縮を行いつつ、かつ高精度の像域分離を行うことが可能となる。
【００４２】
また同様な事情より、一般に色差・輝度の縦エッジや横エッジ（または色変換をしない圧縮符号化を用いる場合には各色の縦エッジや横エッジ）も圧縮符号化により劣化してしまう。縦エッジや横エッジの劣化は画質上目に付くために一般に斜めエッジよりは情報が多く割り当てられ、よって斜めエッジほどだれてしまうことはないが、やはり圧縮符号化により一般には縦エッジや横エッジもだれてしまう。
【００４３】
一方、エッジ分離は、エッジがだれると困難になってしまう。例えば、上述のエッジ分離法は、「入力画像データにエッジ強調を施した後、閾値ＴＨ１，ＴＨ２（ＴＨ１＞ＴＨ２）を用いて３値化（注目画素がＴＨ１よりも大きければ白画素、ＴＨ２よりも小さければ黒画素）し、３値化後の黒画素と白画素の連続性をパターンマッチングにより検出し、５×５画素のブロック内において黒連続画素及び白連続画素が１個以上存在する場合に注目画素をエッジ領域と判断し、それ以外は非エッジ領域と判断することで行う」ところ、エッジのだれが生じると３値化の結果に変化が生じ、黒画素、白画素と判断される画素が少なくなってしまう。
【００４４】
このように、圧縮符号化の際に交流成分を積極的に削減するという圧縮側の事情を考慮すれば、効率的な圧縮符号化を行った後にエッジ領域を高精度に像域分離することは難しい。
【００４５】
そこで本発明のように、圧縮符号化後に分離することが困難なエッジ領域を圧縮前に予め分離し、その結果を分離メモリ１１４に記憶しておけば、上記の困難は解消され、効率的な圧縮を行いつつ、かつ高精度の像域分離を行うことが可能となる。
【００４６】
本発明によれば、圧縮符号化を用いることでページメモリを削減することができ、メモリコストを低く抑えることができる。また、像域分離を圧縮符号化前に行い、結果をメモリに保存しておくことにより、圧縮符号化による誤分離に起因した画質の劣化を抑えることができる。さらに、圧縮符号化後の画像データでは分離が困難な像域分離のみを圧縮符号化前に行うことにより、必要以上に分離メモリを使用しなくて済むという利点を持つ。
【００４７】
また本発明によれば、圧縮符号化後の画像データでは高精度の分離が困難な網点分離を圧縮符号化前に行うことにより、誤分離を気にせずに効果的な圧縮符号化ができ、メモリコストが節減できるとともに高精度な像域分離が可能となる。
【００４８】
また本発明によれば、圧縮符号化後の画像データでは高精度の分離が困難なエッジ分離を圧縮符号化前に行うことにより、誤分離を気にせずに効果的な圧縮符号化ができ、メモリコストが節減できるとともに高精度な像域分離が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すカラー画像処理装置のブロック図である。
【図２】ハールウェーブレット変換方法を示す図である。
【図３】像域分離回路のブロック図である。
【符号の説明】
１０１  画像入力装置
１０２  圧縮伸長回路
１０３  ページメモリ
１０４  Ｌｏｇ変換回路
１０５  フィルタ回路
１０６  色補正回路
１０７  ＵＣＲ回路
１０８  階調処理回路
１０９  像域分離回路
１１０  画像出力装置
１１１  網点分離部
１１２  網点分離結果メモリ
１１３  エッジ分離部
１１４  エッジ分離結果メモリ
【図１】
0004116193.tif 000002
【図２】
0004116193.tif 000003
【図３】
0004116193.tif 000004