JPH01220575A - カラー画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、カラー複写機、レーザプリンタなどのカラ
ー画像記録装置に適用して好適な画像処理装置、特に１
ラインごとに対応する単一の色信号の多値化用閾値を決
定するようにしたカラー画像処理装置に関する。

［発明の背景］ カラー複写機やレーザプリンタなどの画像記録装置では
、原画像に対応した例えば白黒２値の画像信号を形成し
、その画像４８号を記録装置本体側に供給して、原画像
を記録するようにしている。

第１０図はこの種画像処理装置２０の一例を示す従来例
である。

同図において、原画像２１は光学系２２を介して画像読
み取り手段、例えばＣＣＤ３５に供給されることにより
、光学像が１走査ラインごとに所定の画像信号に変換さ
れる。画像信号はＡ／Ｄ変換器３７において所定ビット
数のデジタル信号に変換されたのち、記録装置７８の書
き込み形態に合致させるため、多値化手段７０に供給さ
れる。

この例では、画像信号が白黒２値の信号（以下２値信号
という）に変換される。

多値化手段７０は２値化回路７６と閾値出力手段７７と
で構成され、閾値出力手段７７からは所定のスレショー
ルドレベルを有する基準信号が供給きれ、これに基づい
て画像信号が２値化される。

２値化号は記録装置７８に供給されたり、内部のメモリ
７９に格納きれる。

記録装置７８としてレーザを使用したカラー複写機の場
合、２値化号はレーザの変調信号として供給きれ、これ
で変調された光信号がカラー複写機に設けられた感光体
ドラム上を所定の方向に所定の速度をもって走査するこ
とにより、この感光体ドラム上に２値の静電潜像が形成
される。

静電像は現像、定着処理きれることによって記録紙上に
原画像が記録される。

記録すべき原稿がカラーである場合には、複数の色分解
体に分解され、夫々が光電変換きれたのち、上述したよ
うな信号処理が実行きれる。そして、夫々が同じ閾値を
用いて多値化されるものである。

ところで、上述した多値化手段７０に使用される閾値出
力手段７７がら出力される所定の閾値は、一般に次のよ
うな基準のもとで作成きれる。

第１の例は、濃度ヒストグラムから閾値Ｔを決定する場
合である。

そのためには、予め原画像をブリスキャンして、原画像
の濃度情報を求める。すなわち、濃度ヒストグラムが作
成される。濃度ヒストグラムの一例を第１１図に示す。

濃度ヒストグラムから白側及び黒例のピーク値ニオケル
濃度データＶＡ、ＶＢが算出される。次に、これらピー
ク濃度データＶＡ、ＶＢを次式に代入して閾値Ｔが求め
られる。

Ｔ＝１／３　（ＶＢ−ＶＡ）＋ＶＡ 係ｆｉｌ／３は、原稿によって１／３〜２／３の値が好
ましい場合がある。

第２の例は、第１２図に示すように最小値及び最大値Ｖ
Ａ、ＶＢを求め、これを次の式に代入して閾値を算出す
る方法である。

Ｔ＝１／２　（ＶＢ−ＶＡ）＋ｖＡ ここに、（ＶＢ−ＶＡ）は原画像の濃度幅ＤＷを示す。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、多値化のための閾値Ｔを上述したように算出
する場合には、色々な問題を惹起する。

第１の例によって閾値Ｔを算出するには、その前提とし
て濃度ヒストグラムを作成する必要がある。従って、濃
度ヒストグラムのための回路を別途用意する必要がある
ため、回路規模の増大につながる。

濃度ヒストグラムを作成するには、ブリスキャンが必要
である。そのため、−枚複写を行なうようなときは複写
時間が長くなるという欠点を持つ。

また、この第１の例による場合には、撮像時の解像度が
低いようなときには、濃度ヒストグラムが図示のような
双峰特性とはならず、このときにはＶＡ、ＶＢの適切な
値を決定することが困難となる。それらの値が適切でな
いと、記録画質が劣化することになる。

有彩色の筆記具の原画像を２値化する場合にも、濃度ヒ
ストグラムのピーク特性が顕著でないため上述したと同
様なｒＷＪ題がある。

これに対して、第２の例では、濃度ヒストグラムの作成
が不必要になる関係上、ブリスキャンも不要となる。

しかし、有彩色の筆記具の原画像を２値化するようなと
きは、最小値及び最大値Ｖ＾、ＶＢが明確でないときが
ある。そのため、第１の例において説明したような欠点
、つまりＶＡ、ＶＢの適切な値を決定することが困難と
なるなどの問題を惹起するものである。

そして、カラー原稿の場合も、夫々の色信号において使
用される閾値は同じ値であるため、カラー画像を記録す
る場合にはなおざら閾値の決定が問題となる。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点を解決し
たものであって、１ラインにつき１つの色信号における
閾値を決定し、これをラインごとに順次実行するように
して、特に適切なカラー画作用の多値化閾値を決定でき
るようにしたカラー画像処理装置を提案するものである
。

［課雇を解決するための手段］ 上述の問題点を解決するため、この発明においては、画
像情報から光電変換して得た信号から画像処理を行って
得られる各色ごとの信号を所定の閾値と比較して多値化
用の画像信号を形成するようにしたカラー画像処理装置
において、色信号の数をｎ　（ｎＬｔ整数）としたとき
、ｎラインにつき１回の割合で、対応する色に関する多
値化用の同値が決定されるようになされたことを特徴と
するものである。

［作　用］ 分離された色信号に応じて適切な閾値が設定される。従
って、色ごとに多値化するための閾値が相違する。

閾値Ｔｉ（ｉは分離された色を指す）は、原画像の濃度
幅に一定係数ｋｉを乗算し、その値に対して所定の補正
値αｉを加減算して算出される。

係ｍ　ｋ　ｆ及び補正値αｉは、いづれも閾値決定のた
めの微調整用である。複数の色及び複数の原稿に夫々対
応することができるように、最適な係数ｋｉ及び補正値
αｉを予め求めておけば、色や原稿の種類が相違しても
最適な閾値で画像信号を多値化処理できる。

その結果、画像の飛びや抜けのない鮮明なカラー画像を
記録することができる。

各色信号の閾値決定はｌラインにつき１色を単位として
実行される。

［実　施　例］ 続いて、この発明に係るカラー画像処理袋この一例を上
述した画像記録装置に適用した場合につき、第１図以下
を参照して詳細に説明する。

第１図において、原ｆｉ２１の画像情報は光学系２２及
び分光系３１に導かれる。分光系３１は一対のプリズム
３２．３３とダイクロイックミラー３４とで構成きれる
。

この例ではその一方のプリズム３２側より赤の色分解像
が分離され、他方のプリズム３３側よりシアンの色分解
像が分離されるように、ダイクロイックミラー３４の分
光特性が選定きれている。

色分解像は夫々対応するＣＣＤ３５．３６に供給されて
、光電変換きれる。光電変換きれた夫々の色信号はＡ／
Ｄ変換器３７．３８において所定ビット、この例では６
ビツトのデジタル信号に変換される。

デジタル化され、かつ白信号によって正規化された色信
号ＶＲ，ＶＣは色弁別手１段としで機能する色弁別ＲＯ
Ｍ３９に供給されて、色信号が１画素ごとにこの例では
後述するように色情報を示すデータ、つまりカラーコー
ドデータと、その色信号の濃度情報である濃度データと
に分離されて出力される。

ここで色弁別とは、原稿を読み取って得られた各画素の
画像信号をもとに、各画素が複数の特定色のうちの何れ
か１つの色に帰属きせる処理をいう。この特定色は主と
して記録装置の記録色（例えば黒、赤、青）によって決
定される。

そのため、色信号ＶＲ，ＶＣによってカラーコードデー
タと濃度データを格納したＲＯＭのアドレスが参照きれ
ることになる。

所定ビット数のカラーコードデータ（例えば、２ビツト
データ）と濃度データ（例えば、６ビツトデータ）が、
画像処理回路４０に供給されて所定の信号処理が施きれ
ることによって、最終的には多値化された信号（２値以
上の信号）が出力される。

この多値化信号は記録装置７８に供給きれてカラー画像
が記録されたり、メモリ７９に記憶される。

上述した色弁別ＲＯＭ３９は第２１’！Ｉに示すような
分離データが出力されるように、対応する色分。

曙データが格納されている。この例では、一対の色信号
ＶＲ，ＶＣによって、赤、冑、黒及び白のデータ（夫々
カラーコードデータと濃度データ）が参照きれる。

また、色信号とカラーコードデータとの関係は第３図の
ように設定することができる。従って、例えば色信号Ｖ
Ｒ，ＶＣが黒画像を示す信号であった場合には、色弁別
ＲＯＭ３９からはその濃度に対応する濃度データの他に
、黒画像に対応したカラーコードデー邊が出力されるこ
とになる。

上述の記録装置７８としては電子写真式複写機を使用す
ることができる。

第４図はその要部の一例を示す構成図であって、この複
写機はカラー原稿の色情報を３種類程度の色情報に分解
してカラー画像を記録しようとするものである。分離す
べき色情報として、この例では、黒ＢＫ、赤Ｒ及び青Ｂ
の３色を例示する。

同図において、１はドラム状をなす像形成体（感光体ド
ラム）を示し、その表面にはセレン、ＯＰＣ（有機半導
体）などの光導電性感光体表層が形成され、光学像に対
応した静電像（静電潜体）が形成できるようになされて
いる。

像形成体１の表面は帯電器２によって、−様に帯電され
る。帯電された像形成体１の表面に光信号（各色分解体
に基づく２値化号）４が照射されて、偉露光される。

偉露光後は所定の現像器によって現像される。

現像器は色分解体に対応した数だけ配置される。

この例では、赤のトナーの現像剤が充填された現像器５
と、青のトナーの現像剤が充填された現像器６と、黒の
トナーの現像剤が充填された現像器７とが、像形成体１
の回転方向に向かってこれらの順で、順次像形成体１の
表面に対向して配置きれる。

現像器５〜７は像形成体１０回転に同期して順次選択さ
れ、例えば現像器７を選択することにより、黒の色分解
６１（通常の白黒像）が現＊される。

現像器７側には転写前帯電器９と転写前露光ランプ１１
とが設けられ、これらによってカラー画像を記録体Ｐ上
に転写しやすくしている。

転写前帯電器９及び転写前露光ランプ１１は必要に応じ
て設けられる。

像形成体１上に現像されたカラー画像は転写器１２によ
って、記録体Ｐ上に転写される。

転写された記録体Ｐは後段の定着器１３によって定着処
理がなされ、その後、記録体Ｐが排紙される。

なお、除電Ｎ１４は除電器ランプと除電用のコロナ放電
器の一方または両者の組合せからなる。

クリーニング装置１５はクリーニングブレードやファー
ブラシで構成され、これらによって像形成体１のカラー
画像を転写した後のドラム表面に付着している残留トナ
ーを除去するようにしている。

第５図は画像処理回路４０の一例を示す要部の系統図で
ある。

この発明においては、上述したようにリアルタイムで、
１ラインごとに単一の色信号に対する最適な閾値が算出
され、この閾値に基づいて濃度データが多値化される。

従って、１ラインについて１色の閾値が順次算出きれる
ことになる。

まず、端子４１．４２に供給された上述のカラーコード
データと濃度データはセレクタ４３において、走査する
ラインに対応したカラーコードデータと濃度データが選
択される。

例えば、第１ラインでは黒の閾値を決定し、第２ライン
では赤の閾値を決定し、第３ラインでは青の閾値を決定
するものとすれば、現走査ラインが第１ラインであると
きには、黒色に関するカラーコードデータと濃度データ
のみが選択きれるようになされている。

そのため、このセレクタ４３には制御回路４４より出力
された第６図に示すような選択信号Ｃ１が供給きれる。

そして、第７図Ａ、Ｂに示すように、制御回路４４は水
平走査ライン（主走査ライン）に同期したライン信−号
ＨＶが供給され、これに同期して対応する色情報が順次
選択されるようになされている。

セレクタ４３において選択された色情報はバッファメモ
リ４５を介して多値化手段７０に供給される。　　　゛ このような閾値決定は、第１図の装置で原稿の色にかか
わりなく、ある１色で記録を行う場合に特に有効である
。

例えば、カラーの原稿を環１色で記録する場合がこれに
当たる。このとき、閾値をラインごとに順次決定してい
くので、カラー原稿を読み取って得られた黒、赤、青の
信号が各閾値で順次多値化され、黒で記録きれていく。

つまり、原稿を１回スキャンするのみで、記録が同時に
行われる。

１回走査ごとに各色の閾値を決め、記録を行うと３回の
走査が必要であるが、この例によれば１回の走査で済む
。

多値化するためには多値化用の閾値が必要になるが、こ
の発明では以下述べるような手段を用いてラインごとに
その色に対応した閾値が設定きれることになる。

そのため、選択きれた色情報のうち、濃度データがまず
閾値決定回路５０に供給されて、現走査ラインでの閾値
が算出される。

上述した閾値決定回路５０では、以下のようにして色ご
との閾値が決定される。

閾値は地肌レベルから黒レベルまでの間で決定しなけれ
ばならない。地肌レベルは原稿の色によって大きく変動
する。原画で再現したい情報も濃度的には大きな変動を
示す。

一方、原稿の地肌レベルは多種多様であるが、地肌レベ
ルの濃度ムラは原稿によって差程大きな変動を示きない
。例えば原稿の画像情報を６ビツト（６４レベル）で表
現した場合、地肌の濃度ムラは６〜８レベル程度しかな
らない。

このことは、原稿の最低レベルを調べれば、地肌レベル
が大凡判断できる。

因みに、従来例として述べた第１の例では、濃度ヒスト
グラムのピークレベルを検出して地肌レベルを算出して
いる。

閾値はこの地肌レベルと黒レベル、つまり黒線部レベル
の間で決定すればよいが、上述したように両者の中間の
レベルに閾値を設定すると、白地に活字印刷したような
高コントラスト原稿に対しては良好な結果となるのに対
し、新聞などのような色地原稿に対しては文字がつぶれ
気味に記録されてしまう。

以上のことから、原稿の濃度幅の中間レベルを閾値とし
て採用するのは好ましくない。その他のレベルをもって
閾値を決定する必要がある。

この実施例では第８図に示すような濃度ヒストグラムの
濃度幅ＤＶ　（＝ＤＨ−ＤＬ）より求める点は同じであ
るが、閾値を求めるための条件を色により変更する。す
なわち、次のように閾値Ｔ１を設定する。

Ｔｉ＝ｋｉ　（ＤＨ−ＤＬ）＋ＤＬ＋αｉここに、 ｋｉ：原稿濃度幅のどのレベルを 選定するかを決める補正像 数で、０≦ｋｉ≦１ ■＝色を示す添字 αｉ：補正値で、１α１１≦１ 補正係数ｋｉの好ましい値としては、 ０．２≦に≦０．８ であることが諸種の実験によって判明した。

αｉの値は、使用する画像記録装置のシステム構成、特
に光学系やレーザビームで像露光する場合におけるレー
ザ駆動系などのシステム構成によって記録解像度などが
相違する関係上、通常は、１α１１≦１０ 程度に選定すればよい。

上述の処理を行なうため、濃度データはまず最大値算出
回路５２と最小値算出回路５３とに供給されて、そのラ
インでの最大値ＤＨと最小値ＤＬとが算出され、算出さ
れた最大値ＤＨと最小値ＤＬとは演算回路６５に供給さ
れて、上式の演算処理がなされる。

第９図は閾値決定回路５０の具体例を示す。

最大値算出回ｖ８５２と最小値算出回路５３とは内容的
に同一であるので、最大値算出回路５２の構成について
説明する。

現画素の濃度データと、ラッチ回路５５でラッチされた
１画素前の濃度データがスイッチング回９路５４に供給
される。そして、現画素の濃度データと１画素前の濃度
データがその大小を比較するための比較器５６に供給さ
れてレベルが比較され、その比較出力で現画素とｆｉｌ
素前の各濃度データの倒れかが選択される。１画素前の
濃度データの方が大といときは、図示のようにその比較
出力で１画素前の濃度データが選択される。

このような大小の比較動作が、そのラインのすべての同
じ色コードを持った画素に対して実行されて、そのライ
ンの最大値ＤＨが検出される。

同様にして、最小値算出回路５３においても、比較器５
９で得られた最小値を示す比較出力でそのラインの最小
値ＤＬが検出される。５７はスイッチング手段、５８は
ラッチ回路である。

１ライン終了した時点で得られた最大及び最小値ＤＨ，
ＤＬが減算器６０で、（ＤＬ−ＤＨ）なる濃度幅ＤＷの
演算処理が実行される。

濃度幅ＤＩＪは補正係数ｋｉを格納した第１のＲＯＭａ
ｌに供給きれて、補正係数ｋｉとの掛算処理が実行され
る。補正係数ｋｉはカラー複写機の記録色に同期して選
択される。そのため、今何色を記録しようとしているの
かを示すＢＢＲ信号が係数ＲＯＭ６１に供給される。

ＢＢＲ信号はＣＰＵで構成されたシステムコントロール
回路（図示せず）で生成された信号が使用される。

掛算処理された出力ｋｉ（ＤＨ−ＤＬ）と最大値ＤＨが
加算器６２で加算処理きれる。

一方、補正値αｉの格納きれた係数ＲＯＭ６３のデータ
と加算出力が第２の加算Ｍ６４に供給されることによっ
て、出力端子６５ａには最終的な閾値Ｔｉが得られる。

補正値αｉもまたＢＢＲ信号によって選択きれる。

このような演算処理はリアルタイム処理である。

この場合、閾値決定処理時間分の遅延を考慮する必要が
あるから、リアルタイム処理を行なうには処理時間調整
用としてラインメモリなどを使用すればよい。

なお、この他の出力端子６５ｂには最小値りしが、出力
端子６５ｃには濃度幅ＤＩＪが夫々出力きれる。

ここで、算出した濃度幅ＤＶが一定値以下のときには、
地肌情報のみと考えられるので、この場合には便宜的に
、最小値りしをそのときの閾値として使用することが望
ましい。

そのため、閾値決定回路５０の後段には判定回路８０が
設けられる。

この判定回路８０はスイッチング手段８１、比較器８２
及びラッチ回路８３で構成され、比較器８２において濃
度幅ＤＷのデータが基準レベル輻ＶＲＥＦと比較され、
基準レベル輻ＶＲＥＦ以下であるときには、その比較出
力で最小値ＤＬが選択きれるようになされる。

これに対して、基準レベル輻Ｖ　ＲＥＦ以上であるとき
には、通常のごとく決定閾値Ｔｉが選択されることにな
る。

また、最大あるいは最小値を算出する過程で、ノイズな
どが混入して閾値が大幅に変動することが考えられるが
、そのようなときの対策として、閾値の平均化処理が行
なわれる。９０がそのための補間手段を示す。

実施例では、前後の閾値の平均値が使用される。

そのため、補間手段９０はセレクタ９１、複数の色に対
応した閾値を格納するためのレジスタ９２〜９４及び平
均化回路９５で構成される。

閾値はラインごとに、しかも色ごとに決定されるもので
あるから、４ラインに１回の割合で、同一の色に関する
各ラインでの閾値が出力されるため、色ごとにレジスタ
９２〜９４が設けられると共に、セレクタ９１によって
格納すべきレジスタが選択される。

このようなことから、セレクタ９１には制御回路４４か
ら第６図及び第７図Ｃに示すような選択信号Ｃ２が供給
される。

ここで、選択信号Ｃ１と０２との内容がずれているのは
、１ラインの走査が終了するまでは、そのラインの閾値
が算出できないため、ラッチ回路８３（第５図参照）で
ラッチされた１ライン前の閾値データをレジスタに格納
する必要があるためである。

平均化回路９５では４ラインに１回得られる同一の色に
関する閾値データの平均値が算出される。

そのため、ラッチ回路８３の出力閾値データと、この出
力閾値データと同一の色に関するレジスタ９２〜９４の
出力閾値データとが平均値処理されることになる。

このような処理によって、算出された閾値の急激な変動
が避けられる。

平均化処理きれた閾値データは多値化手段７゜に供給さ
れるが、この場合においても、前段及び後段のセレクタ
７１．７５及び各色に対応したレジスタ７２〜７４が設
けられ、平均値処理きれた閾値データが対応するレジス
タに格納される。

そのため、セレクタ７１には選択信号Ｃ２が供給される
。

従って、第７図に示すように区間Ｉ、Ｉｌ［及びＶで夫
々そのラインに対応した色の最大値及び最小値が算出さ
れ、区間ｔｌ及び■で夫々の閾値が決定され、これが対
応するレジスタ７２〜７４に格納されて、閾値データの
更新が行なわれることになる。

後段のセレクタ７５には、バッファメモリ４５から出力
されたカラーコードデータが、その選択信号として供給
きれ、このカラーコードデータによって選択された、カ
ラーコードデータと同一の閾値データが多値化回路、例
えば２値化回路７６に供給される。

この２値化回路７６において、濃度データが出力された
閾値データに基づいて２値化きれることになる。従って
、その出力端子７６ａに得られる２値化信号が、第１図
に示した記録装置７８に供給きれて、カラー画像が記録
されることになる。

［発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、そのラインに
おける最大値と最小値とから、閾値データを決定するよ
うにしたので、リアルタイム処理が可能になる。

また、１ラインごとで、しかも色ごとにＥ値データを決
定するようにしたため、最適閾値に近い閾値をもって多
値化することができる。従って、カラー画像の輪郭がつ
ぶれたりすることによる記録画質の劣化を構成簡単に一
掃できる実益を有する。

そのため、この発明に係るカラー画像処理装置は、上述
したようなカラー画像記録装置に適用して極めて好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るカラー画像処理装置の要部の構
成の一例を示す系統図、第２図は色弁別マツプの一例を
示す図、第３図はカラーコードデータの一例を示す図、
第４図はこの発明に使用して好適なカラー複写機の一例
を示す構成図、第５図は画像処理回路の一例を示す要部
の系統図、第６図はカラーコードと選択信号との関係を
示す図、第７図は選択動作のタインミング関係を示す図
、第８図は濃度ヒストグラムの特性図、第９図はこの発
明の要部である閾値決定回路の一例を示す系統図、第１
０図は従来の画像処理回路の系統図、第１１図及び第１
２［ｉ４は夫々濃度ヒストグラムの特性図である。 ３９・・・色弁別ＲＯＭ ４０・・・画像処理回路 ５０・・・閾値決定回路 ５２・・・最大値算出回路 ５３・・・最小値算出回路 ６５・・・演算回路 ７０・・・多値化手段 ８０・・・判定回路 ８２・・・比較回路 ９０・・・補間手段 ９５・・・平均化回路 特許出願人　コ　ニカ　株式会社 第８図 第１０図　　毀８．イ、い、Ｒや ／（Ｊ 第１７図 第１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報から光電変換して得た信号から画像処理
   を行って得られる各色ごとの信号を所定の閾値と比較し
   て多値化用の画像信号を形成するようにしたカラー画像
   処理装置において、 上記色信号の数をｎ（ｎは整数）としたとき、ｎ水平ラ
   インにつき１回の割合で、対応する色に関する多値化用
   の閾値が決定されるようになされたことを特徴とするカ
   ラー画像処理装置。
2. （２）上記色信号は、赤、青、黒及び白信号に選定され
   てなることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理
   装置。