(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定画像から２値情報であるエッジ領域を第１の特徴量として検出する第１の特徴量検出手段と、前記所定画像からＮ（Ｎ＞２）値情報であるエッジ量を第２の特徴量として検出する第２の特徴量検出手段と、前記第２の特徴量を膨張処理する膨張処理手段と、前記第１の特徴量および膨張処理後の第２の特徴量を選択的に切り替えて生成した特徴量を第３の特徴量とする第３の特徴量検出手段と、前記第３の特徴量を用いて、前記所定画像に対して所定の処理を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
所定画像から２値情報であるエッジ領域を第１の特徴量として検出する第１の特徴量検出手段と、前記所定画像からＮ（Ｎ＞２）値情報であるエッジ量を第２の特徴量として検出する第２の特徴量検出手段と、前記第１の特徴量および第２の特徴量を重み付けして合成したものを第３の特徴量とする第３の特徴量検出手段と、前記第３の特徴量を用いて、前記所定画像に対して所定の処理を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
所定画像から２値情報であるエッジ領域を第１の特徴量として検出する第１の特徴量検出手段と、前記所定画像からＮ（Ｎ＞２）値情報であるエッジ量を第２の特徴量として検出する第２の特徴量検出手段と、前記第１の特徴量および第２の特徴量を選択的に切り替えて生成した特徴量を平滑化して第３の特徴量とする第３の特徴量検出手段と、前記第３の特徴量を用いて、前記所定画像に対して所定の処理を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
前記第３の特徴量検出手段は、前記第１の特徴量検出手段が前記第１の特徴量を検出したとき、前記第１の特徴量を選択し、前記第１の特徴量検出手段が前記第１の特徴量を検出しないとき、前記第２の特徴量を選択することを特徴とする請求項１または３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第３の特徴量検出手段が前記第１の特徴量を選択したとき、前記第３の特徴量が最大値をと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】
前記所定の処理は、墨生成処理、下色除去処理、擬似中間調処理、ガンマ補正処理の何れかであることを特徴とする請求項１、２または３記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像のエッジを検出し、エッジ部に対して最適な処理を施す画像処理装置に関し、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等に好適な技術である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルカラー複写機等のデジタルカラー画像処理装置では、スキャナにより原稿のＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）信号を反射率データとして読み取り、反射率データから濃度値への変換処理、色補正／墨生成／下色除去（以降、ＵＣＲと記す）を含む色処理においてＣ（Ｃｙａｎ），Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ），Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ），Ｋ（Ｂｌａｃｋ）の４色の記録色材に対応した画像データに変換し、擬似中間調処理、ガンマ補正処理を行った後、プリンタから画像を再生出力する。
【０００３】
文字、絵柄が混在する原稿では、それぞれに適した処理が異なるため、画像の各部位での特徴を識別処理し、識別信号を用いて処理を制御する装置もある。
【０００４】
上記した識別処理としては、像域分離がある。像域分離は、比較的広い領域の画素を参照し、黒文字エッジ、色文字エッジ、絵柄領域などを検出するものである。像域分離の結果を基に処理の制御を行うが、一般的に像域分離結果は０／１の２値情報であるため、急激な処理の切り換えによるデフェクトが発生し易い。以下、墨生成およびＵＣＲを例に従来技術の問題点を説明する。なお、墨生成では、Ｃ、Ｍ、Ｙ信号からＫ信号を生成し、下色除去処理では、Ｃ、Ｍ、Ｙ信号からＫ信号に見合った量（下色除去量Ｋ’）を減じる。
【０００５】
図１は、入力画像として、比較的低濃度の黒文字エッジを想定している（▲１▼）。像域分離において黒文字エッジと判定された箇所（▲２▼）は、Ｋ単色再生する。黒文字エッジでない文字内部は、ＣＭＹで再生する（ＫとＣＭＹは、それぞれ▲３▼と▲４▼の信号になる）。文字エッジ部をＫ単色再生するのは、文字周辺の色付きを防止するためであり、文字内部をＣＭＹ再生するのは、文字内部は絵柄部と同じ墨生成処理になるが、絵柄部ハイライトではＫ信号を入れると粒状感が増し好ましくないためである。しかし、例えば、▲５▼のようにＫ信号が左に色ずれしてプリンタ出力されると、分離境界で隙間ができ“ひび割れ”が発生する。紙白が隙間から見えるこの現象は、非常に目につき易く、大きなデフェクトである。像域分離は、誤分離時のデフェクトという根本的な問題もある。
【０００６】
像域分離以外の識別を行う装置として、例えば特公平７−１０８０１９号公報のように、多段階の特徴量を使用する装置がある。上記した公報の装置では、エッジ量および黒成分に応じて下色除去量を多段階に制御する。このように、特徴量を多値にして墨生成およびＵＣＲを多段階制御することにより、以下のようなメリットとデメリットがある。
【０００７】
図２は、図１と同様にグレーの低濃度文字エッジを入力画像とし（▲１▼）、多値の特徴量（▲２▼）で多段階制御するものである。ＫとＣＭＹはそれぞれ▲３▼と▲４▼のように滑らかに変化するため、図１の２値情報での制御で発生していたひび割れは、極端な色ずれが発生しない限り起こらない。しかし、▲５▼のようにＫ信号が右に色ずれすると、今度は文字エッジの外側に“色付き”が発生する。スキャナからの画像入力時に色ずれが大きい場合やＭＴＦ特性が悪い場合、特に細線に非常に目立つレベルの色付きが発生してしまう。
【０００８】
２値制御の像域分離と多段階制御の適応処理の両方を使用する装置もある（例えば、特開平１０−１７３９１６号公報を参照）。この装置では、誤分離によるデフェクトに着目し、分離で文字判定されにくい低ポイントの細い多角文字に対して、適応処理によって画質を補正している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した装置の適応処理は、像域分離が利かない文字エッジでの単なるアシストとして機能するのみで、像域分離が利く文字エッジ部で発生する“ひび割れ”に対しては何ら対処していない。
【００１０】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、“ひび割れ”が発生しないという適応処理の多段階制御のメリットと、“色付き”が発生しないという像域分離の２値制御のメリットの両方を生かした特徴量で所定の処理を制御する画像処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴量▲２▼は、図３に示すものである。すなわち、入力画像▲１▼の文字エッジ部では２値の特徴量を有し、その内側の文字内部では多値の特徴量を有し、全体として滑らかでジャンプのない多値特徴量である。図３の特徴量▲２▼は線形であるが、本発明の目的を満たすものであれば非線形であっても良い。本発明の適応処理は、単なるアシスト役にとどまらず、像域分離と相互に補い合って、多段階制御のメリットも十分に発揮する。
【００１２】
本発明は、墨処理および下色除去処理のみならず、ガンマ補正処理や擬似中間調処理に適用しても、同様に、文字処理の効果を十分に発揮しつつ、２値処理の切り換えにより発生するテクスチャ乱れ等のデフェクトを抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
図４は、本発明の実施例１の構成を示す。入力画像信号は、カラースキャナやネットワーク等のインターフェースを介して得たＲＧＢ信号であり、ここでは輝度信号から濃度信号に変換済み（０〜２５５）の値０が白、値２５５が黒である信号とする。
【００１４】
入力画像信号ＲＧＢのうちＧ信号を使用して、第１の特徴量検出手段１および第２の特徴量検出手段２は、それぞれ第１の特徴量Ｅ１および第２の特徴量Ｅ２を検出する。上記したＧ信号の代わりに、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）信号、またはＲＧＢ信号から得た明度信号等を使用して検出しても良い。
【００１５】
第３の特徴量検出手段３は、第１の特徴量および第２の特徴量から第３の特徴量Ｅ３を検出し、第３の特徴量を用いて、画像処理のうちの墨生成／下色除去部５を制御する。第１の特徴量Ｅ１は、像域分離によるエッジ領域であり、第２の特徴量Ｅ２は、エッジ量である。
【００１６】
像域分離によるエッジ領域検出は、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−ＤＩＩＮｏ．１  ｐｐ．３９−４７  １９９２年１月を参照）に記載された、「４．２  エッジ領域検出」方法を用いる。この方法は、入力画像データにエッジ強調を施した後、２種の固定閾値で３値化し、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って検出し、５×５画素のブロック内において黒連続画素および白連続画素が両者とも１個以上存在する場合、注目ブロックをエッジ領域と判定し、そうでなければ非エッジ領域と判定する。エッジ領域判定信号Ｅ１は、エッジ領域であれば１、非エッジ領域であれば０の１ビット信号とする。
【００１７】
エッジ量検出は、例えば、図５に示したブロック図で実現する。図５に示すエッジ量検出フィルタ（１）２１、エッジ量検出フィルタ（２）２２、エッジ量検出フィルタ（３）２３、エッジ量検出フィルタ（４）２４では、図６（ａ）〜（ｄ）の縦、横、斜めの４種類の７×７フィルタを使用して、マスキング処理を行う。それら４つの出力のうち絶対値化（２５〜２８）した絶対値が最大のものを最大値選択部２９で選択し、エッジ量Ｅ２’として出力する。エッジ量信号Ｅ２’は、０〜２５５（値が大きいほどエッジらしい）の８ビット信号とする。なお、このビット幅は、画質上でデフェクトがなければ少ないビット数でよい。
【００１８】
図８は、第１〜第３の特徴量の検出を示す。図８の▲４▼が第３の特徴量Ｅ３である。ここで、第３の特徴量検出の前に、第２の特徴量検出部２において、上記エッジ量信号Ｅ２’に対して図９の膨張処理３０を実施し、Ｅ２信号を作る。膨張処理は、例えば注目画素を中心とした５×５画素の中でＥ２’の最大値を注目画素のＥ２の値とする。参照画素サイズを変更することで、膨張量を調整することができ、５×５より大きくすれば膨張量はさらに大きくなる。
【００１９】
第１の特徴量Ｅ１および第２の特徴量Ｅ２から、次式により第３の特徴量Ｅ３を検出する。
Ｅ３＝２５５  ：Ｅ１＝１の場合
Ｅ３＝Ｅ２    ：Ｅ１＝０の場合
すなわち、Ｅ１＝１（２５５）のとき、第３の特徴量検出手段３は、Ｅ１つまり２５５を選択し、Ｅ１＝０のとき、Ｅ２を選択する。
【００２０】
上記したように第２の特徴量を膨張せずに上記算出式を適用すると、図７のように、第３の特徴量が大きなジャンプのある不連続度の高いものになり、画像のデフェクトを引き起こしてしまう。
【００２１】
墨生成／下色除去５では、第３の特徴量により、墨生成用のＫ信号と下色除去用のＫ’信号をそれぞれ多段階制御する。すなわち、第３の特徴量が最大のとき、墨生成用のＫ信号と下色除去用のＫ’信号を最大とし、第３の特徴量が小さくなるにつれてＫとＫ’が小さくなるように制御する。更には、色消し処理も含めて第３の特徴量で多段階制御することにより、色付きを抑制しかつデフェクトを抑制することにも有効である。
【００２２】
このように、本実施例によれば、第２の特徴量に対する膨張量を適度に調整することにより、大きなジャンプのないほぼ８ビットの第３の特徴量を検出することができる。また、Ｅ１＝１の場合にはＥ３が最大値（２５５）をとり、像域分離の２値情報が優先されるため、２値情報による制御の効果も維持することができる。第３の特徴量を墨生成および下色除去に適用することにより、色付き抑制という２値情報の効果と、ひび割れ抑制という多値情報の効果の両方を得ることができる。
【００２３】
（実施例２）
実施例２は、第３の特徴量に係る実施例である。図１０は、第１〜第３の特徴量検出を示す。▲４▼が、本実施例に係る第３の特徴量Ｅ３である。実施例２では、第１の特徴量Ｅ１および第２の特徴量Ｅ２から、次式により第３の特徴量Ｅ３を検出する。実施例２ではＥ２＝Ｅ２’（図５参照）とする。ただし、Ｅ２は膨張処理した信号でもよい。
Ｅ３＝（α×Ｅ１＋β×Ｅ２）／（α＋β），    α≧β
ここで、α、βは重み付けのパラメータであり、α＝βの場合に、Ｅ３はＥ１とＥ２の平均値になる。パラメータα、βは、Ｅ３が大きな値のジャンプを起こさない程度に調整する。実施例１では、第２の特徴量に対して工夫したが、本実施例のように、第３の特徴量を検出する段階でその検出方法を工夫するのも有効である。
【００２４】
（実施例３）
実施例３は、実施例２と同様に、第３の特徴量に係る実施例である。図１１は、第３の特徴量検出を示す。▲５▼が、本実施例に係る第３の特徴量Ｅ３である。図中、▲４▼のＥ３’は、図７の▲４▼の信号Ｅ３’である。
【００２５】
本実施例では、第１の特徴量Ｅ１と第２の特徴量Ｅ２から、まずＥ３’を作成し、Ｅ３’から第３の特徴量Ｅ３を作る。第３の特徴量検出は、Ｅ３’に対して図１２の平滑化フィルタでマスキング処理することにより、検出することができる。平滑化フィルタのパラメータやサイズを適当に調整し、Ｅ３が大きな値のジャンプを起こさないようにする。本実施例のように、第３の特徴量をいったん検出した後に加工するのも有効である。
【００２６】
（実施例４）
実施例４は、実施例２、３と同様に、第３の特徴量に係る実施例である。図１３は、第３の特徴量検出を示す。▲４▼−１および▲４▼−２が、本実施例に係る第３の特徴量Ｅ３である。
【００２７】
▲４▼−１に示す特徴量Ｅ３は、第１の特徴量Ｅ１から作成する。第１の特徴量がＥ１＝１である画素からの距離に応じて、特徴量Ｅ３が滑らかに変化している。実際に距離を算出して特徴量を作成してもよいし、第１の特徴量Ｅ１を膨張して膨張後の信号に対してエッジ量検出を行うことにより、▲４▼−１に示すような形状の特徴量を得ることができる。
【００２８】
一方、第２の特徴量Ｅ２は、別のモードで使用する。多くの複写機では、ユーザーが操作パネルで原稿種を選択し、原稿種に応じたモードで画像処理する機能を備えている。あるいはプレスキャンを行って自動で原稿種を認識してモード選択するものもある。例えば文字／写真モードと写真モードがある場合、文字／写真モードでは▲４▼−１の特徴量、写真モードではＥ３＝Ｅ２である▲４▼−２を使用し、ソフトな多段階制御を行う。本実施例のように、第３の特徴量を第１の特徴量から作成することも有効である。
【００２９】
（実施例５）
図１４は、実施例５の構成を示す。本実施例では、第３の特徴量Ｅ３を用いて中間調処理部６を多段階制御する。
【００３０】
適応中間調処理として、例えば、階調画像用の擬似中間調処理を２×１の万線ディザで行い、文字画像用の擬似中間調処理を１×１のディザで行い、両者の中間的な領域では、エッジ量に応じて２×１と１×１の間の処理を適応的に施す構成を採るものとすると、本発明の中間調処理の多段階制御としては、Ｅ３＝０のときは２×１の万線ディザで擬似中間調処理を行い、Ｅ３＝２５５のときは１×１のディザで擬似中間調処理を行い、０＜Ｅ３＜２５５のときはその中間の多段階制御を行う。
【００３１】
このように、本実施例によれば、第３の特徴量を中間調処理に適用することにより、文字エッジ部で十分な鮮鋭度が得られるという２値情報の効果と、処理の切り換えによるテクスチャ乱れがないという多値情報の効果の両方を得ることができる。
【００３２】
（実施例６）
図１５は、実施例６の構成を示す。本実施例では、第３の特徴量Ｅ３を用いてガンマ補正部７を多段階制御する。
【００３３】
適応γ補正として、例えば、階調処理用のγ補正テーブルとしてなだらかな形状のものを用意し、文字処理用のγ補正テーブルとして急峻な形状のものを用意し、両者の中間的な領域では、両者の中間的な形状のテーブルとして複数段階のものを用意し、エッジ量に応じて何れかのテーブルを選択する構成を採るものとすると、本発明のガンマ補正の多段階制御としては、Ｅ３＝０のときは最もなだらかな形状のγ補正テーブルを選択し、Ｅ３＝２５５のときは最も急峻な形状のγ補正テーブルを選択し、０＜Ｅ３＜２５５のときはその中間のγ補正テーブルを選択し、ガンマ補正を多段階に制御する。
【００３４】
このように、本実施例によれば、第３の特徴量をガンマ補正に適用することにより、文字エッジ部で十分なコントラストを確保できる２値情報の効果と、処理の切り換えによる文字エッジ部での不自然な縁取りが発生しないという多値情報の効果の両方を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
（１）２値情報である第１の特徴量とＮ（Ｎ＞２）値情報である第２の特徴量を基づいて概ねＮ値情報である第３の特徴量を検出し、第３の特徴量に応じて所定の処理を制御するため、２値制御による画質効果と多値制御による画質効果の両方が得られ、高画質な画像を再生することができる。
（２）第３の特徴量を検出する際、第１の特徴量を優先的に選択することから、２値情報による画質効果を失うことなく本発明の目的を達成することができる。（３）エッジ部での特徴量検出および特徴量に応じた処理制御を実施しているので、文字エッジでの画質を向上させることができる。
（４）第３の特徴量を文字エッジの内側において多段階で利かせることにより、デフェクト抑制という多値制御の効果を発揮することができる。
（５）第３の特徴量を墨生成や下色除去に適用することにより、色付き抑制という２値情報の効果と、ひび割れ抑制という多値情報の効果の両方が得られる。
（６）第３の特徴量を中間調処理に適用することにより、文字エッジ部で十分な鮮鋭度が得られるという２値情報の効果と、処理の切り換えによるテクスチャ乱れがないという多値情報の効果の両方が得られる。
（７）第３の特徴量をガンマ補正に適用することにより、文字エッジ部で十分なコントラストを確保できる２値情報の効果と、処理の切り換えによる文字エッジ部での不自然な縁取りが発生しないという多値情報の効果の両方が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の問題点（ひび割れ）を説明する図である。
【図２】従来技術の問題点（色付き）を説明する図である。
【図３】本発明によって生成される特徴量の特性を示す。
【図４】本発明の実施例１の構成を示す。
【図５】エッジ量検出のための構成を示す。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、エッジ量検出フィルタを示す。
【図７】第２の特徴量を膨張処理しない場合の第３の特徴量を示す。
【図８】第２の特徴量を膨張処理した場合の第３の特徴量を示す。
【図９】膨張処理部の構成を示す。
【図１０】実施例２に係る第３の特徴量を示す。
【図１１】実施例３に係る第３の特徴量を示す。
【図１２】平滑化フィルタを示す。
【図１３】実施例４に係る第３の特徴量を示す。
【図１４】本発明の実施例５の構成を示す。
【図１５】本発明の実施例６の構成を示す。
【符号の説明】
１  第１の特徴量検出手段
２  第２の特徴量検出手段
３  第３の特徴量検出手段
４  色補正部
５  墨生成／下色除去部
６  中間調処理部
７  ガンマ補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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