(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理方法において、
前記黒生成下色除去処理で下色除去された下色除去量の信号量に、１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理方法において、
前記黒生成下色除去処理で下色除去された後の各色成分の信号量であり各彩度成分を表す信号量の、前記入力画像データの各色成分の信号量に対する割合に、該各色成分の信号量に基づく１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
前記下色除去された下色除去量の信号量に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従う請求項１又は２記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記入力画像データを、文字領域、網点領域及び写真領域を含む複数の領域に識別し、識別した領域に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従う請求項１〜３の何れか１項に記載の画像処理方法。
【請求項５】
複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理装置において、
前記黒生成下色除去処理で下色除去された下色除去量の信号量に、１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理装置において、
前記黒生成下色除去処理で下色除去された後の各色成分の信号量であり各彩度成分を表す信号量の、前記入力画像データの各色成分の信号量に対する割合に、該各色成分の信号量に基づく１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
前記下色除去された下色除去量の信号量に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定する第１判定手段を更に備え、該第１判定手段が判定した結果に従うべくなしてある請求項５又は６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記入力画像データを、文字領域、網点領域及び写真領域を含む複数の領域に識別する領域識別手段と、該領域識別手段が識別した結果に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定する第２判定手段とを更に備え、該第２判定手段が判定した結果に従うべくなしてある請求項５〜７の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
請求項５〜８の何れか１項に記載された画像処理装置を備え、該画像処理装置が処理した画像データに基づき、画像を形成すべくなしてあることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ等のカラー画像入力装置により読み取られた、複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理方法、その画像処理方法を実行する画像処理装置、及びその画像処理装置を備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルカラー複写機及びカラープリンタ等のカラー画像形成装置においては、通常、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及び黒Ｋの４色の色材を用いてフルカラー画像を形成している。原理的には、Ｃ，Ｍ，Ｙ３色の色材を用いてフルカラー画像を形成することは可能であるが、ＣＭＹ３色で表現された黒が、多少着色された不完全な黒となる為、高濃度の黒を表現することが出来ない為、及び各色の位置ずれが生じると、黒領域の周囲に色にじみが発生する為、黒Ｋの色材も用いている。
【０００３】
Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色の色材を用いてフルカラー画像を形成する場合、図４（ａ）に示すような元データに対して、図４（ｂ）に示すように、ＣＭＹ３色の各信号値の内の最小レベルの信号値（ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）；ＭＩＮ信号）に係数α（＜１）を掛けたα×ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、ＣＭＹ各色のグレイ（灰色）の色成分と見做して、ＣＭＹ各色の各信号値から除去する下色除去（Under Color Removal ：ＵＣＲ）を行い、下色除去した信号値に見合う黒Ｋを加えることで、ＣＭＹ３色の色材を用いた場合と同一の色再現を得ようとする黒生成下色除去処理が行われている。
【０００４】
下色除去処理としては、上述したＭＩＮ信号の一部ではなく全部を除去する方法もある。また、黒生成処理としては、ＭＩＮ信号に応じて最適な黒Ｋの生成量を予め求めておき、そのＭＩＮ信号と黒Ｋの生成量との対応関係を示すテーブルを作成し、作成したテーブルからＭＩＮ信号に応じた黒Ｋの生成量を読み出す方法、及びニューラルネットワーク等の、画像出力装置の特性を示すモデルと、再現する目標色の明度や彩度とから最適な黒Ｋの生成量を求める方法がある。明度や彩度から黒Ｋの生成量を求める場合、彩度が高ければ黒Ｋの生成量を小さくし、明度が低ければ黒Ｋの生成量を大きくする。
【０００５】
このように、黒色を利用することにより、無彩色の色調が安定する、低明度部での色再現域が広くなる、また、トナーやインク等の色材の消費量を抑制出来る等の利点がある。
しかし、下色除去処理を行うだけでは、有彩色部で彩度が低下するという問題がある。図６に示すように、下色除去処理は、ＣＭＹ各色の成分からグレイの色成分を除去するものであり、その除去した後の各成分に黒Ｋの成分を加えたＣＭＹＫ４色で目標色を再現する。電子写真やインクジェットプリンタの場合、トナーやインクによって作られるドットが、図７（ａ）に示すように、重なっていなければ問題はないが、実際に出力されるドットは、図７（ｂ）に示すように、黒ＫのドットとＣＭＹ各色のドットとがずれ、それらの重なりが生じる。その為、ＣＭＹ各色のグレー成分を含まないドットの一部に、黒Ｋのドットが重なり、彩度が低下してしまう。
【０００６】
このような問題を解決する為に、図５（ａ）に示すような黒生成下色除去処理が行われたデータに対して、図５（ｂ）に示すように、ＣＭＹ各色の成分を増加させることで彩度を高くする下色追加（Under Color Addition；ＵＣＡ）処理が行われる。
特公平６−４４８０１号公報には、ＣＭＹ各色の成分からそれらの最小値に相当する量を減算して下色除去処理を行い、次いで、ＣＭＹ各色の成分の最小値に基づいて黒Ｋの成分量を決定して黒生成処理を行い、下色除去処理されたＣＭＹ各色の成分に、生成された黒Ｋの成分量に応じて下色追加することにより、ＣＭＹ各色の成分を強調して補正する下色除去装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した下色除去装置では、生成された黒Ｋの成分量に応じて下色除去処理されたＣＭＹ各色の成分量に対して下色追加する為、例えば、８ビット信号の場合、黒Ｋの成分量又は下色除去処理されたＣＭＹ各色の成分量によっては、上限値２５５を超えることがある。
【０００８】
例えば、ＣＭＹ各色の成分の最小値の信号レベルが１０以上であるとき、ＣＭＹ各色の成分量からそれらの最小値を減算する下色除去処理を行うとする。
ＣＭＹ各色の成分量が２５０，２５０，１００である場合、黒Ｋの生成量をＣＭＹ各色の成分の最小値に基づいて０．８×（１００−１０）＝７２とし、下色除去後のＣＭＹ各色の成分量に１＋（Ｋ／１００）を乗算するように（ここでは、Ｋを黒生成量とする）、黒生成量に基づいた下色追加処理を行うと、ＣＭＹ各色の成分量の内、最大値を取るＣまたはＭの成分量は、（２５０−１００）×（１＋（７２／１００））＝２５８となり、２５５を超えることになる。その為、このような場合に備えて、最大値が２５５を超えているか否かを確認する手段が更に必要となる。
【０００９】
また、上述した下色除去装置では、ＣＭＹ各色の成分の最小値の１００％を減算する下色除去処理を行っているが、それとは別に、下色除去率を１００％未満にすると、ＣＭＹ各色の成分の減少量が小さくなり、これに下色追加処理を行うと、下色追加処理後のＣＭＹ各色の成分量が上限値２５５を超えてしまったり、ＣＭＹ各色の成分の減少量に対して、下色追加量が大きくなり過ぎる場合がある。その為、最大値が上限値２５５を超えているか否かをチェックし、上限値以下に切り下げる手段が必要となったり、下色追加量が大きくなり過ぎた場合、再現される色と元画像の色との差が大きくなり、再現画像の画質が低下するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、下色追加処理後の画像データの値が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、黒生成下色除去により生じる彩度低下を抑制することが出来る画像処理方法を提供することを目的とする。
本発明は、また、下色追加処理後の画像データの値が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、黒生成下色除去により生じる彩度低下を抑制することが出来る画像処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、また、下色追加処理後の画像データの値が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、黒生成下色除去により生じる彩度低下を抑制することが出来る画像処理装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像処理方法は、複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理方法において、前記黒生成下色除去処理で下色除去された下色除去量の信号量に、１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
この画像処理方法では、黒生成下色除去処理で下色除去された下色除去量の信号量に、１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理を行うので、下色追加後の信号量が出力画像データのレベル範囲（８ビットの場合０〜２５５）の上限値を超えないように、比例係数を設定することが出来、下色追加量が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、出力画像データの彩度の低下を抑制することが出来る。
【００１３】
また、本発明に係る画像処理方法は、複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理方法において、前記黒生成下色除去処理で下色除去された後の各色成分の信号量であり各彩度成分を表す信号量の、前記入力画像データの各色成分の信号量に対する割合に、該各色成分の信号量に基づく１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理を行うことを特徴とする。
【００１４】
この画像処理方法では、黒生成下色除去処理で下色除去された後の各色成分の信号量であり各彩度成分を表す信号量の、入力画像データの各色成分の信号量に対する割合に、各色成分の信号量に基づく１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理を行うので、元の入力画像データの特性に応じて彩度を強調して、彩度低下をより効果的に抑制することが出来る。
【００１５】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記下色除去された下色除去量の信号量に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従うことを特徴とする。
【００１６】
下色除去量が小さい場合には、彩度の補正量も小さくなり、殆ど影響がない。この画像処理方法では、下色除去された下色除去量の信号量に基づき、下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従うので、下色追加を行う必要がない場合、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る。
【００１７】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記入力画像データを、文字領域、網点領域及び写真領域を含む複数の領域に識別し、識別した領域に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従うことを特徴とする。
【００１８】
文字領域、補正処理された色にじみ領域等の無彩色領域と識別された領域では、下色追加を行って彩度を強調する必要がない。この画像処理方法では、入力画像データを、文字領域、網点領域及び写真領域を含む複数の領域に識別し、識別した領域に基づき、下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従うので、下色追加を行う必要がない領域では、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る。
【００１９】
また、本発明に係る画像処理装置は、複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理装置において、前記黒生成下色除去処理で下色除去された下色除去量の信号量に、１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
この画像処理装置では、複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う。下色追加処理手段が、黒生成下色除去処理で下色除去された下色除去量の信号量に、１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号にそれぞれ追加する。
これにより、下色追加後の信号量が出力画像データのレベル範囲（８ビットの場合０〜２５５）の上限値を超えないように、比例係数を設定することが出来、下色追加量が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、出力画像データの彩度の低下を抑制する画像処理装置を実現することが出来る。
【００２１】
また、本発明に係る画像処理装置は、複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う画像処理装置において、前記黒生成下色除去処理で下色除去された後の各色成分の信号量であり各彩度成分を表す信号量の、前記入力画像データの各色成分の信号量に対する割合に、該各色成分の信号量に基づく１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、前記黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号に、それぞれ追加する下色追加処理手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
この画像処理装置では、複数の色成分信号を含む入力画像データを、黒を含む複数の色成分信号からなる出力画像データに変換する黒生成下色除去処理を行う。下色追加処理手段が、黒生成下色除去処理で下色除去された後の各色成分の信号量であり各彩度成分を表す信号量の、入力画像データの各色成分の信号量に対する割合に、各色成分の信号量に基づく１以下の正の各所定係数を各乗算した信号量を、黒生成下色除去処理が行われた出力画像データの各色成分信号にそれぞれ追加する。
これにより、元の入力画像データの特性に応じて彩度を強調して、彩度低下をより効果的に抑制する画像処理装置を実現することが出来る。
【００２３】
また、本発明に係る画像処理装置は、前記下色除去された下色除去量の信号量に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定する第１判定手段を更に備え、該第１判定手段が判定した結果に従うべくなしてあることを特徴とする。
【００２４】
下色除去量が小さい場合には、彩度の補正量も小さくなり、殆ど影響がない。この画像処理装置では、第１判定手段が、下色除去された下色除去量の信号量に基づき、下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従うので、下色追加を行う必要がない場合、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る画像処理装置を実現することが出来る。
【００２５】
また、本発明に係る画像処理装置は、前記入力画像データを、文字領域、網点領域及び写真領域を含む複数の領域に識別する領域識別手段と、該領域識別手段が識別した結果に基づき、前記下色追加処理を行うべきか否かを判定する第２判定手段とを更に備え、該第２判定手段が判定した結果に従うべくなしてあることを特徴とする。
【００２６】
文字領域、補正処理された色にじみ領域等の無彩色領域と識別された領域では、下色追加を行って彩度を強調する必要がない。この画像処理装置では、領域識別手段が、入力画像データを、文字領域、網点領域及び写真領域を含む複数の領域に識別し、第２判定手段が、その識別した領域に基づき、下色追加処理を行うべきか否かを判定し、判定した結果に従うので、下色追加を行う必要がない領域では、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る。
【００２７】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像処理装置の何れかを備え、該画像処理装置が処理した画像データに基づき、画像を形成すべくなしてあることを特徴とする。
【００２８】
この画像形成装置では、本発明に係る画像処理装置の何れかを備え、画像処理装置が処理した画像データに基づき、画像を形成するので、下色追加後の信号量が出力画像データのレベル範囲（８ビットの場合０〜２５５）の上限値を超えないように、比例係数を設定することが出来、下色追加量が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、出力画像データの彩度の低下を抑制し品質の良い画像を出力する画像形成装置を実現することが出来る。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る画像処理方法、画像処理装置及び画像形成装置の実施の形態１の要部構成を示すブロック図である。
この画像形成装置は、スキャナで構成されたカラー画像入力装置１において、原稿からの反射光像がＲ，Ｇ，Ｂ（Ｒ；Red , Ｇ；Green ，Ｂ；Blue）のアナログ信号として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）により読み取られる。
【００３０】
カラー画像入力装置１のＣＣＤにより読み取られた画像データは、画像処理装置２を構成するＡ／Ｄ変換部１０、シェーディング補正部１１、入力階調補正部１２、領域識別処理部１３、色補正部１４、黒生成下色除去部１５、下色追加部１６、空間フィルタ処理部１７、出力階調補正部１８及び階調再現処理部１９により順次処理され、一旦、記憶部２０に記憶された後、ＣＭＹＫのディジタルカラー信号として、カラー画像出力装置３へ出力される。
【００３１】
Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換部１０は、ＲＧＢのアナログ信号をディジタル信号に変換してシェーディング補正部１１に与え、シェーディング補正部１１は、与えられたＲＧＢのディジタル信号から、カラー画像入力装置１の照明系、結像系及び撮像系で生じた各種の歪みを取り除く補正を行い、補正したＲＧＢのディジタル信号を入力階調補正部１２に与える。
【００３２】
入力階調補正部１２は、与えられたＲＧＢのディジタル信号のカラーバランスを整えると共に、濃度信号等、画像処理装置２で採用されている画像処理システムが扱い易い信号に変換し、領域識別処理部１３に与える。
領域識別処理部（領域識別手段）１３は、文字領域、網点領域及び写真領域が混在する原稿に対して、各領域を識別する処理を行い、注目画素が何れの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部１５、下色追加部１６、空間フィルタ処理部１７及び階調再現処理部１９に与えると共に、入力階調補正部１２から与えられたＲＧＢのディジタル信号をそのまま色補正部１４に与える。
領域識別処理部１３には、有彩色判定部１３ａ、エッジ処理部１３ｂ及び近傍画素判定部１３ｃが内蔵されており、領域識別処理により文字領域と判別された領域に対して黒文字領域なのか色にじみ領域であるのかの識別処理を行う。
【００３３】
入力画像データを文字領域、網点領域及び写真領域に識別する方法としては、例えば、「画像電子学会研究会予稿  ９０−０６−０４」に記載されている方法を用いることが出来る。
この方法では、注目画素を中心としたＭ×Ｎ（Ｍ，Ｎは自然数）画素のブロック内で、以下のような判定を行い、その判定結果を注目画素の領域識別信号とする。
ブロック内の中央の９画素に対して、信号レベルの平均値Ｄave を求め、その平均値を用いてブロック内の各画素を２値化する。また、最大画素信号レベルＤmax 、最小画素信号レベルＤmin も同時に求める。
【００３４】
（網点領域）
網点領域では、小領域における画像信号の変動が大きいこと、及び背景に比べて濃度が高いことを利用して、網点領域を識別する。２値化されたデータに対して主走査方向及び副走査方向で、それぞれ０から１への変化点数、及び１から０への変化点数を求めて、それぞれＫH ，ＫV とし、所定のそれぞれの閾値ＴH ，ＴV と比較して、両者が共にそれぞれの閾値を上回ったら網点領域とする。
【００３５】
また、背景との誤判定を防ぐ為に、先に求めた平均値Ｄave 、最大画素信号レベルＤmax 及び最小画素信号レベルＤmin を使用して、所定の閾値Ｂ1 ，Ｂ2 と比較する。
Ｄmax −Ｄave ＞Ｂ1   かつ  Ｄave −Ｄmin ＞Ｂ2   かつ  ＫH ＞ＴH   かつ  ＫV ＞ＴV   であれば網点領域であり、この条件を満たさなければ非網点領域である。
非網点領域と識別された領域は、以下のように、文字領域及び写真領域に識別される。
【００３６】
（文字領域、写真領域）
文字領域では、最大信号レベルＤmax と最小信号レベルＤmin との差が大きく、濃度も高いと考えられるから、文字領域の識別を以下のように行う。
先に識別された非網点領域において、先に求めていた最大信号レベルＤmax 、最小信号レベルＤmin 及びそれらの差分Ｄsub を、所定のそれぞれの閾値ＰA ，ＰB ，ＰC と比較し、何れか１つが上回ったならば文字領域、何れも上回らなければ写真領域とする。
Ｄmax ＞ＰA   または  Ｄmin ＞ＰB   または  Ｄsub ＞ＰC   であれば文字領域であり、この条件を満たさなければ写真点領域である。
【００３７】
上述した方法により文字領域と識別された領域については、更に、黒文字領域であるのか色にじみ領域であるのかの識別を行う（詳細は特願平１１−３４２５８６を参照）。
色にじみ領域は、黒文字のエッジの外側に生じる為、文字領域とその近傍画素（例えば数画素程度）を含めた領域に対して、以下の条件を用いて識別する。即ち、注目画素が有彩色であること、注目画素がエッジであること、及び注目画素の周囲の画素の何れかに黒文字領域の画素があること、の３つの条件を満たすものを色にじみ領域と識別する。この３つの条件は、それぞれ有彩色判定部１３ａ、エッジ処理部１３ｂ及び近傍画素判定部１３ｃにおいて識別される。
【００３８】
有彩色判定部１３ａでは、図９に示すように、ＣＭＹ信号の最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの差が所定の閾値Δを超えた場合に有彩色であると判定し、閾値Δを超えない場合に無彩色であると判定する。
エッジ処理部１３ｂでは、図８に示すような、注目画素を中心とした例えば３×３の領域のゾーベルフィルタを使用する。図８（ａ）は縦方向、（ｂ）は横方向のエッジを検出する為のものであり、これらのゾーベルフィルタを注目画素に適用して求められた値の和が、予め定めてある閾値を超えた場合に、エッジであると判定する。
【００３９】
近傍画素判定部１３ｃでは、図１０に示すような注目画素の近傍８画素に、黒文字領域の画素が存在するか否かを判定する為に、有彩色判定部１３ａと同様の有彩色／無彩色の判定を、近傍８画素に対して行い、何れか１つの画素でも無彩色の画素であるならば、注目画素は色にじみであると判定する。
【００４０】
色補正部１４は、与えられたＲＧＢのディジタル信号から、色再現の忠実化実現の為に、不要吸収成分を含むＣＭＹ（Ｃ；シアン、Ｍ；マゼンタ、Ｙ；イエロー）色材の分光特性に基づく色濁りを取除く補正処理を行い、補正後のＣＭＹの３信号を黒生成下色除去部１５に与える。
色濁りを取除く補正処理としては、変換行列を作成する方法、ニューラルネットワークを用いてＲＧＢとＣＭＹとの関係を記述するモデルを作成し、各ＲＧＢ値に対するＣＭＹ値をルックアップテーブル（参照テーブル）として持つ方法等がある。
【００４１】
変換行列を作成する方法は、ＲＧＢからＣＭＹへの変換を、（１）式のような行列演算を用いて実現する。
【００４２】
【数１】
0003770802.tif 000002
【００４３】
主要なＣＭＹ値の組合せをカラー画像出力装置３に与えてカラーパッチを出力させ、それをカラー画像入力装置１で読み込み、対応するＣＭＹ値とＲＧＢ値とを求める。これらの関係を満足する定数ａ１１〜ａ３３及び定数ｂ１〜ｂ３を最小二乗法で求める。より忠実な色再現を求める場合には、ＲＧＢの２次以上のより高次の項を含めれば良い。
【００４４】
ルックアップテーブルを用いる方法は、上述した変換行列を求めて、入力画像データのＲＧＢに対して出力されるＣＭＹの値を予め求めておき、ルックアップテーブルとして記憶しておく方法、対応するＣＭＹとＲＧＢとの関係を変換行列ではなく、ニューラルネットワークに学習させ、このニューラルネットワークを用いてルックアップテーブルを作成する方法等がある。
【００４５】
黒生成下色除去部（黒生成下色除去手段）１５は、与えられたＣＭＹの３信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成処理を行い、元のＣＭＹ信号から、生成したＫ信号に基づく信号量を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成して、生成したＫ信号及び新たなＣＭＹ信号を下色追加部１６に与える。
図２は、黒生成下色除去部１５の内部構成を示すブロック図である。
黒生成下色除去部１５は、色補正部１４から入力されたＣＭＹの各信号Ｃin，Ｍin，Ｙinが、最小値検出部１５ａに与えられ、最小値検出部１５ａで検出された、各信号Ｃin，Ｍin，Ｙinの最小値であるＭＩＮ信号が黒生成部１５ｃに与えられる。黒生成部１５ｃは、与えられたＭＩＮ信号に基づいて黒Ｋの成分信号Ｋout を作成し、下色追加部１６を介して空間フィルタ処理部１７に与える。
【００４６】
ＣＭＹの各信号Ｃin，Ｍin，Ｙin及びＭＩＮ信号は、下色除去部１５ｂ及び黒生成下色除去部１５後段の下色追加部１６にも与えられ、下色除去部１５ｂは、与えられたＣＭＹの各信号Ｃin，Ｍin，Ｙin及びＭＩＮ信号に基づき、下色除去処理を行い、下色除去処理後のＣＭＹの各信号Ｃucr ，Ｍucr ，Ｙucr 、及び下色除去量を示すＵＣＲ信号を下色追加部１６に与える。
下色追加部１６（下色追加処理手段）は、与えられたＣＭＹの各信号Ｃin，Ｍin，Ｙin、ＭＩＮ信号、下色除去処理後のＣＭＹの各信号Ｃucr ，Ｍucr ，Ｙucr 及びＵＣＲ信号に基づいて、下色追加処理を行い、下色追加処理後のＣＭＹの各信号Ｃout ，Ｍout ，Ｙout を空間フィルタ処理部１７に与える。
【００４７】
空間フィルタ処理部１７は、与えられたＣＭＹＫ信号の画像データに対して、ディジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって、出力画像のぼやけや粒状性による劣化を防ぐ処理を行い、処理後のＣＭＹＫ信号を出力階調補正部１８に与える。
出力階調補正部１８は、与えられたＣＭＹＫ信号をカラー画像出力装置３の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行った後、処理後のＣＭＹＫ信号を階調再現処理部１９に与える。
階調再現処理部１９は、与えられたＣＭＹＫ信号を最終的に画素に分離し、それぞれの階調を再現出来るように処理する階調再現処理（中間調生成）を行う。
【００４８】
文字及び写真混在原稿における特に黒文字又は色文字の再現性を高める為に、領域識別処理部１３において、黒文字（場合によっては色文字も含む）として識別された画像領域は、空間フィルタ処理部１７により、空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理で高周波数の強調量が大きくされる。また、階調再現処理部１９では、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの２値化又は多値化処理が選択出来るように構成されている。
【００４９】
一方、領域識別処理部１３において、網点として識別された画像領域は、空間フィルタ処理部１７により、入力網点成分を除去する為に、ローパスフィルタ処理が施される。また、階調再現処理部１９では、階調再現性を重視したスクリーンでの２値化又は多値化処理が行われる。
【００５０】
上述した各処理が施された画像データは、一旦、記憶部２０に記憶され、所定のタイミングで読出されてカラー画像出力装置３に与えられる。
この画像出力装置としては、画像データを記録媒体（例えば紙等）上に出力するもので、例えば、電子写真式やインクジェット方式を用いたカラー画像出力装置等を挙げることが出来るが、特に限定されるものではない。
【００５１】
以下に、このような構成の画像処理装置２及び画像形成装置の動作を説明する。
この画像形成装置では、カラー画像入力装置１において、原稿からの反射光像がＲ，Ｇ，Ｂの各アナログ信号として、ＣＣＤにより読み取られ、画像処理装置２を構成するＡ／Ｄ変換部１０に与えられる。
Ａ／Ｄ変換部１０は、与えられたＲＧＢの各アナログ信号をディジタル信号に変換してシェーディング補正部１１に与える。
シェーディング補正部１１は、与えられたＲＧＢのディジタル信号から、カラー画像入力装置１の照明系、結像系及び撮像系で生じた各種の歪みを取り除く補正を行い、補正したＲＧＢのディジタル信号を入力階調補正部１２に与える。
【００５２】
入力階調補正部１２は、与えられたＲＧＢのディジタル信号のカラーバランスを整えると共に、濃度信号等、画像処理装置２で採用されている画像処理システムが扱い易い信号に変換し、領域識別処理部１３に与える。
領域識別処理部１３は、文字領域、網点領域及び写真領域が混在する原稿に対して、各領域を識別する処理を行い、ＲＧＢのディジタル信号からなる注目画素が何れの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部１５、下色追加部１６、空間フィルタ処理部１７及び階調再現処理部１９に与えると共に、入力階調補正部１２から与えられたＲＧＢのディジタル信号をそのまま色補正部１４に与える。
【００５３】
色補正部１４は、与えられたＲＧＢのディジタル信号から、色再現の忠実化実現の為に、不要吸収成分を含むＣＭＹ色材の分光特性に基づく色濁りを取除く補正処理を行い、補正後のＣＭＹの３信号を黒生成下色除去部１５に与える。
黒生成下色除去部１５は、与えられたＣＭＹの３信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成処理を行い、元のＣＭＹ信号から、生成したＫ信号に基づく信号量を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成し、生成したＫ信号及び新たなＣＭＹ信号を下色追加部１６に与える。
下色追加部１６は、与えられたＣＭＹの各信号、ＭＩＮ信号、下色除去処理後のＣＭＹの各信号及びＵＣＲ信号に基づいて、下色追加処理を行い、下色追加処理後のＣＭＹの各信号を空間フィルタ処理部１７に与える。
【００５４】
空間フィルタ処理部１７は、与えられたＣＭＹＫ信号の画像データに対して、ディジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって、出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐ処理を行い、処理後のＣＭＹＫ信号を出力階調補正部１８に与える。
出力階調補正部１８は、与えられたＣＭＹＫ信号をカラー画像出力装置３の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行った後、処理後のＣＭＹＫ信号を階調再現処理部１９に与える。
【００５５】
階調再現処理部１９は、与えられたＣＭＹＫ信号を最終的に画素に分離し、それぞれの階調を再現出来るように処理する階調再現処理を行う。
階調再現処理部１９が、画素に分離し、階調再現処理を行ったＣＭＹＫ信号である画像データは、一旦、記憶部２０に記憶され、所定のタイミングで読出されてカラー画像出力装置３に与えられる。
【００５６】
ここで、黒生成下色除去部１５及びその後段の下色追加部１６では、ＣＭＹの各信号をＣｉｎ，Ｍｉｎ，Ｙｉｎ、下色除去処理後のＣＭＹの各信号をＣｕｃｒ，Ｍｕｃｒ，Ｙｕｃｒ、下色追加処理後のＣＭＹの各信号をＣｏｕｔ，Ｍｏｕｔ，Ｙｏｕｔとすると、
Ｃｏｕｔ＝Ｃｕｃｒ＋β０ｃＵ
Ｍｏｕｔ＝Ｍｕｃｒ＋β０ｍＵ        （２）
Ｙｏｕｔ＝Ｙｕｃｒ＋β０ｙＵ
となるように演算を行う。ここで、β０ｃ，β０ｍ，β０ｙ は、０＜β０ｃ，β０ｍ，β０ｙ≦１を充たす係数であり、Ｕは、下色除去処理で減算される下色除去量（ＵＣＲ信号）である。
（２）式のように、下色追加処理において、下色除去量Ｕに比例した量を加算することにより、下色追加後の信号が出力画像データの範囲（８ビットの場合、０〜２５５）の上限値２５５を超えないように、係数β０ｃ，β０ｍ，β０ｙを設定することが出来る。
【００５７】
例えば、入力されたＣＭＹ信号Ｃin，Ｍin，Ｙinの内、Ｃinが最小値を取るとすると、最小値検出部１５ａ（図２）で検出された最小値である信号ＣinがＭＩＮ信号となって、下色除去部１５ｂに与えられる。
下色除去部１５ｂは、与えられたＣＭＹの各信号Ｃin，Ｍin，Ｙinから、ＭＩＮ信号に基づく量を減算する。このとき、ＵＣＲ信号Ｕは、Ｕ＝Ｃin−Ｃucr と表すことが出来る。ここで、Ｕ＝α×ｍｉｎ（この場合、Ｕ＝α×Ｃin）となっており、α（０≦α≦１）は係数であり、ｍｉｎはＭＩＮ信号値を表す。
【００５８】
黒生成部１５ｃは、ＭＩＮ信号を入力とし、黒Ｋの成分信号Ｋout を出力とするルックアップテーブルを有しており、ルックアップテーブルから読み出すことにより、黒Ｋの成分信号Ｋout を作成し、空間フィルタ処理部１７に与える。
また、下色除去部１５ｂは、ＭＩＮ信号を入力とし、下色除去量Ｕ（ＵＣＲ信号）を出力とするルックアップテーブルを有しており、ルックアップテーブルから読み出すことにより、下色除去を行う（黒Ｋの成分信号Ｋout 及び下色除去量Ｕは、別の関数で独立に定められる）。
ルックアップテーブルの数値は、様々な値でサンプルを出力評価する等の実験により、予め求めておく。
【００５９】
下色追加部１６は、黒生成処理及び下色除去処理により低下した彩度を補う為に、ＣＭＹの各信号から下色除去された量（Ｕ）の範囲内で、ＣＭＹの各信号に戻す処理を行う。（２）式のように、下色追加処理において、下色除去量Ｕに比例した量を加算することにより、下色追加後の信号が出力画像データの範囲（８ビットの場合、０〜２５５）の上限値２５５を超えないように、係数β０c ，β０m ，β０y を設定することが出来る。即ち、係数β０c ，β０m ，β０y は１以下であり、補正量を加算しても、下色除去処理前の信号値を超えることはない。
【００６０】
従って、下色追加部１６の後段に、下色追加部１６の出力値が上限値２５５を超えているか否かを確認する為の手段を設けることなく、下色追加処理による下色追加量が多くなり過ぎるのを防ぎながら、黒生成下色除去により生じる彩度低下を抑制することが出来る。（請求項１）
【００６１】
図３は、黒生成下色除去部１５及び下色追加部１６の動作を示すフローチャートである。黒生成下色除去部１５は、画素毎に、最小値検出部１５ａにおいて、最小値を検出し（Ｓ２）、下色除去部１５ｂにおいて、最小値を用いて下色除去部処理を行う（Ｓ４）。
次に、下色追加部１６は、与えられた下色除去部処理における下色除去量（ＵＣＲ量）が所定の閾値Ｔｈより大であるか否かを判定し（Ｓ６）、下色除去量が閾値Ｔｈより大であれば、その画素に下色追加処理を実行する（Ｓ８）。下色除去量が閾値Ｔｈより大でなければ、その画素に下色追加処理を実行しない。（請求項３）
尚、Ｓ６の判定は、下色追加部１６に備えられる、判定部１６ａ（第１判定手段）にて行われる。
【００６２】
上述した下色追加部１６における下色追加処理では、その下色追加量は、黒生成下色除去部１５における下色除去処理の下色除去量に比例している為、下色除去量が小さければ、下色追加量は微々たるものとなる。従って、下色除去量が閾値Ｔｈ（例えば、Ｔｈ＝１０）より大きい画素には、下色追加処理を実行して、下色追加処理後の信号Ｃout ，Ｍout ，Ｙout を出力し、下色除去量が閾値Ｔｈより小さい画素には、下色追加処理を実行せず、そのまま、下色除去処理後の信号Ｃucr ，Ｍucr ，Ｙucr を、信号Ｃout ，Ｍout ，Ｙout として出力する。
これにより、余分な処理を省略し、処理速度を速くすることが出来る。
【００６３】
領域識別処理部１３は、与えられたＲＧＢ信号に基づき、画素毎に、その画素が含まれる領域が黒文字（エッジ）領域、網点領域及び写真（印画紙）領域の何れであるかを識別し、前述したように領域識別信号を出力する。
下色追加部１６に備えられる判定部１６ａ（第２判定手段）では、領域識別処理部１３の識別した結果である領域識別信号に基づいて下色追加処理の実行／不実行の切り換えを行う。例えば、領域識別信号が黒文字領域を表す信号であれば、その画素について下色追加処理は行わず、領域識別信号が網点領域又は写真（印画紙）領域を表す信号であれば、その画素について下色追加処理を行う。（請求項４）
【００６４】
黒文字（エッジ）領域等は、無彩色と判定される領域である為、下色追加処理を行う必要はない。
色にじみ領域のように有彩色の領域でも、本来は無彩色の領域と考えられる領域では、ＣＭＹ信号の大きさを揃えたり、下色除去量を大きくする等の無彩色に近づける補正処理が行われる為、下色追加処理を行う必要はない。
網点領域及び写真領域のような有彩色の画像の領域においては、下色追加処理を行う必要がある。従って、領域識別処理により判定された各画素の領域識別信号に応じて、下色追加処理の実行／不実行を切り換えることで、余分な処理を省略し、処理速度を速くすることが出来る。
【００６５】
実施の形態２．
本発明に係る画像処理方法、画像処理装置及び画像形成装置の実施の形態２における黒生成下色除去部１５及び下色追加部１６は、（２）式における係数β０c ，β０m ，β０y を、
β０c ＝β１c （Ｃin−ｍｉｎ）／Ｃin
β０m ＝β１m （Ｍin−ｍｉｎ）／Ｍin      （３）
β０y ＝β１y （Ｙin−ｍｉｎ）／Ｙin
とし、
Ｃout ＝Ｃucr ＋β１c Ｕ（Ｃin−ｍｉｎ）／Ｃin
Ｍout ＝Ｍucr ＋β１m Ｕ（Ｍin−ｍｉｎ）／Ｍin    （４）
Ｙout ＝Ｙucr ＋β１y Ｕ（Ｙin−ｍｉｎ）／Ｙin
となるように演算を行う。
【００６６】
ここで、β１ｃ，β１ｍ，β１ｙはＣＭＹの各色成分の信号量に基づいた係数であり、Ｕは、下色除去処理で減算される下色除去量（ＵＣＲ信号）であり、ｍｉｎはＭＩＮ信号を表す。また、β１ｃ，β１ｍ，β１ｙは、０＜β０ｃ，β０ｍ，β０ｙ≦１及び（３）式より、０＜β1ｃ，β1ｍ，β1ｙ≦１である。
ＭＩＮ信号はＣＭＹ信号のグレー成分を表しており、Ｃｉｎ−ｍｉｎは、一種の彩度成分を表していると考えられる。即ち、（Ｃｉｎ−ｍｉｎ）／Ｃｉｎは、入力信号に対する彩度成分の割合を表している。
図７に示すように、下色除去処理後のＣＭＹ信号の彩度成分が大きければ、ＣＭＹ各色のトナーの量が多くなり、それに伴って、黒Ｋのトナーと重なる部分が大きくなることで、彩度低下も大きくなることが考えられる。これにより、入力信号に対する彩度成分の割合に比例した量を下色追加量として、下色追加処理を行う。
【００６７】
例えば、ＣＭＹ信号が２３０，２３０，２５０である場合と、５０、５０、７０である場合とを比較すると、暗い色と明るい色との彩度成分の差の絶対量は、同じように、２０（＝２５０−２３０＝７０−５０）である。しかし、下色追加処理においては、彩度成分ではなく、入力信号に対する彩度成分の割合に比例した量を追加するので、上述したように、相対量（彩度成分の差の絶対量の割合）が異なるような場合には、その補正量も異なり、例えば、Ｃucr に対して、ＣＭＹ信号が２３０，２３０，２５０の場合は、２０／２３０に比例し、５０，５０，７０の場合は、２０／５０に比例する量が下色追加量となる。
【００６８】
この為、彩度の低下が目立つ明るい色、ここでは、５０，５０，７０の場合の下色追加量を大きくするような、適切な下色追加が可能となる。即ち、暗い色のような明度の低いところでは、再現可能な色域が小さい（再現可能な彩度が小さい）為、彩度低下は目立たず、大きく補正する必要がない。一方、明るい色から中濃度の色では、黒生成及び下色除去でのＣＭＹの信号量の減少による彩度の低下が目立ち易く、大きく信号量を補正する必要があり、上述したように、相対量（彩度成分の差の絶対量の割合）が異なるような場合でも、適切に下色追加処理を行うことが出来る。（請求項２）
本実施の形態２における構成及びその他の動作は、上述した実施の形態１における構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に係る画像処理方法によれば、下色追加後の信号量が出力画像データのレベル範囲の上限値を超えないように、比例係数を設定することが出来、下色追加量が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、出力画像データの彩度の低下を抑制することが出来る。
【００７０】
また、本発明に係る画像処理方法によれば、元の入力画像データの特性に応じて彩度を強調して、彩度低下をより効果的に抑制することが出来る。
【００７１】
また、本発明に係る画像処理方法によれば、下色追加を行う必要がない場合、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る。
【００７２】
また、本発明に係る画像処理方法によれば、下色追加を行う必要がない領域では、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る。
【００７３】
また、本発明に係る画像処理装置によれば、下色追加後の信号量が出力画像データのレベル範囲（８ビットの場合０〜２５５）の上限値を超えないように、比例係数を設定することが出来、下色追加量が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、出力画像データの彩度の低下を抑制する画像処理装置を実現することが出来る。
【００７４】
また、本発明に係る画像処理装置によれば、元の入力画像データの特性に応じて彩度を強調して、彩度低下をより効果的に抑制する画像処理装置を実現することが出来る。
【００７５】
また、本発明に係る画像処理装置によれば、下色追加を行う必要がない場合、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る画像処理装置を実現することが出来る。
【００７６】
また、本発明に係る画像処理装置によれば、下色追加を行う必要がない領域では、下色追加処理を省略して画像処理速度を速くすることが出来る。
【００７７】
また、本発明に係る画像形成装置によれば、下色追加後の信号量が出力画像データのレベル範囲の上限値を超えないように、比例係数を設定することが出来、下色追加量が大きくなり過ぎるのを防止すると共に、出力画像データの彩度の低下を抑制し品質の良い画像を出力する画像形成装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理方法、画像処理装置及び画像形成装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】黒生成下色除去部及び下色追加部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】黒生成下色除去部及び下色追加部の動作を示すフローチャートである。
【図４】下色除去処理を説明する為の説明図である。
【図５】下色追加処理を説明する為の説明図である。
【図６】下色除去処理を説明する為の説明図である。
【図７】下色除去処理の問題点を説明する為の説明図である。
【図８】ゾーベルフィルタのフィルタ係数を示す説明図である。
【図９】有彩色判定の例を示す説明図である。
【図１０】色にじみ判定における注目画素の近傍画素の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  カラー画像入力装置
２  画像処理装置
３  カラー画像出力装置
１３  領域識別処理部（領域識別手段）
１３ａ  有彩色判定部
１３ｂ  エッジ処理部
１３ｃ  近傍画素判定部
１４  色補正部
１５  黒生成下色除去部（黒生成下色除去手段）
１５ａ  最小値検出部
１５ｂ  下色除去部
１５ｃ  黒生成部
１６  下色追加部（下色追加処理手段）
１７  空間フィルタ処理部
１８  出力階調補正部
１９  階調再現処理部
【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】
0003770802.tif 000010
【図９】
0003770802.tif 000011
【図１０】
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