JP2898042B2 - 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］ この発明は、カラー読取り信号を無彩色および有彩色
に色分けして画像処理をするカラー画像処理装置に関す
る。

［発明の背景］ 文字画、写真画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、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６図は、上述のようなカラー画像処理装置において
有彩色および無彩色の判別をする際の様子を示したもの
である。

同図の立方体において、水平方向がＲの濃度、垂直方
向がＢの濃度、奥行き方向がＧの濃度である。そのた
め、R,G,Bの濃度が全て零となる点（左下手前）が白、
全て最大となる点（右上奥）が黒になる。この場合、白
の点と黒の点とを結ぶ領域（破線円筒で図示）が無彩色
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、この無彩色領域を設定するに当たっては、
以下の、のような相反する要求がある。

CCDセンサのR,G,B間の画素ずれやレンズの収差に起因
して、黒の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設定する必要がある。

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
るだけ狭く設定する必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ したがって従来においては、これら相反する要求の妥
協点でもって無彩色領域が設定されている。

そのため、例えばカラー階調画の低彩度部の色再現は
満足できるものではなかった。つまり、無彩色領域をそ
れほど狭く設定できないので、カラー階調画の低彩度部
が無彩色に色分けされて無彩色に対応する画像処理が行
なわれ、この低彩度部が無彩色として再現される不都合
があった。

また、例えば黒文字画の再現も満足できるものではな
かった。つまり、無彩色領域をそれほど広く設定できな
いので、文字エッジ部が有彩色に色分けされて有彩色に
対応する画像処理が行なわれ、この文字エッジ部にカラ
ーゴーストが発生する不都合があった。

この発明は、カラー階調画の低彩度部の色再現および
黒文字画の再現を改善することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ この発明は、カラー読取り信号から複数の記録色に応
じた有彩色画像処理用のデータを生成する色再現部と、
カラー読取り信号から無彩色画像処理用のデータを生成
する単色色再現部とを有するカラー画像処理装置であっ
て、カラー読取り信号を中間色および有彩色に色分け
し、それぞれで中間色および有彩色のコードを発生する
第１の色分け手段と、カラー読取り信号から画像の種類
を判別する画像判別手段と、この画像判別手段の判別結
果に応じて第１の色分け手段で色分けされた中間色を無
彩色および有彩色に色分けし、それぞれで無彩色および
有彩色のコードを発生する第２の色分け手段と、第１お
よび第２の色分け手段で発生されるコードが、有彩色の
コードであるときには色再現部で作成されたデータを選
択して出力し、無彩色のコードであるときには単色色再
現部で作成されたデータを選択して出力する画像処理切
換手段とを備えるものである。

［作用］ 画像判別手段では、例えば画像の濃度勾配が検出さ
れ、この濃度勾配が所定値より大きいときには黒文字画
と判別すると共に、所定値より小さい時にはカラー階調
画であると判別する。そして、中間色は、黒文字画と判
別されるときには無彩色、一方カラー階調画と判別され
るときには有彩色に色分けされる。

また、画像処理切換手段では、第１および第２の色分
け手段で発生されるコードが、有彩色のコードであると
きには色再現部で作成された例えはY,M,Cのデータが選
択されて出力されると共に、無彩色のコードがあるとき
には単色色再現部で作成されたＫのデータが選択されて
出力される。

したがって、濃度勾配が大きな部分を除きカラー階調
画の低彩度部は有彩色に色分けされ、有彩色に対応する
画像処理が行なわれるため、この低彩度部の色再現が改
善される。

また、黒文字画の文字エッジ部では濃度勾配が大きい
ので無彩色に色分けされ、無彩色に対応する画像処理が
行なわれ、文字エッジ部にはカラーゴーストは発生せ
ず、確実に黒色で再現されるため、黒文字画の再現が改
善される。

［実施例］ 以下、第１図を参照しながら、この発明の一実施例に
ついて説明する。

同図において、画像読取り部（図示せず）からの赤R,
緑G,青Ｂの各８ビットのディジタルデータが入力端子1
R,1G,1Bより濃度変換部２に供給される。この濃度変換
部２では、R,G,Bの８ビットのデータが、それぞれ人間
の視覚特性に合わせて６ビットのデータに変換される。

濃度変換部２からのR,G,Bのデータは色再現部３に供
給される。この色再現部３では、R,G,Bのデータより有
彩色画像処理用のイエローY,マゼンタM,シアンC,黒Ｋの
データが生成される。この色再現部３より出力されるY,
M,C,Kの胃ータはセレクタ４に供給される。

また、濃度変換部２からのＧのデータは単色色再現部
５に供給される。単色色再現部５では、Ｇのデータより
無彩色画像処理用の黒のデータＫ′が生成される。な
お、この黒のデータＫ′はＲまたはＢのデータより生成
してもよく、さらにＲ〜Ｂの２色または全ての色から生
成してもよい。この単色色再現部５より出力されるＫ′
のデータはセレクタ４に供給される。

また、濃度変換部２からのR,G,Bのデータはカラーコ
ード生成部６に供給される。このカラーコード生成部６
では、R,G,Bのデータのレベル（濃度）によって中間色
および有彩色の色分けが行なわれる。そして、このカラ
ーコード生成部６からは、中間色および有彩色のいずれ
に属するかを示すカラーコードが出力される。

ここで、中間色領域および有彩色領域の設定は、以下
に示すように行なわれる。

即ち、第２図Ａに示すように、L^*，a^*，b^*表色系で半
径ｒの円柱を作成し（同図にL^*方向は図示せず）、その
内部を中間色領域として設定すると共に、その外部を有
彩色領域として設定する。この場合、円柱の内部は画像
情報に応じて無彩色とも有彩色とも取れる領域とされ、
例えばｒ＝15とされる。

カラーコード生成部６では、R,G,BのデータがL^*，
a^*，b^*表色系に変換され、その色座標位置が半径ｒの円
柱の内部にあるか外部にあるかが判別される。そして、
円柱の内部にあるときには中間色に属することを示すカ
ラーコード、例えば「01」が出力され、その外部にある
ときには有彩色に属することを示すカラーコード、例え
ば「10」が出力される。

なお、このカラーコード生成部６は、例えばROMより
なるテーブルをもって構成される。

第１図に戻って、カラーコード生成部６より出力され
るカラーコードは、カラーコード修正部７に供給され
る。

また、入力端子1Gに供給されるＧのデータは画像判別
部８に供給される。この画像判別部８では、Ｇの濃度勾
配から黒文字画であるかカラー階調画であるかの判別が
行なわれる。この場合、R,G,Bの全てのデータを使用し
て判別してもよいがコスト高となる。そこで、本例では
視感度に最も合っているＧのデータのみを使用して判別
している。

第３図は画像判別に使用される画素を示している。同
図おいて、Ｘは画像判別を行なおうとしている注目画
素、Ｖは１ライン前の画素、Ｗは１画素前の画素、Ｙは
１画素後の画素、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）を利用して濃度勾
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＝2|V−X|＋|W−Y| … このようにして周辺の画素から濃度勾配のＳパラメー
タを求める。

なお、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。しかし、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画素必要なためメモリ容量が大き
くなるといった欠点がある。

そこで本例では、メモリ容量が小さくてすみ、かつ判
別能力が高い式のＳパラメータを使用している。

第４図は、画像判別部８の具体構成を示す図である。

同図において、21は画素Ｙのデータを保持するレジス
タ、22は画素Ｘのデータを保持するレジスタ、23は画素
Ｗのデータを保持するレジスタ、24はＷとＹとで減算を
行ない、絶対値|W−Y|を生成する減算絶対値化回路であ
り、この減算絶対値化回路24からの絶対値|W−Y|は加算
器28に供給される。

また、25はラインメモリ、26は画素Ｖのデータを保持
するレジスタ、27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であり、この減算絶対値
化回路27からの絶対値|V−X|は、増幅器29で２倍に増幅
されたのち加算器28に供給される。

加算器28では絶対値|W−Y|と2|V−X|の加算が行なわ
れ、その加算信号|W−Y|＋2|V−X|は比較器30にＳパラ
メータとして供給される。また、この比較器30には閾値
発生器31より濃度勾配の閾値Ｔが供給される。

比較器30では、Ｓパラメータが閾値Ｔと比較され、Ｓ
＞Ｔであるときは黒文字画であることを示す、例えば高
レベル“1"の信号が出力され、Ｓ≦Ｔであるときにはカ
ラー階調画であることを示す、例えば低レベル“0"の信
号が出力される。

第１図に戻って、画像判別部８より出力される画像判
別信号はカラーコード修正部７に供給される。このカラ
ーコード修正部７では、カラーコード生成部６より供給
されるカラーコードのうち、有彩色に属することを示す
カラーコード「10」はそのまま出力され、中間色に属す
ることを示すカラーコード「01」は、画像判別信号によ
って修正されて出力される。

つまり、画像判別信号が黒文字画であることを示す高
レベル“1"の信号であるとき、中間色を示すカラーコー
ド「01」は、無彩色に属することを示すカラーコード、
例えば「11」に修正される。このとき、領域の設定は、
等価的に第２図Ｂに示すように表される。

一方、画像判別信号がカラー階調画であることを示す
低レベル“0"の信号であるとき、中間色を示すカラーコ
ード「01」は、有彩色に属することを示すカラーコード
「10」に修正される。このとき、領域の設定は、等価的
に第２図Ｃに示すように表される。

カラーコード修正部７より出力されるカラーコードは
セレクタ４に供給される。このセレクタ４にはスキャン
コード（プリンタで記録を行なっている色を示すコー
ド）が供給される。セレクタ４からは、スキャンコード
を基準にしてプリンタで記録を行なっている色に対応し
た色のデータが選択されて出力される。

そしてこの場合、カラーコードが有彩色に属すること
を示すカラーコード「10」である画素部分ではイエロー
〜黒のデータとして色再現部３より出力されるY,M,C,K
のデータが出力される。一方、カラーコードが無彩色に
属することを示すカラーコード「11」である画素部分で
は、イエロー〜シアンのデータとして零が出力されると
共に、黒のデータとして単色色再現部５より出力される
Ｋ′のデータが出力される。

セレクタ４より出力されるデータは各種フィルタ処理
を行なうフィルタ処理部10および階調補正部11を介して
プリンタユニット12に供給され、記録紙に画像の形成が
行なわれる。

このように本例においては、無彩色と有彩色に後処理
により再変換される領域は中間色に色分けされてカラー
コード生成部６からは中間色に属することを示すカラー
コード「01」が出力される。そして、このカラーコード
「01」は、カラーコード修正部７でもって画像の濃度勾
配が閾値より大きいときには無彩色に属することを示す
カラーコード「11」に修正され、閾値より小さいときに
は有彩色に属することを示すカラーコード「10」に修正
される。そして、カラーコード修正部７より出力される
カラーコードが「10」であるときにはセレクタ４では色
再現部３より出力されるY,M,C,Kのデータが選択されて
有彩色に対応する画像処理が行なわれる。一方、カラー
コードが「11」であるときには単色色再現部５より出力
されるデータＫ′が選択されて無彩色に対応する画像処
理が行なわれる。

したがって本例によれば、濃度勾配が大きな部分を除
きカラー階調画の低彩度部では、有彩色に属することを
示すカラーコード「10」が出力されて有彩色に対応する
画像処理が行なわれる。そのため、低彩度部が無彩色で
再現されるということが少なくなり、この低彩度部の色
再現性を改善することができる。

また、黒文字画の文字エッジ部では濃度勾配が大きい
ので、無彩色に属することを示すカラーコード「11」が
出力されて無彩色に対応する画像処理が行なわれる。そ
のため、文字エッジ部にはカラーゴーストが発生するこ
とはなく確実に黒色で再現され、黒文字画の再現性を改
善することができる。

以下、この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５図を参照して
説明する。なお、このカラー複写機の現像にはカラー乾
式現像方式が使用される。この例では２成分非接触現像
でか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、画像を作成
する電子写真感光体ドラム上で重ね合わせを行なう。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、
シアンおよび黒の４色像をドラム４回転で現像し、現像
後転写を１回行なって、普通紙等の記録紙に転写するよ
うにしている。

カラー複写機のコピー釦をオンすることによって、原
稿読取り部Ａが駆動される。そして、原稿台128の原稿1
01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および反
射ミラー131が設けられたキャリッジ132,Vミラー133お
よび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および可動ミラーユニット134はステッ
ピングモータ（図示せず）により、スライドレール136
上をそれぞれ所定の速度および方向に走行せしめられ
る。

光源129により光源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,V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138が設けら
れている。これは、標準白色板138を光走査することに
より画像信号を白色信号に正規化するためである。

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および赤の色分
解像が撮像されるＲ−CCD104と、緑色の色分解像が撮像
されるＧ−CCD105と、青色の色分解像が撮像されるＢ−
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により集光
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、イエロー光学情
報に色分解される。そらに、ダイクロイックミラー103
によりイエロー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CCD104〜106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
色の記録用画像信号が書き込み部Ｂへ出力される。

信号処理系は第１図に示した濃度変換部２〜階調補正
部11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14
1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（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。
なお、この現像器143には高圧電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
ほ収容する現像器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に高圧電源から所定の現像バイアス電圧が
印加されることは言うまでもない。

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。また、第４の色信
号（黒信号）に基づき静電潜像が形成され、黒トナーを
収容する現像器146により、黒トナー像が形成される。

したがって、像形成体142上には多色トナー像が重ね
て形成されることになる。

なお、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色または単色トナー像を形成することがで
きることは言うまでもない。

現像処理としては、上述したように、高圧電源からの
交流およ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、いわゆる非接触２成分ジャンピング現像
の例を示した。

また、現像器144,145,146へのトナー補給は、現像器1
43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およびタイ
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142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、高圧電源か
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、かつ分離極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、次の像形成体プロセスに備える。

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、解除後、取り残される
不要トナーを除去するため、さらに補助ローラ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。

なお、上述実施例においては、この発明のカラー画像
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、この発明はこれ以外の各種の機器に使用できること
は言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、無彩色とも
有彩色ともとれる領域は中間色に色分けされ、さらにこ
の中間色を、例えば画像の濃度勾配に応じて無彩色と有
彩色に色分けをして対応する画像処理をさせるものであ
る。したがって、濃度勾配が大きな部分を除きカラー階
調画の低彩度部は有彩色に色分けされ、有彩色に対応す
る画像処理が行なわれるため、この低彩度部の色再現性
を改善できる。また、黒文字画の文字エッジ部では濃度
勾配が大きいので無彩色に色分けされ、無彩色に対応す
る画像処理が行なわれ、文字エッジ部にはカラーゴース
トは発生せず、確実に黒色で再現されるため、黒文字画
の再現性を改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は領
域設定を説明するための図、第３図は画像判別に使用さ
れる画素を示す図、第４図は画像判別部の構成例を示す
図、第５図はカラー複写機の全体構成を示す構成図、第
６図は従来のカラーコード生成の説明のための図であ
る。 1R,1G,1B……入力端子 ２……濃度変換部 ３……色再現部 ４……セレクタ ５……単色色再現部 ６……カラーコード生成部 ７……カラーコード修正部 ８……画像判別部 10……フィルタ処理部 11……階調補正部 12……プリンタユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新妻 徹也 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 (72)発明者 平塚 誠一郎 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−249364（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288670（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288671（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288672（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280573（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−309467（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/46 - 1/64 H04N 1/40 - 1/409

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー読取り信号から複数の記録色に応じ
   た有彩色画像処理用のデータを生成する色再現部と、 前記カラー読取り信号から無彩色画像処理用のデータを
   生成する単色色再現部とを有するカラー画像処理装置で
   あって、 前記カラー読取り信号を中間色および有彩色に色分け
   し、それぞれで中間色および有彩色のコードを発生する
   第１の色分け手段と、 前記カラー読取り信号から画像の種類を判別する画像判
   別手段と、 この画像判別手段の判別結果に応じて前記第１の色分け
   手段で色分けされた中間色を無彩色および有彩色に色分
   けし、それぞれで無彩色および有彩色のコードを発生す
   る第２の色分け手段と、 前記第１および第２の色分け手段で発生されるコード
   が、有彩色のコードであるときには前記色再現部で作成
   されたデータを選択して出力し、無彩色のコードである
   ときには前記単色色再現部で作成されたデータを選択し
   て出力する画像処理切換手段とを備える ことを特徴とするカラー画像処理装置。