JP3153221B2 - カラー画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー原稿よりデジタル的に読み取ったカ
ラー画像データより、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の色ドットを用いデジ
タル的にカラー画像を再生するための処理を行うカラー
画像処理装置に係り、より具体的にはY,C,Kのインク
（色材）を用いてカラー画像をプリントするカラーコピ
アやカラーファクシミリ等に関する。

〔従来の技術〕

例えばカラーコピアの場合、原稿中の黒文字について
は、再生画質を上げるためにも、インクの消費量を減ら
すためにも、黒単色で再生することが好ましい。

これを実現するためには、例えばカラー画像データの
色補正（マスキング）後のY,M,Cの各色信号の最小信号M
IN（Y,M,C）が所定の閾値以上である画素領域に対して
はY,M,Cのインクを打たず、黒単色処理にて画像再生を
すればよい。しかしながら、絵柄（網点画像、写真画
像）と文字の混在する原稿の場合、黒文字ばかりでなく
絵柄の部分までも頻繁に黒単色処理が施されてしまい、
好ましい中間調表現が得られず再生画質が劣化する。絵
柄に対しては適当な下色除去処理、いわゆるUCR処理
（例えば50％UCR処理）が画質的に好ましい。

このようなカラー原稿中から黒文字のみを黒単色で再
生する装置の例としては、特開昭63−240175号公報に述
べられているカラー画像形成装置が知られている。この
装置においては、文字エッジの画素の連続性を利用した
文字領域の抽出手段と、色補正後のY,M,C信号中の最小
信号min（Y,M,C）から黒色を検出する手段を有し、各手
段の検出結果の論理積によって黒文字領域を分離して黒
単色処理を施す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような黒文字領域分離手法によっては、
黒色でかつドットが文字のように連結した面積率50％付
近の網点を黒文字と誤判定してしまい、また、カラー網
点画像では、Y,M,Cのインクの重なった棒状の部分が散
在するが、この部分も黒文字領域と誤判定してしまい、
その結果として再生画質が激しく劣化することがある。

本発明の目的は、そのような不適切な領域に対する黒
単色処理を防止してカラー原稿の高品質な再生画像を得
ることが可能のカラー画像処理装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

請求項（１）に記載の発明は、カラー原稿よりデジタ
ル的に読み取ったカラー画像データを入力としてカラー
原稿上の文字領域と絵柄領域を分離する手段と、同じく
カラー画像データを入力として所定領域毎に白地画素状
態を調べて背景が白地である白地背景領域を検出する手
段と、文字領域かつ白地背景領域である領域に対して黒
単色処理をすることを特徴とする。

請求項（２）に記載の発明は、カラー原稿よりデジタ
ル的に読み取ったカラー画像データを入力としてカラー
原稿上の文字領域と絵柄領域を分離する手段と、同じく
カラー画像データを入力として所定領域毎に白地画素状
態を調べて背景が白地である白地背景領域を検出する手
段とを有し、同じくカラー画像データを入力としてカラ
ー原稿上の無色彩領域と有彩色領域を分離する手段とを
有し、文字領域かつ白地背景領域かつ無彩色領域である
領域に対して黒単色処理をすることを特徴とする。

〔作 用〕

請求項（１）記載の発明によれば、黒単色処理の対象
を、背景に白地がある文字すなわち白地上の文字の領域
に限定するため、黒文字を鮮明に再生できるとともに、
モノクロ低線数網点画像は殆どの領域が大きな白地を持
たないので、従来問題となっていたような網点領域に対
する誤った黒単色処理を減らし、再生画質を大幅に向上
できる。

また、カラー絵柄部（写真、網点）は、殆どの領域が
有彩色領域であり、また色文字は有彩色、黒文字は無彩
色であるから、請求項（２）記載の発明によれば、上記
請求項（１）記載の発明の作用に加えて、カラー原稿上
の黒文字の領域のみに対して黒単色処理をして黒文字を
鮮明に再生可能であるとともに、絵柄中の領域、例えば
カラー網点画像のY,M,Cのインクの重なった棒状の部分
等に対する誤った黒単色処理を減らすことができるの
で、極めて高品質の再生画像を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

実施例Ｉ 第１図は本実施例を示すブロック図であり、請求項
（１）記載の発明に対応するものである。原稿読取り部
11は、CCDカメラ等の光電変換装置を有し、カラー原稿
を読み取ってＲ（赤）,G（緑）,B（青）の３色の色分解
信号を出力する。A/D変換器12は、そのR,G,B信号を例え
ば８ビットのデジタル信号に変換する。log変換器13は
R,G,Bのデジタル信号を濃度変換し、Ｃ（シアン）,M
（マゼンタ）,Y（イエロー）の各色インクの量を表すC
1,M1,Y1信号を出力する。マスキング回路14は、原稿読
取り部11の色分解フィルタの濁り成分やインクの濁り成
分を除去するための色修正（マスキング）をC1,M1,Y1信
号に施し、C2,M2,Y2信号を出力する。この色修正は例え
ば次式による。

Y2＝K11×Y1＋K12×M1＋K13×C1 M2＝K21×Y1＋K22×M1＋K23×C1 C2＝K31×Y1＋K32×M1＋K33×C1 （K11〜K33は実験により決定される定数である） UCR回路15は下色除去処理（UCR処理）を行う回路であ
り、C2,M2,Y2信号（が表すインクの量）について、その
一部あるいは全部を除去したC3,M3,Y3信号と、除去相当
量の黒インクの信号K3を発生する。ここでは、UCR処理
としてUCR処理Ａ（黒単色処理）とUCR処理Ｂ（非黒単色
処理）を選択可能である。

UCR処理Ａは、C,M,Yのインクを打たず（C3,M3,Y3の信
号をゼロにし）、黒（Ｋ）インクをベタで打つ（K3信号
を発生する）処理で、例えば第２図（ａ）に示す値のY
2,M2,C2信号が入力した場合に第２図（ｂ）に示すよう
な値のY3,M3,C3,K3信号を出力する。

なお、このUCR処理Ａにおいて、min（C2,M2,Y2）信号
の100％の量をC2,M2,Y2信号からそれぞれ減らし、その
代わりに相当量のK3信号を発生することも可能である。
このいわゆる100％UCR処理の場合、C3,M3,Y3,K3信号
は、それぞれ第２図（ｃ）のような値となる。

UCR処理Ｂは、min（C2,M2,Y2）の50％の量を各信号か
ら減らしたC3,M3,Y3と、その減らした量に相当するK3信
号を発生する、いわゆる50％UCR処理であり、第２図
（ａ）の入力データの場合にはY3,M3,C3,K3信号は第２
図（ｄ）に示す値となる。

UCR回路15は、AND回路16の出力が“1"のとき、すなわ
ち注目画素が黒文字領域の画素と判定された時にUCR処
理Ａを選択し、AND回路16の出力が“0"の時（非黒文字
領域と判定された時）にUCR処理Ｂを選択する。

ディザ回路17は、C3,M3,Y3,K3信号を組織的ディザ法
により２値化する回路であり、その出力であるC4,M4,Y
4,K4信号は、それぞれ１ビットずつカラープリンタ18に
送られ、各色のインクドットのオン／オフによってカラ
ー画像が再生（プリント）される。

文字検出回路19はカラー原稿上の文字領域の抽出（文
字領域／絵柄領域の分離）をする回路であり、白地背景
検出回路20は背景に白地の存在する領域を検出する回路
であり、AND回路16は両回路19,20の出力信号の論理積を
とることにより、注目画素が文字候補領域に属しかつ周
囲に白地が存在する場合に黒文字領域として“1"信号を
出力する。

すなわち、本実施例においては、黒単色処理の対象と
して白地上の文字に限定し、これにより絵柄中に間違っ
て文字領域として抽出される可能性のある領域への黒単
色処理を防止する。

文字検出回路19は、文字の一部と文字に連続した白地
の一部が共存する画素領域を検出するが、この回路構成
の一例を第３図に示す。

この例においては、２値化回路31によって、min（C2,
M2,Y2）信号を所定の閾値にて低レベル／非低レベルす
なわち黒／非黒（灰または白）に２値化し黒画素パター
ンマッチング回路32に入力する。この回路32では、例え
ば注目画素を中心画素とした３×３のマトリックス内の
黒／非黒パターンと第４図のパターンのいずれかとがマ
ッチングしたときに、注目画素を文字黒画素（連結黒画
素）と判定し、“1"を出力する。計数回路33は黒画素パ
ターンマッチング回路32の“1"出力の個数すなわち文字
黒画素の個数を、注目画素を中心とした例えば３×３の
マトリックス内について計数し、計数値が一定値（例え
ば２）以上のとき“1"を出力する。

また、２値化回路34によってC2,M2,Y2信号中の最大信
号であるmax（C2,N2,Y2）信号を所定の閾値にて高レベ
ル／非高レベルすなわち白／非白（灰または黒）に２値
化し、白画素パターンマッチング回路35に入力する。こ
の回路35では、例えば注目画素を中心とした３×３のマ
トリックス内の白／非白パターンと第５図のパターンの
いずれかとがマッチングしたときに、注目画素を文字白
画素（連結白画素）と判定し“1"を出力する。計数回路
36は白画素パターンマッチング回路35の出力より、例え
ば注目画素を中心とした３×３のマトリックス内につい
て文字白画素の個数を計数し、計数値が一定値（例えば
２）以上のとき“1"を出力する。

AND回路37は計数回路33,36の出力信号の論理積信号を
出力する。

すなわち、注目画素を中心とした３×３のマトリック
ス内に例えば２個以上の文字黒画素及び例えば２個以上
の文字白画素が同時に存在すると、AND回路37は“1"を
出力する（注目画素を仮文字画素とする）。

判定回路38は、例えば注目画素を中心とした５×５の
マトリックス内に仮文字画素が一定個数（例えば１個）
以上あれば、注目画素または注目画素を含む一定の大き
さのブロック（例えば５×５のマトリックス）を文字領
域と判定し、“1"を出力する。

すなわち、文字の輪郭部分には連結白画素及び連結黒
画素が同時に一定以上の密度で存在するという性質を利
用して、文字領域の抽出（文字領域／絵柄部の分離）を
している。その判定のための範囲の大きさを適切に選ぶ
ことにより、文字内部も含めて文字領域として抽出でき
る。このような方法は、基本的に微小ノイズの影響を受
けにくく、安定な領域抽出が可能である。

なお、文字黒画素を検出する際に、注目画素またはそ
のブロックにおいて『Y2,M2,C2信号のそれぞれの差の最
大値Δ（Y2,M2,C2）が所定の閾値以下である』という条
件を加えると、分離精度をさらに高めることができる。

また、同様の文字候補領域の検出を、R,G,B信号を入
力として行うことも可能である。

白地背景検出回路20は、背景に白地のある画素領域を
検出するが、その回路構成の一例を第６図に示す。

この例においては、白地画素検出部41により、max（Y
2,M2,C2）信号を所定の閾値にて白／非白画素（灰また
は黒）に２値化し、該２値化信号が構成する局所的な２
次元パターンと、予め用意した白地画素パターンとの比
較を行って白地画素を検出する。用意するパターンの一
例を第７図に示す。この例では、５×５のマスク内にお
いて、中心の画素L33が白地画素である条件は、該画素
を含めてすべての画素が白画素であることである。

次に膨張処理部42において、注目画素を中心としたN1
×N2の大きさのブロック中に白画素検出部41で検出した
白画素が１個以上存在するときに、注目画素またはブロ
ックを仮白地背景領域と判定する。

次に補正処理部43において、第８図に示すように、注
目画素Ｐからそれぞれ左右にＬ画素だけ離れた画素A,B
を調べ、A,Bが共に白地背景領域である場合に注目画素
を白地背景領域と判定し“1"を出力する。

以上説明した如く、本実施例によれば、文字領域でか
つ背景に白地のある領域を黒文字領域として正確に抽出
し、この領域に対してのみ黒単色処理を施すことによ
り、黒文字を鮮明に再生でき、また従来問題となってい
た黒色でかつドットが文字のように連結する面積率50％
付近の網点を誤って黒文字領域として処理することもな
くなり、なおかつ絵柄部分を適当なY,M,C,BKの４色（50
％UCR）にて再生することができる。

なお、黒文字領域以外をY,M,Cの３色で再生すること
も可能である。

実施例II 第９図は、本実施例を示すブロック図であり、請求項
（２）記載の発明の前提となるものである。原稿読取り
部11、A/D変換器12、log変換回路13、マスキング回路1
4、COR回路15、ディザ回路17、AND回路16及びカラープ
リンタ18は第18は第１図中の対応部と同一のものであ
る。

文字検出回路19aはM2信号を入力として第１図中の文
字検出回路19と同様の文字領域検出を行う回路である。

無彩色領域検出回路51は、M2,C2,Y2信号（R,G,B信号
でもよい）を用いて、注目画素とその近傍から無彩色領
域を検出し（有彩色領域／無彩色領域の分離）、無彩色
領域で“1"を、有彩色領域で“0"をそれぞれ出力する。

ここで、無彩色領域検出回路51では、実際には有彩色
領域の検出を行い、有彩色領域でない領域を無彩色領域
として検出する。この処理は有彩色画素検出処理、補正
処理Ｉ及び補正処理IIからなる。ます有彩色画素検出処
理で、Y2,M2,C2信号のそれぞれの差の最大値Δ（Y2,M2,
C2）が所定の閾値以上である画素を有彩色画素として検
出する。次に補正処理Ｉで、注目領域を中心とした所定
の大きさのマスクにて、有彩色画素を計数し、その計数
値が所定の閾値以上であれば、注目画素またはそのブロ
ックを有彩色候補画素領域とする。最後に補正処理IIに
おいて、第10図に示すように、注目画素Ｐが有彩色候補
画素領域であるか、あるいは注目画素Ｐの左右の一定距
離だけ離れた画素A,Bが共に有彩色候補画素領域である
場合、注目画素Ｐまたはそのブロックを有彩色領域とし
て出力を“0"に設定し、そうでない場合は、非有彩色領
域すなわち無彩色領域として出力を“1"に設定する。

なお、ここで説明した無彩色領域検出アルゴリズムで
は、ブルー系統の文字を無彩色領域と誤認することがあ
る。これを防ぐためには、有彩色画素検出処理における
閾値を注目画素レベル、例えば注目画素のM2信号のレベ
ルにより適応的に変化させると有効である。これについ
て第11図ないし第14図によって説明する。

M2信号のレベルと、信号間差の最大値Δ（Y2,M2,C2）
との関係は、黒文字の場合には第11図のようになるが、
ブルー系統文字の場合には第12図のようになる。そこ
で、有彩色画素検出する閾値THを、第13図及び第14図に
点線で示すようにM2信号のレベルに応じて変化させるな
らば、第14図の網目で示した領域Ｑについて、ブルー系
統文字の場合の誤検出を防止し、より正確な有彩色画素
検出（無彩色画素検出）が可能となる。このような適応
的な閾値制御は、第13図及び第14図中の点線のようなM2
−TH曲線のルックアップテーブルを用意することによっ
て可能となる。

再び第９図において、２値化回線52はK3信号を所定の
閾値にて２値化したK4b信号を出力する。選択回路53
は、AND回路16の出力が“1"の時すなわち黒文字と判定
された画素領域の時にK4b信号をカラープリンタ18に入
力し、そうでない時にはディザ回路17からのK4信号をカ
ラープリンタ18に入力する。

さて、一般にカラー絵柄部（写真、網点）は、殆どの
領域が有彩色領域である。また、黒文字は無彩色であ
り、色文字は有彩色である。したがって、以上説明した
如く文字領域でかつ無彩色領域の領域だけを黒文字領域
として黒単色字処理を行うことにより、従来問題であっ
たカラー網点画像のY,M,Cのインクの重なった棒状の部
分に誤って黒単色処理を施す危険がなくなる。

なお、本実施例においては、黒文字領域ではK4信号と
してディザ処理によらない単純な２値化によるK4b信号
を用いるが、このようにすると、ディザ処理による画質
の劣化を排除して黒文字の再生画質を一層向上できる効
果がある。

実施例III 第15図は本実施例を示すブロック図である。これは、
請求項（２）記載の発明に対応するもので、実施例Ｉと
IIを組み合せたものである。図中、原稿読取り部11、A/
D変換器、12、log変換回路13、マスキング回路14、UCR
回路15、ディザ回路17、文字検出回路19a、無彩色領域
検出回路51、AND回路16及びカラープリンタ18は第９図
中の対応部と同一のものである。また、白地背景検出回
路20は第１図中の対応部と同一のものである。ただし、
AND回路16は３個の回路19a,20,51の出力の論理積をとる
ようになっている。すなわち本実施例では、文字領域か
つ無彩色領域かつ白地背景領域であるときに黒文字領域
と判定する。

さて、モノクロの低線数（65線、85線）網点画像の場
合、各網点ドットのデータが局所的に黒文字のそれと似
ているため、前記実施例IIにおける黒文字領域抽出アル
ゴリズムによると、一部が黒文字領域と誤判定され、そ
の結果、黒文字領域と非黒文字領域の混在領域が生じて
再生画質が劣化する場合がある。ただし、100線以上の
モノクロ網点は網点ドットが小さく、文字のような白黒
両画素の連続性がないので、文字検出回路19aは非文字
領域と判定するので、そのような問題はない。

他方、モノクロの低線数網点では、文字領域ほど大き
な白地背景がない。したがって、白地背景検出回路20の
検出結果も黒文字領域判定条件に含めた本実施例によれ
ば、前記実施例IIと違いモノクロ低線数網点に誤って黒
文字領域用の黒単色処理をすることがない。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、カラー原稿より
デジタル的に読み取ったカラー画像データよりイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒のインクを用いてデジタル的
にカラー画像を再生するための処理を行うカラー画像処
理装置において、黒単色処理の対象を、背景に白地があ
る文字すなわち白地上の文字の領域に限定し、あるいは
背景に白地がありかつ無彩色の文字領域に限定するた
め、黒文字を鮮明に再生できるとともに、従来問題とな
っていたようなモノクロ網点画像やカラー絵柄部（写
真、網点）に対する黒単色処理を減らし、再生画質を大
幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図はUC
R処理の説明図、第３図は文字検出回路の一例を示すブ
ロック図、第４図及び第５図は文字検出のためのパター
ンを示す図、第６図は白地背景検出回路の一例を示すブ
ロック図、第７図及び第８図は白地近傍領域検出の説明
図、第９図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第
10図は無彩色領域検出回路の作用説明のための図、第11
図及び第12図は黒文字及びブルー系文字についてのM2信
号とΔ（Y,M,C）との関係を示す図、第13図及び第14図
は有彩色／無彩色の判定閾値の適応制御を説明するため
の図、第15図は本発明のさらに他の実施例を示すブロッ
ク図である。 11……原稿読取り部、12……A/D変換器、13……log変換
回路、 14……マスキング回路、15……UCR回路、16……AND回
路、 17……ディザ回路、18……カラープリンタ、 19,19a……文字検出回路、20……白地検出回路、 52……２値化回路、53……選択回路。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60 G06T 1/00 - 9/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー原稿よりデジタル的に読み取ったカ
   ラー画像データより、イエロー、マゼンタ、シアン、黒
   の色材を用いてデジタル的にカラー画像を再生するため
   の処理を行うカラー画像処理装置において、画像データ
   を入力としてカラー原稿上の文字領域と絵柄領域を分離
   する手段と、画像データを入力として所定領域毎に白地
   画素状態を調べて背景が白地である白地背景領域を検出
   する手段とを有し、文字領域かつ白地背景領域である領
   域に対して黒単色処理をすることを特徴とするカラー画
   像処理装置。
2. 【請求項２】カラー原稿よりデジタル的に読み取ったカ
   ラー画像データより、イエロー、マゼンタ、シアン、黒
   の色材を用いてデジタル的にカラー画像を再生するため
   の処理を行うカラー画像処理装置において、画像データ
   を入力としてカラー原稿上の文字領域と絵柄領域を分離
   する手段と、画像データを入力として所定領域毎に白地
   画素状態を調べて背景が白地である白地背景領域を検出
   する手段と、画像データを入力としてカラー原稿上の無
   彩色領域と有彩色領域を分離する手段とを有し、文字領
   域かつ白地背景領域かつ無彩色領域である領域に対して
   黒単色処理をすることを特徴とするカラー画像処理装
   置。