JP2788479B2

JP2788479B2 - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JP2788479B2
Application number: JP1109838A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎平塚; 宏司鷲尾
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JPH02288672A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、カラー画像処理装置に関し、更に詳しく
は、文字画及びカラー階調画の双方において色再現性に
すぐれたカラー画像処理装置に関する。

（発明の背景）文字画，写真画像等のカラー画像を赤R,緑G,青Ｂに分
けて光学的に読取り、これをイエローY,マゼンタM,シア
ンC,黒Ｋなどの記録色に変換（色再現または色修正）
し、これに基づいて電子写真式のカラー出力装置を用い
て記録紙上に記録するようにしたカラー画像処理装置が
ある。

第９図は上述のようなカラー画像処理装置における色
の弁別（有彩色／無彩色の判別）をする際の様子を示し
た説明図である。図の立方体において、水平方向手前が
Ｒの濃度である。そして、垂直方向がＢの濃度であり、
奥行き方向がＧの濃度である。従って、R,G,Bの濃度が
全て零となる左下手前が白、全ての濃度が最大になる右
上奥が黒になる。このため、白と黒とを結んだ領域が無
彩色（グレー）の領域に相当し、それ以外は有彩色の領
域に相当する。

ところで、この無彩色の領域の設定について以下のよ
うな相反する問題がある。

CCDセンサのR,G,B毎の色ずれやレンズの色収差に起因
して、黒文字画で発生するカラーゴースト（黒文字のエ
ッジで発生する不要な色）を少なくするために、無彩色
領域をできるだけ広くする必要がある。

カラー階調画の場合に、低彩度の色（例えば、茶，濃
紺，紫等）を正確に再現するために、無彩色領域をでき
るだけ狭くする必要がある。

（発明が解決しようとする課題）以上のような相反する要求のため、実際には両者に不
満のでない範囲の無彩色領域を設定して、妥協している
のが現実であった。

しかし、実際には写真モードにおけるカラー階調画の
低彩度の色再現は満足できるものではなかった。すなわ
ち、無彩色領域を上記のように一定の幅を持たせている
ので、低彩度の部分が黒として再現されていた。

これに対し、黒文字画を再現する場合にも、カラーゴ
ーストが発生してしまい、満足のゆく結果が得られてい
なかった。

また、カラー階調画と黒文字画とでは階調（γ）やMT
F補正量を変えることが好ましいが、実際は固定されて
おり、良好な再現が行えなかった。

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、カラー階調画での低彩度の色再
現を改善し階調特性を向上させると共に、文字画での解
像力を向上させ、カラーゴーストを低減することが可能
なカラー画像処理装置を実現することにある。

（課題を解決するための手段）上記した課題を解決する本発明は、カラー画像信号を
無彩色領域と有彩色領域と中間色領域とに色分けする手
段と、前記カラー画像信号から画像がカラー階調画か黒
文字画かを判別可能な画像判別処理手段と、該画像判別
処理手段の判別結果がカラー階調画である場合は、前記
中間色領域のカラー画像信号を前記有彩色領域のカラー
画像信号に修正し、前記画像判別処理手段の判別結果が
黒文字画である場合は、前記中間色領域のカラー画像信
号を前記無彩色領域のカラー画像信号に修正する修正手
段と、該修正手段での修正により無彩色領域と有彩色領
域とに二分された後のカラー画像信号に対して、カラー
階調画と黒文字画のそれぞれに応じた階調処理若しくは
空間周波数フィルタ処理を行う画像処理手段と、を具備
し、前記画像処理手段での階調処理は、前記画像判別処
理手段の判別結果がカラー階調画の場合は階調を低く
し、黒文字画の場合は階調を高くする処理であり、前記
画像処理手段での空間周波数フィルタ処理は、前記画像
判別処理手段の判別結果がカラー階調画の場合は空間周
波数補正の補正量を弱くし、黒文字画の場合は空間周波
数補正の補正量を強くする処理であることを特徴とする
ものである。

（作用）本発明のカラー画像処理装置において、画像の種類に
従って、無彩色と有彩色との色分けの領域が変えられる
と共に、画像の種類で異なる画像処理が実行される。

（実施例）以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成図であ
る。図において、１は外部から与えられるR,G,B各８ビ
ットのディジタルデータをそれぞれ6,6,5ビットのデー
タに変換する濃度変換部である。２は濃度変換部１から
のR,G,Bデータを受けて、後述する白／黒／有彩色／中
間色の弁別を行い、カラーコードを出力するカラーコー
ド生成部である。３はR,G,Bデータを受けて、Y,M,C,Kの
データを生成する色再現処理を行う色再現部である。４
はＧの８ビットデータを受けて、その濃度勾配から黒文
字画／カラー階調画の判別を行う画像判別部である。５
は画像判別部４からの判別信号を受けて、中間色のカラ
ーコードを有彩色若しくは無彩色のカラーコードに振り
分けるカラーコード修正部である。６は修正されたカラ
ーコードに従い色再現部３からのY,M,C,Kの濃度データ
を選択的に通過させるセレクタである。７はカラーゴー
スト補正を行うカラーゴースト補正部、８は各種フィル
タ処理を行うフィルタ処理部、９は階調特性の補正を行
う階調補正部である。尚、フィルタ処理部８と階調補正
部９での処理は、画像判別信号により各判別結果でそれ
ぞれ異なった処理が実行される。

以下、本実施例の動作の説明をする。

原稿画像は図示しない画像読取り部で読取られ、R,G,
B毎の８ビットのディジタルデータに変換される。そし
て、R,G,Bそれぞれのディジタルデータは、濃度変換部
１に供給される。濃度変換部１では、８ビットのデータ
が人間の視覚特性に合わせてそれぞれ6,6,5ビットのデ
ータに変換される。そして、R,G,Bの濃度変換部１の出
力データはカラーコード生成部２並びに色再現部３に印
加される。カラーコード処理部２では、R,G,Bのそれぞ
れのデータのレベルにより、各画素が後述の白／黒／無
彩色／中間色のいずれに属するかを示すカラーコードを
出力する。

第２図はカラーコード生成部２でのカラーコードの生
成の様子を示す説明図である。図の立方体において、水
平方向手前がＲの濃度である。そして、垂直方向がＢの
濃度であり、奥行き方向がＧの濃度である。従って、R,
G,Bの濃度が全て零となる左下手前（及びその周辺）が
白（カラーコード;00）、全ての濃度が最大になる右上
奥（及びその周辺）が黒になる。ここで、白と黒とを結
んだ無彩色（白は含まない。無彩色は黒トナーで記録さ
れるので、以下黒という）の領域（カラーコード;11）
を狭く設定すると共に、この黒の領域の周囲に比較的広
い中間色領域（カラーコード;01）を設定する。そし
て、これ以外の領域を有彩色領域とする（カラーコー
ド;10）。すなわち、黒文字画，カラー階調画のどちら
の場合にも必ず無彩色（黒）である領域のみを黒領域と
して設定する。そして、カラー階調画の場合には低彩度
の領域であり、黒文字画の場合にはカラーゴーストの可
能性のある領域を中間色領域として設定する。この様子
をCIEのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊均等色空間で示すと、第３図Ａの
ようになる。

従って、カラーコード生成部２は上記のような２ビッ
トのカラーコード（白;00,黒;11,中間色;01,有彩色;1
0）を出力する。

このカラーコードはカラーコード修正部５に供給され
る。そして、カラーコード修正部５は画像判別部４で生
成された画像判別信号（カラー階調画／文字画を弁別す
る信号）を基準にして、中間色のカラーコード（01）を
黒（11）か有彩色（10）かのカラーコードに修正する。
すなわち、処理中の画像がカラー階調画である場合は中
間色のカラーコードを有彩色のカラーコードに修正し
（第３図Ｃ）、低彩度の色彩の再現性を向上させるよう
にする。また、処理中の画像が黒文字画である場合は中
間色カラーコードを黒のカラーコードに修正し（第３図
Ｂ）、カラーゴーストの発生を抑制するようにする。

第４図は画像判別の様子を説明するための説明図であ
る。図において、Ｘは画像判別を行おうとしている注目
画素、Ｖは１ライン前の画素、Ｗは１画素分前の画素、
Ｙは１画素分後の画素、Ｚは１ライン後の画素である。
ここで、各画素の濃度データ（８ビット）を利用し、濃
度勾配を求める。すなわち、注目画素Ｘの濃度勾配Ｓ
は、以下の式で求められる。

Ｓ＝|V−X|＋|W−Y| … このようにして周辺の画素を濃度勾配のＳパラメータ
を求める。

尚、このＳパラメータ以外にＳ′＝|V−X|＋|W−X| … Ｓ″＝|V−Z|＋|W−Y| … なるパラメータも考えられるが、Ｓ′は周辺画素を２
画素しか使用しないため判別能力が十分でなく、Ｓ″は
副走査方向に３画素必要なため多数の画像メモリが必要
になるといった欠点がある。従って、小容量で判別能力
の高式のＳパラメータを使用することにする。

第５図は画像判別部４の詳細を示す構成図である。図
において、12は画素Ｙのデータを保持するレジスタ、13
は画素Ｘのデータを保持するレジスタ、14は画素Ｗのデ
ータを保持するレジスタ、15はＷとＹとで減算を行い絶
対値（|W−Y|）を生成する減算絶対値化回路、16,17は
画素Ｖのデータを保持するレジスタ、18はＶとＸとで減
算を行い絶対値（|V−X|）を生成する減算絶対値化回
路、19は減算絶対値化回路15,18の出力を加算（|W−Y|
＋|V−X|）する加算回路、20は濃度勾配のしきい値を発
生するしきい値発生回路、21は加算回路19の加算出力と
しきい値とを比較することにより画像判別信号を発生す
る比較回路である。

次に、この画像判別について色彩の面から説明する。
CIEのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊均等色空間で色度面ａ^＊ｂ^＊におい
て、黒，中間色，有彩色の各カラーコードを第３図Ａの
ような色領域に設定してある。

尚、このカラーコードの領域は以下の式のＱとR,G,B
の読取りレベル（８ビット;0〜255）により定める。

ここで、W₂＝（Ｒ＋2G＋Ｂ）/5, W₀＝255である。

（１）Ｑ≦15かつＧ＞180のときカラーコード:00（白）（２）Ｑ≦7.5かつＧ≦180のときカラーコード:11（黒）（３）7.5≦Ｑ≦15かつＧ≦180のときカラーコード:01（中間色）（４）Ｑ＞15 カラーコード:10（有彩色）そして、画像判別部４が上述のようにパラメータＳを
求め、このＳをしきい値Ｔと比較する。Ｓ＞Ｔの時は黒
文字と判断して中間色領域を黒領域とする（第３図
Ｂ）。また、Ｓ≦Ｔの時はカラー階調画と判断して中間
色領域を有彩色領域とする（第３図Ｃ）。

第６図は中間色の濃度勾配パラメータＳのヒストグラ
ムから求められた累積分布を示している。図において、
カラー階調画は有彩色コードの割合を示し、黒文字は黒
コードの割合を示している。両者が交わるところが同じ
判別率になる。この場合、しきい値Ｔ＝51で判別率82.4
％になる。従って、しきい値Ｔを51として設定し、カラ
ー階調画と黒文字画の判別を行うようにする。

このようにしてカラーコードの修正がなされた後、こ
の修正されたカラーコード及びスキャンコード（プリン
タで記録を行っている色を示すコード）を基準にして、
Y,M,C,Kのデータがセレクタ６を選択的に通過する。す
なわち、修正されたカラーコードが有彩色（10）のとき
は、色再現部３からのY,M,Cがセレクタ６を通過する。
また、修正されたカラーコードが黒のときは、色再現部
３からのＫがセレクタ６を通過する。

そして、カラーゴースト補正，フィルタ処理，階調補
正が行われる。このフィルタ処理では、MTF補正，平滑
化処理等が行われる。

MTF補正とは各種の原因により低下した解像度を補正
するための処理である。従って、文字モードと写真モー
ドとでMTF補正の補正量を変更することが望ましい。例
えば、文字画モードでは補正量を強くし、写真モードで
は補正量を弱くする。このようにするためには、Ｎ×Ｎ
（Ｎ＝3,5,7）の画素の画像データを使用するコンボリ
ューションフィルタを採用して、モードによりフィルタ
係数を変更すれば良い。すなわち、コンボリューション
フィルタを文字画のときはハイパスフィルタに、カラー
階調画のときはローパスフィルタにする。

また、階調画を処理する際には、網点同士により生じ
るビート妨害（モアレ）を軽減するため、平滑化処理を
行う。

このフィルタ係数の例としては、例えば、次のものが
ある。

階調補正部９では、第７図に示すように階調画を処理
する際には階調（γ）を低くし、滑らかな階調特性を得
るようにする。また、文字画を処理する際にはγを高め
に設定し、鮮鋭な画像を得られるようにする。

そして、画像処理の完了した画像信号が外部のプリン
タユニット等に供給され、記録紙に画像の形成が行われ
る。

以上のように、本実施例では、カラーコードを有彩色
／黒／白／中間色に分け、処理モードに応じて中間色を
黒若しくは有彩色に振り分けると共に、モードにより画
像処理（MTF補正，γ補正）の内容を変えるようにし
た。このため、黒文字画では中間色領域が黒領域にな
り、カラーゴーストが発生しないと共に、解像力が向上
し鮮鋭な画像が得られる。また、カラー階調画では中間
色領域が有彩色領域になり、低彩度の有彩色も良好に再
現することができると共に、階調再現性の優れた画像が
得られる。

次に、本発明のカラー画像処理装置が適用されるカラ
ー複写機の各部の構成並びに動作を第８図を参照して説
明する。尚、このカラー複写機の現像はカラー乾式現像
方式が使用される。この例では２成分非接触現像で且つ
反転現像が採用される。つまり、従来のカラー画像形成
で使用される転写ドラムは使用せず、画像を形成する電
子写真感光体ドラム上で重ね合わせを行う。また、以下
の例では、装置の小型化を図るため、画像形成用のOPC
感光体（ドラム）上に、イエロー，マゼンタ，シアン及
びブラックの４色像をドラム４回転で現像し、現像後転
写を１回行って、普通紙等の記録紙に転写するようにし
ている。

カラー複写機の装置のコピー釦をオンにすることによ
って原稿読み取り部Ａが駆動される。そして、原稿台12
8の原稿101が光学系により光走査される。

この光学系は、ハロゲンランプ等の光源129,130及び
反射ミラー131が設けられたキャリッジ132,Vミラー133
及び133′が設けられた可動ミラーユニット134で構成さ
れる。

キャリッジ132及び可動ミラーユニット134はステッピ
ングモーター135により、スライドレール136上をそれぞ
れ所定の速度及び方向に走行せしめられる。

光源129,130により原稿101を照射して得られた光学情
報（画像情報）が反射ミラー131,ミラー133,133′を介
して、光学情報変換ユニット137に導かれる。

原稿台128の左端部裏面側には標準白色板が設けられ
ている。これは、標準白色板を光走査することにより画
像信号を白色信号に正視化するためである。

光学情報変換ユニット137はレンズ139、プリズム14
0、２つのダイクロイックミラー102,103及び赤の色分解
像が撮像されるCCD104と、緑色の色分解像が撮像される
CCD105と、青色の色分解像が撮像されるCCD106とにより
構成される。

光学系により得られる光信号はレンズ139により集約
され、上述したプリズム140内に設けられたダイクロイ
ックミラー102により青色光学情報と、黄色光学情報に
色分解される。更に、ダイクロイックミラー103により
黄色光学情報が赤色光学情報と緑色光学情報に色分解さ
れる。このようにしてカラー光学像はプリズム140によ
り赤R,緑G,青Ｂの３色光学情報に分解される。

それぞれの色分解像は各CCDの受光面で結像されるこ
とにより、電気信号に変換された画像信号が得られる。
画像信号は信号処理系で信号処理された後、各色信号が
書き込み部Ｂへと出力される。

信号処理系は第１図に示した濃度変換部１乃至階調補
正部９の各種信号処理回路の他、A/D変換器等を含む。

書き込み部Ｂは偏向器141を有している。この偏向器1
41としては、ガルバノミラーや回転多面鏡等の他、水晶
等を使用した光偏向子からなる偏向器を使用してもよ
い。色信号により変調されたレーザビームはこの偏向器
141によって偏向走査される。

偏向走査が開始されると、レーザビームインデックス
センサー（図示せず）によりビーム走査が検出されて、
第１の色信号（例えばイエロー信号）によるビーム変調
が開始される。変調されたビームは帯電器154によっ
て、一様な帯電が付与された像形成体（感光体ドラム）
142上を走査するようになされる。

ここで、レーザビームによる主走査と、像形成体142
の回転による副走査とにより、像形成体142上には第１
の色信号に対応する静電潜像が形成されることになる。

この静電潜像は、イエロートナーを収容する現像器14
3によって現像され、イエロートナー像が形成される。
尚、この現像器には高電圧源からの所定の現像バイアス
電圧が印加されている。

現像器143のトナー補給はシステムコントロール用のC
PU（図示せず）からの指令信号に基づいて、トナー補給
手段（図示せず）が制御されることにより、必要時トナ
ーが補給されることになる。上述のイエロートナー像は
クリーニングブレード147aの圧着が解除された状態で回
転され、第１の色信号の場合と同様にして第２の色信号
（例えばマゼンタ信号）に基づき静電潜像が形成され
る。そして、マゼンタトナーを収容する現像器144を使
用することによって、これが現像されてマゼンタトナー
像が形成される。

現像器144には高圧電源から所定の現像バイアス電圧
が印加されるは言うまでもない。

同様にして、第３の色信号（シアン信号）に基づき静
電潜像が形成され、シアントナーを収容する現像器145
によりシアントナー像が形成される。又、第４の色信号
（黒信号）に基づき静電潜像が形成され、黒トナーが充
填された現像器146により、前回と同様にして現像され
る。

従って、像形成体142上には多色トナー像が重ねて形
成されたことになる。

尚、ここでは４色の多色トナー像の形成について説明
したが、２色又は単色トナー像を形成することができる
のは言うまでもない。

現像処理としては、上述したように、高圧電源からの
交流及び直流バイアス電圧が印加された状態において、
像形成体142に向けて各トナーを飛翔させて現像するよ
うにした、所謂２成分非接触現像の例を示した。

また、現像器144,145,146へのトナー補給は、上述と
同様にCPUからの指令信号に基づき、所定量のトナー量
が補給される。

一方、給紙装置148から送り出しロール149及びタイミ
ングロール150を介して送給された記録紙Ｐは像形成体1
42の回転とタイミングを合わせられた状態で、像形成体
142の表面上に搬送される。そして、高電源から高圧電
圧が印加された転写極151により、多色トナー像が記録
紙Ｐ上に転写され、且つ分離極152により分離される。

分離された記録紙Ｐは定着装置153へと搬送されるこ
とにより定着処理がなされてカラー画像が得られる。

転写終了した像形成体142はクリーニング装置147によ
り清掃され、次の像形成プロセスに備える。

クリーニング装置147においては、クリーニングブレ
ード147aにより清掃されたトナーの回収をしやすくする
ため、金属ロール147bに所定の直流電圧が印加される。
この金属ロール147bが像形成体142の表面に非接触状態
に配置される。クリーニングブレード147aはクリーニン
グ終了後、圧着を解除されるが、解除時、取り残される
不要トナーを解除するため、更に補助ローラ147cが設け
られ、この補助ローラ147cを像形成体142と反対方向に
回転、圧着することにより、不要トナーが十分に清掃、
除去される。

尚、上記の説明では本実施例のカラー画像処理装置を
カラー複写機に適用する例について説明したが、本発明
のカラー画像処理装置はこれ以外の各種の機器に使用で
きることはいうまでもない。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明では、有彩色と無
彩色との色分けに際し、中間色領域を設定し、この中間
色領域を画像の種類に応じて有彩色若しくは無彩色に振
り分けるようにした。また、画像の種類に応じて、画像
処理内容を偏向するようにした。このため、カラー階調
画での低彩度の色再現を改善し階調特性を向上させると
共に、文字画での解像力を向上させ、カラーゴーストを
低減することが可能なカラー画像処理装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成図、第２図
はカラーコード生成の様子を説明する説明図、第３図は
色分けの様子を示す説明図、第４図は画像判別の様子を
説明するための説明図、第５図は画像判別部の構成例を
示す構成図、第６図は濃度勾配と画像判別の関係を示す
特性図、第７図は文字画と階調画のγ特性を示す特性
図、第８図はカラー複写機の全体構成を示す構成図、第
９図は従来のカラーコードの生成の様子を示す説明図で
ある。１……濃度変換部、２……カラーコード生成部３……色再現部４……画像判別部５……カラーコード修正部６……セレクタ７……カラーゴースト補正部８……フィルタ処理部、９……階調補正部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー画像信号を無彩色領域と有彩色領域
と中間色領域とに色分けする手段と、前記カラー画像信号から画像がカラー階調画か黒文字画
かを判別可能な画像判別処理手段と、該画像判別処理手段の判別結果がカラー階調画である場
合は、前記中間色領域のカラー画像信号を前記有彩色領
域のカラー画像信号に修正し、前記画像判別処理手段の
判別結果が黒文字画である場合は、前記中間色領域のカ
ラー画像信号を前記無彩色領域のカラー画像信号に修正
する修正手段と、該修正手段での修正により無彩色領域と有彩色領域とに
二分された後のカラー画像信号に対して、カラー階調画
と黒文字画のそれぞれに応じた階調処理若しくは空間周
波数フィルタ処理を行う画像処理手段と、を具備し、前記画像処理手段での階調処理は、前記画像判別処理手
段の判別結果がカラー階調画の場合は階調を低くし、黒
文字画の場合は階調を高くする処理であり、前記画像処
理手段での空間周波数フィルタ処理は、前記画像判別処
理手段の判別結果がカラー階調画の場合は空間周波数補
正の補正量を弱くし、黒文字画の場合は空間周波数補正
の補正量を強くする処理であることを特徴とするカラー
画像処理装置。