DE3839299C2

DE3839299C2 - Bildverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE3839299C2
Application number: DE3839299A
Authority: DE
Inventors: Hidefumi Ohsawa; Kenichi Ohta; Akihiro Usami
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: US5126838A; DE3839299A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, mit der in einem digitalen Farbkopiergerät oder dergleichen die Farbrücknahme ausgeführt wird.

In herkömmlichen Farbbildverarbeitungsgeräten werden Tinten in vier Farben, nämlich Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz verwendet, mit denen ein Vollfarbenbild nach dem subtraktiven Farbmischverfahren hergestellt wird.

Zum Darstellen eines Schwarzbereichs auf einem Druckblatt gibt es allgemein zwei Verfahren: ein Verfahren, bei dem "Schwarz" durch das Drucken mit Tinten in drei Farben, nämlich Gelb, Magenta und Cyan unter Überlagerung, und ein Verfahren, bei dem "Schwarz" durch Drucken mit schwarzer Tinte anstelle der Tinten in den drei Farben Gelb, Magenta und Cyan dargestellt wird. Je nach den Umständen wird das eine oder andere dieser Verfahren wahlweise angewandt.

Das bei dem Drucken oder dergleichen angewandte sog. Farbrücknahmeverfahren (UCR-Verfahren) ist ein Verfahren, bei dem von jeweiligen Mengen von Gelb-, Magenta- und Cyan-Tinte die kleinste bzw. Minimummenge ermittelt wird, die tatsächlich verwendete Menge jeder Tinte entsprechend der ermittelten Minimummenge verringert wird und die gesamte Abzugsmenge (um die die Menge der Tinten verringert wurde) durch schwarze Tinte ersetzt wird.

Auf diese Weise wird es möglich, ein Schwarz zu reproduzieren, das eine höhere optische Dichte hat als ein Schwarz, welches durch das Drucken von Gelb-, Magenta- und Cyan-Tinte unter Überlagerung erzeugt ist. Darüber hinaus ist es möglich, den Verbrauch an Tinten für Gelb, Magenta und Cyan zu verringern.

Wenn jedoch das ganze "Schwarz" eines Bereichs durch schwarze Tinte ersetzt wird (100% Farbrücknahme), erhalten Halbtonbilder ein rauhes bzw. grobes Aussehen. Daher kann in der Praxis keine 100%ige Farbrücknahme ausgeführt werden, so daß ein Teil eines solchen Schwarzbereichs mit den Tinten für Gelb, Magenta und Cyan unter Überlagerung gedruckt wird.

Wenn auf diese Weise ein Teil des Schwarzbereichs mit Gelb-, Magenta- und Cyantinte unter Überlagerung gedruckt wird, entstehen Probleme dadurch, daß auch in einem Schwarzschriftbereich die Tinten für Gelb, Magenta und Cyan aufgebracht werden und die Auswirkungen einer unvollkommenen Registration bzw. Farbdeckung sowie der Dispersion der Tinten bemerkbar werden könnten, wodurch die Qualität der schwarzen Schriftzeichen verschlechtert wird.

In der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 59- 2 05 876 (1984), entspr. der am 4. Juni 1987 als Fortsetzung der US-Patentanmeldung Seriennr. 06/6 08 238 eingereichten US- Patentanmeldung Seriennummer 07/0 58 625 vom 8. Mai 1984 ist eine Einrichtung beschrieben, in der Farbauszugssignale R, G und B in vier Primärfarbsignale Y, M, C und K umgesetzt werden und darauffolgend allein nach dem Signal K beurteilt wird, ob ein jeweiliger Bildbereich ein Bereich hoher Auflösung wie ein Schriftbild oder dergleichen oder ein Bereich wie ein Fotobild oder dergleichen ist, in dem keine hohe Auflösung erforderlich ist. Wenn dabei der Bereich als Hochauflösungsbereich bewertet wird, werden alle vier Signale Y, M, C und K in binären Zahlen ausgegeben, während bei der Bewertung als Fotobildbereich alle vier Signale Y, M, C und K in Mehrfachzahlen unverändert ausgegeben werden.

Die DE 35 21 259 zeigt eine Bildverarbeitungseinrichtung der eingangs genannten Art mit einer Bildaufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten von Farbsignalen eines Objektbilds und mit einer Randerkennungsschaltung zur Erkennung von Randbereichen innerhalb des Objektbilds.

Zur Randerkennung bzw. -auswertung wird dort lediglich der Wert des Schwarzdichtesignals herangezogen.

Dies hat zur Folge, daß durch den für die notwendige Schwarzerkennung auf Grundlage des Schwarzdichtesignals verwendeten Schwellwert relativ dunkle Farbbereiche nach der Randbetonung vollkommen schwarz dargestellt werden, obwohl aufgrund der Farbartverhältnisse noch kein "echtes" Schwarz vorliegt.

Beispielsweise sei angenommen, daß ein Objektbildelement durch jeweils vier digitale 8-Bit-Signale Y, M, C und K dargestellt ist, wobei Y=255, M=255, C=150, K=min (Y, M, C)=150 gilt. Dies entspricht einer schwärzlich-roten Färbung. Wird das Objektbildelement entsprechend dem Zustand des Signals K für ein benachbartes Bildelement als ein Bildelement in einem Schriftzeichenbereich bewertet, so werden alle Signale Y, M, C und K in binäre Zahlen umgesetzt.

Falls als Schwellwert für das Umsetzen in eine binäre Zahl der Mittelwert (hier: 128) angesetzt wird, ergeben sich für das Objektbildelement die binären Ausgangssignale Y=M=C= K=1 (Pegel 255), so daß das Bildelement durch völlig tiefes Schwarz ersetzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bildverarbeitungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß trotz der Randbetonung nur tatsächlich schwarze Bereiche vollkommen schwarz reproduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Erzeugung eines Schwarzbewertungssignals in Abhängigkeit des die Farbsättigung angebenden Grauwertsignals ist der Pegel des Schwarzdichtesignals des reproduzierten Bildelements von der ursprünglichen Farbsättigung abhängig, so daß ein übermäßiger Schwärzungsgrad vermieden werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2(1) ist eine Blockdarstellung einer Randauszugschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2(2) ist eine Darstellung zur Erläuterung von Fig. 2(1).

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Maskierschaltung und einer Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Grausignal- Rechenschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 5(1) ist ein Blockschaltbild eines Pegeldetektors bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 5(2) ist eine Darstellung zur Erläuterung der Fig. 5(1).

Fig. 6(1) ist ein Schaltbild einer Randwertumsetztabellenschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 6(2), (3) und (4) sind Darstellungen zur Erläuterung der Randwertumsetztabellenschaltung.

Fig. 7(1) ist ein Blockschaltbild einer Randbetonungsschaltung bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 7(2) ist eine Logiktabelle.

Fig. 8 ist eine Blockdarstellung der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 ist eine Blockdarstellung eines digitalen Farbkopiergeräts als weiteres Ausführungsbeispiel für die Bildverarbeitungseinrichtung.

Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Hadamard-Transformation bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Fig. 11 ist eine Darstellung einer ykl-Anordnung bei der Hadamard-Transformation bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 1 zeigt in Blockdarstellung ein Ausführungsbeispiel der Bildverarbeitungseinrichtung.

Die Einrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel enthält einen Eingabesensor 10, einen Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 11, einen Komplementärfarbenumsetzer 12, eine Farbrücknahme/ Schwarzzusatz-Schaltung 13, eine Maskierschaltung 14, eine Randauszugsschaltung 15, eine Randbetonungsschaltung 16, einen Farbdrucker 17, eine Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18, eine Grausignal-Rechenschaltung 19, eine Randauszugschaltung 20, einen Multiplizierer 21, einen Pegeldetektor 22 und eine Randwertumsetztabelle 23.

Mit dem Eingabesensor 10 wird eine Vorlage oder dergleichen mittels einer fotoelektrischen Wandlereinheit wie einer Ladungskopplungsvorrichtung bzw. CCD-Kamera oder dergleichen gelesen, wobei Farbauszugssignale R, G und B für drei Farben ausgegeben werden. Der A/D-Wandler 11 setzt die Farbauszugssignale in digitale 8-Bit-Signale um, die für eine jede Farbe die Gradation in 256 Stufen darstellen. Der Komplementärfarbenumsetzer 12 führt eine Dichteumsetzung aus und gibt Signale C1, M1 und Y1 ab, die jeweils die Tintenmengen für die drei Farben Cyan, Magenta und Gelb darstellen. Die Farbrücknahme/ Schwarzzusatz-Schaltung 13 führt die Aufbereitung zur Farbrücknahme (UGR) und zum Hinzusetzen von Schwarz aus.

Die Maskierschaltung 14 führt eine Farbkorrektur aus, durch die in Farbauszugsfiltern und in Tinten hervorgerufene Schleier- bzw. Verfärbungskomponenten ausgeschieden werden. In der Randauszugschaltung 15 wird aus jedem Farbsignal eine Randkomponente Ee herausgegriffen. Die Helligkeit/Farbdifferenz- Wandlerschaltung 18 ist eine Schaltung, die entsprechend den Signalen R, G und B ein Helligkeitssignal V bzw. tatsächlich den Kehrwert V′ von V, und Farbkomponentensignale I und Q abgibt.

Die Randbetonungsschaltung 16 wählt entsprechend einem Pegelwert Bl und dem Vorzeichen der Randkomponente Ee entweder die Randkomponente Ee oder ein Randwert-Ausgangssignal Ve der Randwertumsetztabelle 23 und fügt dem gewählten Signal Farbsignale C3, M3, Y3 und K2 aus der Maskierschaltung 14 hinzu, um dadurch den Rand hervorzuheben. Es ist anzumerken, daß die Randkomponente durch das Anwenden eines Laplace-Operators an einem Bild erzeugt wird.

Die Grausignal-Rechenschaltung 19 ist eine Schaltung, die die Farbkomponentensignale I und Q in ein Farbfreiheit- bzw. Grausignal W umsetzt. Diese Schaltung ist ein Beispiel für eine Einrichtung zum Erfassen von farblosen bzw. ungefärbten Bereichen in einem Farbbild bzw. in einer Farbvorlage.

Der Multiplizierer 21 multipliziert das Grausignal W mit dem Helligkeitssignal V′. Der Pegeldetektor 22 unterteilt das Ausgangssignal des Multiplizierers 21 in vier Stufen des Pegelwerts Bl.

Die Randwertumsetztabelle 23 ist eine Tabelle, die einen herausgegriffenen Randwert entsprechend einem mittels des Pegeldetektors 22 erfaßten Schwarzpegel umsetzt.

Es werden nun die Betriebsvorgänge bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert.

Der Eingabesensor 10 gibt für die drei Farben die Farbauszugssignale R, G und B aus, die durch den A/D-Wandler 11 in die digitalen 8-Bit-Signale R1, G1 und B1 umgesetzt werden, wonach der Komplementärfarbenumsetzer 12 diese Signale in die Signale C1, M1 und Y1 umsetzt. Danach führt die Farbrücknahme/ Schwarzzusatz-Schaltung 13 die Aufbereitung zur Farbrücknahme und zum Zusetzen von Schwarz aus. Das heißt, es wird

K1 = min (y 1, M1, C1) (1)

ermittelt, um aus den Signalen C1, M1 und Y1 das Signal mit dem kleinsten Wert herauszugreifen und im weiteren Signale C2, M2, Y2 und K2 nach folgenden Gleichungen zu berechnen:

Y2 = Y1 - αY × (K1 - βY)
M2 = M1 - αM × (K1 - βM)
C2 = C1 - αC × (K1 - βC)
K2 = αK × (K1 - βK) (2)

Im weiteren gibt die Maskierschaltung 14 die Signale Y3, M3 und C3 ab, die hinsichtlich der Farbe nach folgenden Gleichungen korrigiert sind:

Y3 = α11 · Y2 + α21 · M2 + α31 · C2
M3 = α12 · Y2 + α22 · M2 + α32 · C2
Y3 = α13 · Y2 + α23 · M2 + α33 · C2 (3)

wobei α11 bis α33 Parameter sind, die experimentell festgelegt werden.

Ferner werden von der Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18 aus den Signalen R, G und B die Helligkeitskomponente V eines Bilds und die Farbkomponentensignale I und Q beispielsweise nach folgenden Gleichungen ermittelt:

V = 0,30 × R1 + 0,59 × G1 + 0,11 × B1
I = 0,60 × R1 - 0,28 × G1 - 0,32 × B1
Q = 0,21 × R1 - 0,52 × G1 + 0,31 × B1 (4)

Die Farbkomponentensignale I und Q sind Signale, die für einen farblosen Bereich zu "0" werden. Das Signal V ist ein die Helligkeit darstellendes Leuchtdichtesignal. Das Helligkeitssignal V wird aus der Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18 als invertiertes Signal bzw. Kehrwert V′ ausgegeben. Das Signal V′ ist ein Signal, das um so größer wird, je dunkler das Bild ist. Die Randauszugschaltung 20 greift entsprechend dem Signal V′ einen Rand des Helligkeitssignals heraus. Ferner setzt die Rechenschaltung 19 die Farbkomponentensignale I und Q in ein Farblosigkeits- bzw. Grausignal W nach folgender Gleichung um:

W = 255 × exp (- (16 × I/255)² - (16 × Q/255)²) (5)

Der Multiplizierer 21 multipliziert dann das Signal W mit dem Signal V′. Der Wert des sich aus der Multiplikation ergebenden Signals V′×W wird groß, wenn ein Bild farblos bzw. farbfrei und darüber hinaus schwarz ist. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 21 wird in dem Pegeldetektor 22 in vier Stufen des Pegelwerts Bl eingestellt. Entsprechend dem Pegelwert Bl und dem Vorzeichen der Randkomponente Ee wählt die Randbetonungsschaltung 16 entweder die Randkomponente Ee oder das Ausgangssignal Ve. Zur Hervorhebung oder Betonung des Randes werden dem gewählten Signal die Farbsignale C3, M3, Y3 und K2 hinzugefügt. In diesem Fall wird das Ausgangssignal Ve gewählt, wenn ein Bild ein schwarzes Schriftzeichen bzw. ein schwarzer Buchstabe ist, bei dem sich ein größerer Pegelwert Bl ergibt.

Es ist anzumerken, daß die Umsetztabelle 23 derart gestaltet ist, daß für die Signale Y, M und C ein negativer Wert und für das Signal K ein positiver Wert ausgegeben wird. Infolgedessen werden in einem Schwarzschriftbildbereich die Signale Y, M und C verringert, während das Signal K vergrößert wird, so daß daher ein schwarzes Schriftzeichen nahezu einfarbig in "Schwarz" ausgedruckt wird. Dadurch ergibt sich eine Qualitätsverbesserung von schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben.

Die Fig. 2(1) zeigt in Blockdarstellung ein Beispiel für die Randauszugschaltungen 15 und 20 in der Einrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird der Randauszug mittels einer Laplace-Operation ausgeführt. Das heißt, es wird das von einem Multiplizierer 24 ausgegebene Vierfache eines Werts für ein in Fig. 2(1) strichliert dargestellten mittigen Bildelements und die von einem Addierer 25 ausgegebene Summe der Werte für um das mittige Bildelement herum angeordneten vier Bildelementen von einem Addierer/Subtrahierer 26 aufgenommen. Auf diese Weise wird durch eine Laplace-Operation ein Randwert für einen Bereich aus 5×5 Bildelementen gemäß Fig. 2(2) herausgegriffen.

Die Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Maskierschaltung 14 und die Helligkeit/Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18 zeigt.

Wenn Eingangssignale 301, 302 und 303 Linearwandler (LUT) 31a bis 31i durchlaufen, werden sie mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert, wonach sie mit Addierern 32a bis 32f addiert werden. Dadurch werden an Ausgängen 304, 305 und 306 Daten erhalten, die sich aus den in den Gleichungen (3) und (4) dargestellten linearen Transformationen ergeben.

Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Grausignal-Rechenschaltung 19 zeigt.

Linearwandler (LUT) 40 und 41 bestimmen die Werte (16I/255)² und (16Q/255)², wonach ein Addierer 42 die Ergebnisse addiert und ein Linearwandler (LUT) 43 das Grausignal folgendermaßen berechnet:

W = 255 exp (- X) ,

wobei

X = (16I/255)² + (16Q/255)²

gilt.

Die Fig. 5(1) ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den Pegeldetektor 22 bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zeigt.

Vergleicher 50, 51 und 52 vergleichen das Eingangssignal V′×W mit Schwellenwerten T1, T2 und T3. Wenn das Eingangssignal höher als T1, T2 und T3 ist, sind Ausgangssignale l 1, l 2 und l 3 alle gleich "1". Ein Codierer 53 codiert diese Ausgangssignale l 1, l 2 und l 3 entsprechend einer in Fig. 5(2) gezeigten Logiktabelle und bestimmt damit den Pegelwert Bl. Das heißt, der Pegelwert Bl wird in absteigender Ordnung der Eingangssignale V′×W zu 0, 1, 2 und 3.

Die Fig. 6(1) ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Randwertumsetztabelle 23 zeigt.

Ein Linearwandler (LUT) 60 schneidet von Eingangssignalen 601 gemäß Fig. 6(2) Signale weg, die nicht höher als T4 sind.

Ein Linearwandler (LUT) 61 setzt Bandsignale Ve (Y, M, C), die den Signalen Y, M und C hinzuzufügen sind, entsprechend der in Fig. 6(3) gezeigten grafischen Darstellung um. Gemäß dieser Darstellung wird ein Eingangssignal entsprechend dem Pegelwert Bl umgewandelt. Ein Linearwandler (LUT) 62 setzt ein dem Signal K hinzuzufügendes Randsignal Ve(K) gemäß der in Fig. 6(4) gezeigten grafischen Darstellung um. Gemäß dieser Darstellung wird gleichfalls ein Eingangssignal entsprechend dem Pegelwert Bl umgesetzt.

Die Fig. 7(1) ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für die Randbetonungsschaltung 16 bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zeigt.

Ein Vorzeichendetektor 72 ermittelt, ob das Vorzeichen der einen Randwert darstellenden Randkomponente Ee negativ ist, und gibt in diesem Fall das Ausgangssignal "1" ab. Andererseits gibt ein Pegeldetektor 73 das Ausgangssignal "1" ab, wenn er ermittelt, daß der Pegelwert Bl gleich "0" ist.

Wenn der Vorzeichendetektor 72 oder der Pegeldetektor 73 das Ausgangssignal "1" abgibt, gibt ein Wähler 70 die Randkomponente Ee aus. Wenn die Randkomponente Ee "0" ist, wird von dem Wähler 70 das Randsignal Ve gewählt.

Das heißt, wenn die Randkomponente negativ ist oder der Pegelwert "0" ist, nämlich die Schwarzbereiche in einem Objektbild klein sind, wird eine normale Randbetonung ausgeführt. Wenn dagegen die Randkomponente Ee positiv ist, nämlich die Schwarzbereiche in einem Objektbild groß sind, wird der Wert des Signals K groß, so daß daher die schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben nahezu in einfarbigen bzw. ungefärbtem Schwarz ausgedruckt werden.

Die Fig. 7(2) ist eine Logiktabelle, die zeigt, wie entsprechend dem Vorzeichen der Randkomponente Ee und dem Pegelwert Bl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen der Randkomponente Ee und dem Randsignal Ve gewählt wird.

Die Fig. 8 ist eine Blockdarstellung der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird anstelle des in Fig. 1 gezeigten Helligkeitssignals V′ das Signal K1=min(Y, M, C) herangezogen. Dadurch ist es möglich, das Format einer Matrixrecheneinheit einer Farbdifferenz-Wandlerschaltung 18′ auf zwei Drittel zu verkleinern.

Als Einrichtungen zum Erhalten des Farblosigkeit- bzw. Grausignals W können verschiedenerlei Einrichtungen in Betracht gezogen werden. Das Grausignal W kann beispielsweise unter Verwendung folgender Gleichungen erhalten werden:

L = - log V
C1 = - log R1
M1 = - log G1
Y1 = - log B1 (6)

Ar = C1 - L
Ab = Y1 - L (7)

W = Kb × exp (- (4Ar/Kw) ² - (4Ab/Kw) ²) (8)

wobei Kb und Kw Konstanten sind.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden in den Bereichen schwarzer Schriftzeichen oder Buchstaben die Tintenmengen für Gelb, Magenta und Cyan verringert, während die Menge an schwarzer Tinte erhöht wird, wodurch die Qualitätsverbesserung von schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben erreicht wird.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Bildverarbeitungseinrichtung beschrieben.

Die Fig. 9 ist eine Blockdarstellung eines digitalen Farbkopiergeräts gemäß diesem Ausführungsbeispiel. In Fig. 9 ist ein Eingabebild 101 beispielsweise ein Bild einer Farbvorlage, in der Schriftzeichenbilder, Fotobilder oder dergleichen gemischt enthalten sind. Mit einem Leser 102 wird das Bild 101 der Farbvorlage unter Farbtrennung in drei Primärfarben R, G und B gelesen, wonach diese drei Lesesignale der A/D-Umsetzung unterzogen werden, um die digitalen Bildsignale bzw. Helligkeitssignale R, G und B mit jeweils 8 Bit auszugeben. Eine Transformationsschaltung 103 führt eine logarithmische Transformation an den Helligkeitssignalen R, G und B aus und gibt als Ergebnis der Tranformation Dichtesignale C1, M1 und Y1 ab. Eine Minimalwert-Auszugsschaltung 104 läßt die eingegebenen Dichtesignale C1, M1 und Y1 unverändert durch und greift zugleich aus diesen Signalen das Signal mit dem kleinsten Wert min(C1, M1, Y1) heraus, das dann abgegeben wird. Eine Schwarzzusatz/Farbrücknahme-Schaltung 105 erzeugt entsprechend dem eingegebenen Minimalwertsignal min(C1, M1, Y1) ein Schwarzzusatz- bzw. Schwarzsignal K2, während die Schaltung zugleich Dichtesignal C2, M2 und Y2 erzeugt und abgibt, die durch die Farbrücknahme (UCR) der eingegebenen Dichtesignale C1, M1 und Y1 gebildet sind. Eine Maskierschaltung 106 führt einen bekannten Maskierungs-Matrixvorgang aus, um entsprechend den Eigenschaften der Tinten (Toner oder dergleichen) in einem Drucker 114 die Dichtesignale C2, M2 und Y2 an die Tinte oder dergleichen anzupassen. In einer Gradationskorrekturschaltung 107 werden Dichtesignale C3, M3, Y3 und K2 nach dem Maskieren entsprechend der Gradation bzw. Graustufung des Druckers 114 korrigiert. Auf diese Weise werden Ausgangssignale C4, M4, Y4 und K4 für das normale Ausdrucken erhalten. Eine Torschaltung 113 nimmt diese Ausgangssignale C4, M4, Y4 und K4 auf und wählt zur Ausgabe nur ein Schwarzsignal K5, wenn dieses als Signal für ein schwarzes Bildelement beurteilt wird, oder vier Primärfarbensignale C5, M5, Y5 und K5, wenn diese als solche für ein anderes als das schwarze Bildelement bewertet werden. Der Drucker 114 wie beispielsweise ein Laserstrahldrucker erzeugt ein den vier Primärfarbensignalen C5, M5, Y5 und K5 entsprechendes Farbbild. Auf diese Weise wird letztlich ein Ausgabebild 115 erhalten.

Eine Matrix-Wandlerschaltung 108 ist die gleiche Schaltung wie die in Fig. 1 gezeigte Wandlerschaltung 18. Eine Nachschlagetabelle 109 nimmt die vorangehend beschriebenen Farbdifferenz- bzw. Farbkomponentensignale I und Q auf und gibt unter Tabellenumsetzung ein Farbfreiheitsausmaß- bzw. Grausignal W ab, das das Ausmaß der Farblosigkeit der Farbdifferenz- bzw. Farbkomponentensignale darstellt. Das Grausignal W hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen maximalen Wert, wenn das Eingabebild farblos ist (I=Q=0). Das Grausignal W steht mit den Farbdifferenzsignalen I und Q beispielsweise nach folgender Gleichung in Beziehung:

W = 255 × exp (- (I/1024)² - (Q/1024)²) (9)

In dieser Gleichung (9) hat der Exponentialausdruck an der rechten Seite einen maximalen Wert "1", wenn das Eingabebild farblos ist (I=Q=0), so daß infolgedessen das Grausignal W einen Maximalwert "255" hat (8 Bit). Ein Multiplizierer 116 multipliziert ein Helligkeitssignal y aus der Wandlerschaltung 108 mit dem Grausignal W, um ein Grauhelligkeits- bzw. Grauwertsignal V zu erhalten. Diese Umwandlung ist gegeben durch:

V = (255 - y) × W/255 (10)

In dieser Gleichung (10) ist das Helligkeitssignal y an der rechten Seite in der Form (255-y) eingesetzt, so daß es im Bereich geringer Helligkeit einen höheren Wert darstellt. Infolgedessen wird der Faktor (255-y) minimal, wenn ein Eingabebild hell ist (Weißbereich), oder maximal, wenn ein Eingabebild dunkel ist (Schwarzbereich). Andererseits wird der Faktor (W/255) in einem farblosen Bereich zu "1" und nimmt in einem gefärbten Bereich einen Wert an, der nicht größer als "1" ist. Infolgedessen hat das Grauhelligkeitssignal V, das das Produkt aus den vorstehend genannten beiden Faktoren ist, einen maximalen Wert "255", wenn das eingegebene Bild nicht gefärbt und zugleich schwarz ist, oder einen kleineren Wert, wenn das eingegebene Bild farblos, jedoch weiß oder grau ist. Es ist anzumerken, daß es nicht immer erforderlich ist, als Grauhelligkeitssignal V das Produkt aus den beiden Faktoren heranzuziehen. Es ist offensichtlich, daß beispielsweise durch das Wählen eines geeigneten Schwellenwerts der Dunkelzustand aus (255-y) und der nahezu farblose Zustand aus (W) beurteilt werden können und dann das logische Produkt aus diesen beiden Zuständen ermittelt werden kann.

Ein Zeilenpuffer 110 speichert die Grauhelligkeitssignale V über vier Zeilen, die für eine nachstehend beschriebene Hadamard-Transformation benötigt werden. Für ein jedes Bildelement kann einzeln die Erkennung schwarzer Bildelemente aus den Grauhelligkeitssignalen V vorgenommen werden. In Anbetracht des Umstands, daß Bilder wie schwarze Buchstaben, Schriftzeichen oder dergleichen im allgemeinen über im Vergleich zu den Dimensionen eines Bildelements ziemlich große Bereiche (von beispielsweise 16 Bildelementen) oder dergleichen verteilt sind, kann eine gleichmäßigere Bewertung und Steuerung eines schwarzen Bildelements dadurch ausgeführt werden, daß statt des einzelnen Bewertens eines jeweiligen Bildelements die Eigenschaften der Bilder um ein jeweiliges Bildelement herum in Betracht gezogen werden, nämlich ob das Bildelement in einem Schriftzeichen- oder Zeichnungs- bzw. Tabellenbildbereich oder aber in einem Fotobildbereich oder dergleichen enthalten ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist daher für die Beurteilung von 4×4 Bildelementen ein Zeilenpuffer für vier Zeilen vorgesehen. Eine Hadamard-Transformationsschaltung 111 bildet eine Hadamard-Transformationsmatrix für beispielsweise 4×4 Bildelemente.

Die Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Hadamard- Transformation bei dem Ausführungsbeispiel. In Fig. 10 ist der Wert eines Grauhelligkeitssignals V für ein jeweiliges Bildelement mit aÿ dargestellt, wobei angenommen ist, daß ein Objekt-Bildelement ein Bildelement a 22 in einer annähernd mittigen Lage ist. Eine Hadamard-Transformation ykl in diesem Blockbereich ist durch folgende Gleichung gegeben:

Hierbei ist Ckl (i,j) ein Koeffizient für das Erhalten einer Komponente einer Ordnung (k,l) bei der Hadamard-Transformation, wofür einige Beispiele die folgenden sind:

Die Hadamard-Transformation ykl in der Gleichung (11) stellt eine räumliche Struktur bzw. Form eines schwarzen Bilds in einem betreffenden Block dar. Wenn ein Wert der Hadamard- Transformation ykl mit kleinerer Ordnung (k, l) groß ist, enthält der betreffende Block ein Bild mit gleichförmiger Helligkeitsverteilung. Wenn ein Wert der Hadamard-Transformation ykl mit hoher Ordnung (k, l) groß ist, ist daraus zu ersehen, daß der Block ein Bild mit Rand- bzw. Kantenkomponenten enthält.

Eine Bewertungsschaltung 112 nach Fig. 9 ermittelt beispielsweise nach folgenden Bewertungskriterien, ob der betreffende Block zu einem Schriftzeichen- oder Zeichnungsbereich gehört oder nicht:

Die Fig. 11 zeigt eine Anordnung von Hadamard-Transformationen ykl bei dem Ausführungsbeispiel. In Fig. 11 ist mit y 11 ein Mittelwert innerhalb eines Blocks bezeichnet. Wenn die Ordnung k größer ist, werden in horizontaler Richtung liegende Randkomponenten erfaßt, während bei größer werdender Ordnung l die in vertikaler Richtung liegenden Randkomponenten erfaßt werden. Wenn die Ordnungen k und l größer werden, werden die in horizontaler und vertikaler Richtung vorhandenen Randkomponenten (an Gitterpunkten oder dergleichen) erfaßt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden dann aus den erhaltenen Hadamard-Transformationen ykl die folgenden Werte herausgegriffen:

YV = y 12 + y 13 + y 14
YH = y 21 + y 31 + y 41
YS = y 44 + y 34 + y 43 (12)

Aus dieser Gleichung ist es demnach ersichtlich, daß bei einem großen Wert von YV in einem betreffenden Block ein vertikaler Rand enthalten ist, bei einem großen Wert von YH ein horizontaler Rand enthalten ist und bei einem großen Wert von YS ein kompliziertes Muster wie ein Gitterkreuzungspunkt oder dergleichen vorhanden ist. Infolgedessen werden vorbestimmte Schwellenwerte T1, T2 und T3 gewählt, und es wird der betreffende Block als ein Schwarzschriftzeichen- oder Schwarzzeichnungs-Bereich dann bewertet, wenn folgende Bedingungen eingehalten sind:

(YV<T1 oder YH<T2) und auch
YS<T3 (13)

Das heißt, die Bedingungen sind, daß ein vertikaler oder ein horizontaler Rand vorliegt, während zugleich kein kompliziertes Bildmuster wie ein Gitterkreuzungspunkt vorhanden ist. Es ist anzumerken, daß die Erfassung eines Bereichs mit flacher Schwarzverteilung dadurch vorgenommen werden kann, daß von Anfang bis zum Ende die Bedingung YV<T1 oder YH<T2 überprüft wird oder daß auf direkte Weise der Wert y 11 mit dem vorbestimmten Schwellenwert geprüft wird. Wenn durch den vorstehend beschriebenen Prozeß ein farbloser Bereich eines schwarzen Schriftzeichens oder dergleichen erkannt wird, wird als Ergebnis der Bewertung oder Erkennung ein Signal S in die Torschaltung 113 eingegeben, die normalerweise die Dichtesignale C4, M4, Y4 und K4 unverändert als Ausgangsdichtesignale C5, M5, Y5 und K5 weitergibt. Wenn im Gegensatz dazu auf die vorstehend beschriebene Weise ein Bereich als Schwarzbereich bewertet wird, werden jeweilige Schaltglieder für jeweilige Farben derart ein- bzw. ausgeschaltet, daß die Dichtesignale C5, M5 und Y5 zu "0" werden, während das Dichtesignal K5 zu K4 wird. Auf diese Weise wird die beschriebene Steuerung unter aufeinanderfolgendem einzelnen Versetzen eines Objekt- Bildelements und entsprechend der Hadamard-Transformation bezüglich eines Objektblocks aus benachbarten Bildelementen zu dem jeweiligen Zeitpunkt ausgeführt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde zwar eine Hadamard-Transformation angewandt, jedoch besteht keine Einschränkung hierauf. Beispielsweise können andere orthogonale Transformationen angewandt werden, oder es können in einem Objektblock der maximale und der minimale Wert des Signals V erfaßt werden, wonach der Rand aus der Größe der Differenz zwischen den beiden Werten erkannt wird.

Hinsichtlich der Einrichtungen für das Bilden des Grausignals W oder des Helligkeitssignals Y besteht gleichfalls keine Einschränkung auf die vorstehend beschriebenen Einrichtungen bei den Ausführungsbeispielen.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist es bei dem letzteren Ausführungsbeispiel möglich, Bereiche von schwarzen Schriftzeichen oder Buchstaben mit hervorragender Genauigkeit zu ermitteln. Es wird daher möglich, eine durch eine falsche Bewertung verursachte Unschärfe bzw. Trübung in einem Farbschriftzeichen oder eine durch einen Bewertungsfehler für eine jeweilige Farbe verursachte ungleichmäßige Färbung zu verhindern und darüber hinaus aus einem schwarzen Schriftzeichen eine Trübung, Verfärbung, Abschattung oder dergleichen auszuscheiden, da das schwarze Schriftzeichen selbst als einfarbiges bzw. farbloses "Schwarz" ausgegeben werden kann.

Das in Fig. 9 gezeigte Ausführungsbeispiel ist derart gestaltet, daß die Torschaltung 113 entsprechend einem Ausgangssignal der Bewertungsschaltung 112 geschaltet wird, wobei jedoch keine Einschränkung hierauf besteht. Vielmehr kann statt dessen ein Ausgangssignal der Bewertungsschaltung 112 beispielsweise statt des Ausgangssignals des Pegeldetektors 22 in die Randwertumsetztabelle 23 oder in die Randbetonungsschaltung 16 eingegeben werden.

In diesem Fall können beispielsweise drei Schwellenwerte für die Beurteilung in der Bewertungsschaltung 112 vorgesehen werden und mittels dieser drei Schwellenwerte die anhand der Fig. 6(3) und 6(4) erläuterten Korrekturen entsprechend dem Bewertungsergebnis in vier Stufen ausgeführt werden.

Es wird eine Bildverarbeitungseinrichtung angegeben, in der ein Randbereich eines Bilds herausgegriffen wird, der Grauwert des Bilds bewertet wird und das Bild entsprechend den Ausgangssignalen der Einrichtungen für den Randauszug und die Grauwertbestimmung aufbereitet wird.

Claims

1. Bildverarbeitungseinrichtung mit

a) einer Bildaufbereitungseinrichtung (12-15; 103-107) zum Aufbereiten von Farbsignalen (R, G, B) eines Objektbilds (101), und
b) einer Randerkennungsschaltung (15, 20; 110, 111) zur Erkennung von Randbereichen innerhalb des Objektbilds (101),
gekennzeichnet durch
c) eine Wandlerschaltung (18, 19; 108, 109) zum Umwandeln der Farbsignale (R, G, B) des Objektbilds (101) in ein die Farbsättigung angebendes Grauwertsignal (W),
d) eine Bewertungseinrichtung (22, 23; 112) zur Erzeugung eines Schwarzbewertungssignals (Ve, Bl; S) in Abhängigkeit von dem Grauwertsignal (W) und den erkannten Randbereichen, und
e) eine Randbetonungsschaltung (16; 113), die in Abhängigkeit des Schwarzbewertungssignals (Ve, Bl; S) eine Anhebung eines Schwarzanteils (K) und eine Absenkung von Farbsignalanteilen (C, Y, M) in den erkannten Randbereichen des Objektbilds (101) durchführt, wenn ein schwarzer Randbereich vorliegt.

2. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randerkennungsschaltung (15, 20; 110, 111) einen Linienbereich des Objektbilds (101) herausgreift.

3. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Randerkennungsschaltung (15, 20; 110, 111) einen Linienbereich durch eine Hadamard-Transformation herausgreift.

4. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufbereitungseinrichtung (12-15; 103-107) eine Untergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung (13; 105) zur Verarbeitung von Untergrundfarben des Objektbilds (101) aufweist.

5. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Untergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung (13; 105) eine Farbrücknahmeeinrichtung aufweist.

6. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbetonungsschaltung (16; 113) die Anhebung des Schwarzanteils (K) und die Absenkung der Farbsignalanteile (C, Y, M) auch in einem farblosen Bereich des Objektbilds (101) durchführt.

7. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randerkennungsschaltung (15, 20; 110, 111) eine Einrichtung zum Anwenden eines Laplace-Operators an den das Bild darstellenden Daten ist.

8. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerschaltung (18, 19; 108, 109) eine Einrichtung (18; 108) zum Ermitteln von Farbkomponenten I und Q des Bilds und eine Einrichtung (19; 109) zum Bilden eines Werts I ²+Q ² aus den Farbkomponenten I und Q aufweist.

9. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungseinrichtung (22, 23; 112) einen durch die Wandlerschaltung (18, 19; 108, 109) als farblosen Bereich und durch die Randerkennungsschaltung (15, 20; 110, 111) als Randbereich erfaßten Bereich als Bereich eines schwarzen Schriftzeichens bewertet.

10. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Untergrundfarben-Verarbeitungseinrichtung (13; 105) eine Schwarzzusatzeinrichtung enthält.

11. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerschaltung (18, 19; 108, 109) eine Helligkeits-Berechnungseinheit (18; 108) enthält.

12. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerschaltung (18, 19; 108, 109) eine Farbsättigungs-Berechnungseinheit (19; 109) enthält.

13. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbsättigungs-Berechnungseinheit (19; 109) die Farbsättigung gemäß Farbdifferenzsignalen (I, Q) berechnet.

14. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Randerkennungsschaltung (15, 20; 110, 111) die Randbereiche anhand der von der Helligkeits-Berechnungseinheit (18; 108) berechneten Helligkeit erkennt.

15. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerschaltung (18, 19; 108, 109) das Grauwertsignal (W) gemäß der von der Farbsättigungs-Berechnungseinheit (19; 109) berechneten Farbsättigung erzeugt.

16. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbetonungsschaltung (16; 113) die Absenkung der Farbsignalanteile (C, Y, M) nacheinander für jede Farbe durchführt.

17. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Anhebung des Schwarzanteils (K) anhand eines Ausgabewerts einer Wandlertabelle (62), in die das Schwarzbewertungssignal (Ve, Bl; S) eingegeben wird, festgelegt wird.

18. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Absenkung der Farbsignalanteile (C, M, Y) anhand eines Ausgabewerts einer weiteren Wandlertabelle (61), in die das Schwarzbewertungssignal (Ve, Bl; S) eingegeben wird, festgelegt wird.