JP2966426B2

JP2966426B2 - カラー画像処理装置および方法

Info

Publication number: JP2966426B2
Application number: JP1033577A
Authority: JP
Inventors: 達也村上; 雅章藤縄; 浩道藤澤; 秀文増崎; 敏伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH02214260A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、カラー文書などの色情報を含む画像を入
力、蓄積、検索する機能や、ディスプレイや、プリンタ
などに出力する機能を有するシステムに係り、モノクロ
画像とカラー画像の混在した画像を効率良く符号化し、
また検索時にはカラー表示の他、モノクロ画像を高速に
表示できる機能も有する画像処理システムに係る。

【従来の技術】

従来より、画像情報の蓄積、通信を行う場合、一般に
冗長度を抑制し、データ量を減らすため、データを符号
化し用いている。一方、カラー画像をデジタルデータとして扱う装置に
おいては、画像は赤、緑、青の３原色に色分解してでき
る３種類の多値データとして扱われていた。（以後それ
ぞれをR,G,Bと記す）しかしながら、この３種類のデー
タは３色間の相関が高い。そのため冗長度が高く、その
ままでは符号化効率が低い。これに対して、TVあるいはVTR等では、RGBのカラー画
像データを、輝度情報（以後、Ｙと示す）と２種類の色
差情報（以後、ＩおよびＱと示す）に変換する方式が広
く用いられており、文書に対しても、この手法を用いる
例が示されている。（例えば、特開昭63−9282など）しかしながら従来の輝度／色差への変換を用いる装置
においては、直交変換など多値データ用の符号化方式を
用いて情報圧縮を施す。該公知例においてもこの方式が
用いられている。ところが、この多値データ用の符号化
方式を文書画像に適用すると、以下のような問題が生じ
る。（ａ）文字など線図形を扱うと、符号化効率が著しく低
下する。（ｂ）FAXや電子ファイルシステムなど、文書を２値画
像として扱う装置で直接出力できない。一方、デジタル複写機などにおいては、輝度／色差へ
の変換を行わず、入力したR,G,B3原色の画像データをそ
のまま用いて出力する。また、プリンタに出力するな
ど、２値化処理が必要な場合も、多値のRGBデータをそ
のまま、２値化する。この方式の高機能化をはかった公
知例としては、例えば特開昭63−174472がある。この公
知例は、R,G,Bより輝度情報を算出し、その値に応じ
て、２値化方式を切り替える方式を示している。ところが、R,G,B形式のままではデータの冗長度が高
く、符号化効率が低いため、複写機などはともかくデー
タの蓄積／伝送を行う装置には適さない。特に、画像中
にモノクロ部分がある場合、この方式では、色の情報が
必要ないにもかかわらず、全く同じR,G,Bのデータをそ
れぞれ必要とする。カラー文書においても、テキストの領域の多くはモノ
クロである。したがって、この方式は多数の文書画像デ
ータを蓄積する電子ファイルシステムや、低いデータ転
送速度で文書画像を送る必要のあるFAXなどには適さな
い。

【発明が解決しようとする課題】一般に用いられるカラー文書では、画像の一部にカラ
ー画像を含みながら、大きなモノクロの領域を有する場
合が多い。また、写真等の中間調画像ばかりでなく、文
字等の線図形の領域も多数存在する。従って、文書を対
象とするシステムは、たとえカラー写真を対象としたシ
ステムでも、モノクロ画像や文字を効率良く扱えること
が重要である。ところが、前述の通り、これまでのカラー画像のを扱
うシステムは、カラーの中間調画像のみを対象としてい
た。そのため、カラー画像やモノクロ画像、さらには文
字等の混在する文書を扱うことは、あまり検討されてい
なかった。例えば、R,G,B3原色のデータを用いる方式は、カラー
画像のみからなる文書を対象としている。そのため、モ
ノクロ部分に対してもR,G,Bの３種類の情報全てを必要
とする。一方、輝度／色差への変換を用いるデータ符号
化方式は、本来TV画像などを対象として考案されたもの
である。そのため、濃度変化のゆるやかな場合に対し
て、有効な特性を有する。これに対して、文書中の大き
な役割をしめる、文字などでは濃度変化は極めて大き
い。したがって、直交変換を用いた符号化では、効率が
極めて低い。また、これまでに広く用いられているFAXや電子ファ
イルシステムの多くは、モノクロの２値画像を対象とし
た入出力装置をそなえている。したがって、カラー文書
画像システムも、それらと互換性をそなえれば、より幅
広い利用が可能になる。そのためには、データの整合性
が必要であるが、従来の例はこの点を考慮していない。また、出力装置が従来のモノクロ用装置の場合は、RB
G方式では３原色のうち１色のデータのみを出力するこ
とで代用する。そのため、特定色の情報が欠落すること
が多い。本発明の第１の目的は、上記問題点を解決し、カラー
画像特に文書等に多い、モノクロ部分の混在した画像
を、効率良く符号化し、蓄積カラー画像処理装置を提供
することにある。また、別の第２の目的としては、従来のモノクロ画像
を対象としていた画像処理装置との互換性を有する画像
処理装置を提供することにある。さらに、本発明の別の第３の目的は、例えば光ディス
ク等に大量に蓄積されたカラー画像データの内容を検索
する際などに、各画像を高速にモノクロで表示できる画
像処理装置を提供することにある。一方、本発明で提案するカラー画像処理方法は、カラ
ー文書等の画像を、少ないデータ量で有効に記録する方
法を提供することを目的としている。これを第４の目的
とする。また、従来蓄積していたモノクロ画像情報との互換性
を保った形式で、カラー画像データを蓄積するための、
カラー画像処理方式を提供することを第５の目的とす
る。

【課題を解決するための手段】

上記の第１の目的を達成するため、本発明は、多値の
RGB信号から多値のYIQ信号を得る手段と、得られた多値
のYIQ信号を２値化する手段と、得られた２値信号を蓄
積もしくは送信する手段と、蓄積もしくは受信した２値
のYIQ信号から多値のYIQ信号を復元する手段と、多値の
YIQ信号から多値のRGB信号を出力する手段とを有する。また、上記第２の目的を達成するため、前述のYIQ信
号を２値化する手段として、輝度データを擬似中間調画
像処理により２値化する手段と、２値データの蓄積時に
従来のモノクロ画像と同様の形式でYIQの各データを蓄
積する手段とを有する。第３の目的を達成するために本発明は、擬似中間調画
像の形式で蓄積された輝度／色差信号のうち、輝度信号
のみを読みだす手段と、読みだした輝度信号の２値デー
タを、モノクロの擬似中間調画像として表示する手段と
を有する。また、第４の目的を達成するため、本発明の文書など
をRGBの多値データとして入力した画像データを、輝度
／色差信号に変換し、さらに色差信号の値が０の場合の
符号化後のデータ量が最小となるように色差信号を擬似
中間調処理によって２値化し符号化して蓄積する。さらに、本発明は入力した画像データの輝度／色差信
号を、従来の２値のモノクロ画像用の画像処理装置と同
じ処理方法で２値化し、互換性を保持したい従来の装置
と同様の形式で２値化後の画像データを記録することに
より、第５の目的を達成する。

【作用】

上記の課題解決手段における各部の作用について説明
する。まず、モノクロ画像を扱う場合に符号化効率が低下す
る点は、R,G,B信号を、輝度信号と色差信号に変換した
上で符号化することにより解決できる。これは、画像の
モノクロ部分では色差情報の値がほとんど０となるた
め、符号化によりデータを極小にできるためである。ま
た、人間の視覚は色差信号に対しては、輝度情報より解
像度が低い。したがって、色差信号は輝度情報より低い
解像度で記録しても、画質に劣化を抑えられるので、さ
らに符号化効率を高めることもできる。一方、輝度／色差への変換を用いた場合の、「文字画
像に対する符号化効率の低さ」や、「モノクロシステム
との整合性の低さ」といった問題は、変換後の多値デー
タを擬似中間調処理により２値画像データに変換するこ
とで解決する。擬似中間調処理などにより得られた２値データは、従
来のモノクロ２値画像用の装置と同様に、MH（Modified
Huffman）,MR（Modified Read）などの方式で符号化で
きる。また、輝度情報を２値化すると、原画像のモノク
ロ２値画像が得られる。したがって、従来のモノクロシ
ステムで出力する場合には、輝度情報のみを出力するこ
とにより整合性がとれ、特定の色の情報が欠落すること
もない。また、これらの２値画像の符号化方式では、文
字などの線図形部分で、符号化効率が急激に低下すると
いった問題も生じない。さらに、これらの２値画像データの符号化方式では、
０または１が連続する部分のデータ量を極小にできる。
モノクロの画像の場合、前述の様に色差情報がほとんど
０になる。したがってモノクロ部分では、色差情報のデ
ータ量を符号化により極小にできるため、従来のモノク
ロ用装置とほぼ同等のデータ量に抑えることができる。一方、カラー画像を出力する場合、多値の輝度信号と
色差信号が必要となる。この多値のデータは、２値の擬
似中間調画像より算出する。擬似中間調画像は、濃度を
黒画素の局所的な分布密度で表したものである。したが
って、ある画素の濃度は近傍の黒画素の分布状態より推
定できる。

【実施例】

本発明の実施例を述べるにあたって、まず本発明の動
作原理を以下に述べる。画像データは、R,G,B3色の多値データとして入力され
る。この３種類の多値データに、例えば以下に示す
（１）の行列変換を施すことにより、輝度信号（以後Ｙ
と記す）と、２種類の色差信号（以後ＩおよびＱと記
す）を得ることができる。この行列式は、RGB信号から輝度／色差信号への変換
式の一例で、NTSC系のテレビ信号で用いる行列式であ
る。（例えば、日本色彩学会編：新編色彩科学ハンドブッ
ク：昭和55年２月25日発行、参照）次に、この３種類の信号を２値化する。ＩおよびＱは
モノクロ画像に対しては、ほぼ０を示す。したがって、
２値化後のデータの符号化効率を高めるためには、多値
データＩ、Ｑが０となる部分で、２値化後の値が０また
は１の連続となればよい。ところが、この３種類の信号のうちＩおよびＱは負の
値を取りうる。したがって、この色差信号が０の場合
に、０または１の連続する出力を得るためには、２値化
処理は、以下の方法によりを実行する。まず、ＩおよびＱを、画像データの値に応じて、０と
正の値のみからなる２枚の画像データI_p,I_nとQ_p,Q_nとに
それぞれ分離する。具体的には、画像データＩの座標（x₁,y₁）の値Ｉ（x
₁,y₁）が正の場合、 I_p（x₁,y₁）＝Ｉ（x₁,y₁） I_n（x₁,y₁）＝０とI_p,I_nを定め、Ｉ（x₂,y₂）が負の場合、 I_p（x₂,y₂）＝０ I_n（x₂,y₂）＝−Ｉ（x₂,y₂）と定める。なお、ここで、I_pおよびI_nは、それぞれＩ信
号の正値および負値のみからなるデータを表す。同様に
画像データＱの分離後はQ_p,Q_nと記す。この結果、正負
の混在した多値画像データＩおよびＱは、それぞれ０ま
たは正の値のみからなる２枚の多値画像データに変換さ
れる。正負分離の結果Y,I,Qの３種類のデータは、Y,I_p,
I_n,Q_p,Q_nの５種類の多値データとなる。次に、この変換後の多値画像データに２値化処理を施
す。なお、以後本実施例では、Y,I,Q、R,G,Bともに、２
値データの場合は変数に『′』を付けることとする。し
たがって、Ｉ信号の正値化後のデータはI_p,2値化後のデ
ータはＩ′_ｐと記す。この結果、多値のカラー画像データは、５種類の２値
データＹ′,I′_p,I′_n,Q′_p,Q′_ｎと成る。画像データ
を蓄積する場合、この５種類の２値データを符号化して
蓄積する。この結果、１枚のカラー画像は、５枚のモノ
クロ２値画像と同様の形で記録できる。また、このうち
輝度情報Ｙ′のみで、原画像のモノクロ２値画像を扱う
ことができる。一方、入力された画像がモノクロ画像の場合、色差を
表すＩ′_p,I′_n,Q′_p,Q′_ｎは全て０となり、符号化効
率は極めて高まる。また、前述のように、色差情報の解像度を下げるなら
ば、データ量はさらに削減できる。例えば、主副走査方
向とも解像度を1/2にすれば、各色差信号のデータ量は1
/4となるため、モノクロ画像の２倍のデータ量でカラー
画像を扱うことができる。次に、蓄積された情報から、カラー画像を再生する方
法に付いて説明する。まず、符号化された５枚分のデータを復号化して５種
類の２値データＹ′,I′_p,I′_n,Q′_p,Q′_ｎを得る。次
に、Ｙ′,I′_p,I′_n,Q′_p,Q′_ｎから、多値データY,I′
_p,I′_n,Q′_p,Q′_ｎを生成する。そして、I_pとI_n、Q_pとQ_nを、それぞれ加算することに
より、ＩとＱが算出できる。この結果、輝度信号Ｙと、
２種類の色差信号ＩとＱが得られる。この多値データYIQから、上記の行列式（１）の逆変
換を施すことにより、多値データRGBが得られる。逆変
換は、例えば式（１）に対しては、以下の式（２）によ
り実現できる。ここで、擬似中間調画像として蓄積された２値画像デ
ータより、多値のデータを得る処理の原理は以下の通り
である。通常、人間が擬似中間調画像を見る場合、擬似中間調
画像上のある点の濃度は、その近傍の黒画素の分布状態
により感じられる。したがって、多値の画像データを擬
似中間調処理を施した２値画像データの場合、２値デー
タの分布状態を用いることにより、人間の目には原画像
と等価の多値の画像データを得ることができる。具体的には、特定の大きさの走査窓で、原画像を走査
して、各画素ごとに近傍の黒画素の分布状態を検出する
ことにより、各画素ごとの濃度を決定できる。これと同
様の原理で、色差信号も擬似中間調処理により２値化し
て蓄積できる。以上の原理により、多値のRGB3原色で入力したカラー
画像データを、２値の輝度／色差信号で蓄積することが
できる。カラー画像の表示／出力の場合は、この多値のR,G,B
データを、フルカラーディスプレイに表示したり、それ
ぞれのデータを２値化して、カラーLBP（Laser Beam Pr
inter）やカラーディスプレイへ出力する。なお、本実施例では以後、多値のRGBデータからなる
画像を表示するディスプレイを“フルカラーCRT"、２値
のRGBデータによる画像を表示するディスプレイを“カ
ラーCRT"と呼ぶ。以下、図を参照して本発明の一実施例について詳細に
説明する。図１に本発明の基本構成の一例を示す。まず始めに全
体のデータの流れを示す。画像データは画像入力部10よりRGBそれぞれの8bitの
多値のデータとして入力される。図中の信号線束20はR,
G,Bそれぞれの8bitの多値のカラー画像データが通る24
本の信号線からなる。なお以後、本実施例では、入力さ
れたR,G,Bデータをそれぞれ、R₁,G₁,B₁と記す。 R₁,G₁,B₁はRGB/YIQ変換器100により、画像の輝度信号
Y₁と２種類の色差信号I₁およびQ₁に変換される。次に、I₁およびQ₁を正値化し、４種類の多値データI
_2p,I_2n,Q_2p,Q_2nを算出し、とともに、５個の２値化処理
部300,301,302,303,304によりそれぞれ２値化する。図中の信号線束30は、５種類の画像データY₁,I_2p,
I_2n,Q_2p,Q_2nをそれぞれ２値化した1bitのデータ、Ｙ′
_３、Ｉ′_3p,I′_3n,Q′_3p,Q′_3nが通る５本の信号線から
なる。また、40も1bitのデータが３種類通るが、内容に
付いては後に詳しく述べる。この５種類の２値データを蓄積する場合、符号復号部
530により１枚づつ符号化して例えば光ディスク560に蓄
積する。ここで、信号線50には信号線30上のデータを符
号化したデータが通る。したがって、本実施例では３種類のデータを扱う。そ
こで、各信号線の間にはデータの変換処理を行う回路が
存在し、必要に応じてデータを蓄積するメモリを接続す
る。次に、各信号線間で施す変換処理について、説明す
る。図中、信号線20より上に記された各部は、多値の画
像データを、R,G,Bの３種類扱う。図中10は既知の手段
により文書等を光学的に読み取り、８ビットの多値のデ
ィジタルデータR₁,G₁,B₁を出力する画像入力部、15は画
像入力部10より送られるR₁,G₁,B₁の画像データを、適切
な信号線束に転送するセレクタ、21,22,23はR₁,G₁,B₁そ
れぞれの多値データを蓄積するメモリである。いま、画像入力部10よりR₁,G₁,B₁が走査線１本づつ順
次、セレクタ15に送られたとする。この時セレクタ15は
それぞれのデータに応じて、信号線束20中の信号線を選
択し、メモリ21,22,23にデータを送る。ここで、メモリ21,22,23にはR₁,G₁,B₁がそれぞれ蓄積
される。なお、本実施例ではR₁,G₁,B₁がそれぞれ、走査
線１本分づつ順次入力されるため、メモリ21,22は少な
くとも走査線１本分以上のデータを蓄積できる容量が必
要である。したがって、画像入力部10が、文書を３回走査し、一
回ごとにR,G,Bのデータを１画面づつ出力する装置の場
合は、メモリ21,22は少なくとも１画面分のデータを蓄
積する容量が必要である。また、１画素ごとにR,G,Bの
データが繰返し出力される場合、メモリ21,22,23は不要
にできる。さらに、画像入力部10より、R,G,Bが同時
に、24本の信号線を用いて入力される場合、セレクタ15
は不要となる。次に、信号線20上のR,G,Bと、信号線30上の２値デー
タ、Ｙ′₃,I′_3p,I′_3n,Q′_3pQ′′_3n間の変換に係る部
分について説明する。ここでもまず、データの流れと各
部の機能について説明し、各部の内部構成については後
に詳しく説明する。入力された多値のR,G,Bデータは各画素ごとに、RGB/Y
IQ変換部100に入力され、３種類の多値データY₁,I₁,Q₁
に変換される。したがって、本実施例のように、画像入
力部よりRGBのデータが走査線１本分ごとに入力される
場合、ＲおよびＧのデータはメモリ21,22に蓄積してお
き、Ｂのデータが入力される時に、１画素分づつメモリ
より出力し、１画素ごとにRGBデータをそろえてRGB/YIQ
変換部100に入力する。デジタルデータを対象としたRGB/YIQ変換の実現方法
は、既に広く知られている。本発明でも、それらの既知
の手段を用いる。出力された多値データのY₁,I₁,Q₁データは、それぞれ
擬似中間調処理により２値化される。しかしながら、色
差信号ＩおよびＱは負の値を取り得る。擬似中間調処理
では、正負値の混在する信号は対象としていない。そこ
でI,Q信号を正値化する。前述の通り、色差信号の値は入力された画像がモノク
ロの場合０となる。そして、２値化後『０』が連続する
部分は、高い符号化効率を得られる。したがって、入力
値が０の連続の場合に、２値化後のデータも０が連続す
るように、色差信号の正値化変換は、入力値０のとき出
力値も０となる変換であることが必要である。そこで本実施例においては、I₁およびQ₁を、それぞれ
０と正の値のみからなる画像と、０と負の値のみからな
る画像の２の画像に分離して扱う。分離は正負半底部20
0および201により実行する。ここでI_2nおよびQ_2nは、入力された値の絶対値を記録
することにより、正値化できる。正の多値データI_2p,I_2n,Y₂,Q_2p,Q_2nはそれぞれ２値化
処理部300,301,302,303,304にて２値化され、２値の画
像データＩ′_3p,I′_3n,Y′₃,Q′_3p,Q′_3nとなり、信号
線束30を経て、それぞれメモリ31,32,33,34,35に蓄積さ
れる。この一連の構成により、多値のRGBデータを５枚の２
値画像データとして扱うことができる。画像を、例えば光ディスクなどに蓄積したり、FAXな
どの回線を用いて転送する場合、この５枚の２値画像を
符号化したデータを用いる。具体的には、信号線束30上
に存在する５種類の２値画像データを、セレクタ510に
て１面づつ選択し、符号復号部530に入力する。符号復
号部530は，例えばMHやMR,MMRなどの既知の方式によ
り、入力された２値画像データを１面ずつ符号化し、信
号線50に出力する。この結果、光ディスクに記録される
符号データは、モノクロの２値画像データと同じ形式と
なる。以上の方式で、RGB3枚の多値の画像データで表現され
るカラー画像データを、５枚のモノクロ２値画像データ
と同じ形式で、符号化し扱うことができる。一方、例えば光ディスクなどに蓄積された符号データ
を読みだしカラー画像を出力する場合は、以下のような
手順をとる。光ディスク上には、前述の方式で符号化さ
れた５枚の２値画像データの符号が記録されている。そ
こで、これらのデータを１枚ずつ読みだし、符号復号部
530にて復号し５種類の２値画像データＩ′_3p,I′_3n,
Y′₃,Q′_3p,Q′_3nを得て、順にメモリ31,32,33,34,35に
蓄積する。この２値のYIQ信号より、多値のRGB信号を生
成する。まず、メモリ31,32,33,34,35上に蓄積された５種類の
２値データＩ′_3p,I′_3n,Y′₃,Q′_3p,Q′_3nをそれぞれ
信号線束30を経て、５個の中間調変換部400,401,402,40
3,404に転送し、５種類の多値データI_4p,I_4n,Y₄,Q_4p,Q
_4nに変換する。この変換手段は後に詳しく述べる。次に、加算器610および620により変換後の５面の正の
多値データから、正負混在した３面の多値データI₅,Y₅,
Q₅を算出する。 YIQ/RGB変換器700は既知の手段により、多値データ
I₅,Y₅,Q₅を変換し、多値の画像データR₂,G₂,B₂を出力す
る。上述の方法にて、蓄積された符号データより、多値の
画像データRGBを得られる。そこで次に、この画像デー
タを表示、出力する手段について述べる。まず、フルカラー表示装置70に表示する場合は、信号
線束20上の３種類の多値データRGBをそのまま表示す
る。一方、出力装置が２値のカラー画像に対応している
場合は、RGBそれぞれを２値化処理部800,801,802により
擬似中間調処理により２値化する。２値化された３種類
の画像データは、カラープリンタ80や、カラーCRT75等
に転送され、出力される。一方、多数の画像を検索する場合、各画像の内容を高
速に表示することが求められる。本発明においては、す
でに輝度情報Ｙを２値化した画像データＹ′_３を光ディ
スク中に蓄積している。この画像データＹ′_３は、原画
像をモノクロの擬似中間調画像で表した画像である。そこで、光ディスク560中の画像を高速に表示する場
合、５種類の符号データのうち、まず輝度情報Y_bのみを
読みだし、符号復号部530にて復号化した後、信号線30
より、セレクタ90に入力する。セレクタ90は、外部から
の指示等により、以下の２種類の動作（ａ），（ｂ）の
うち一方を選択し、実行する。（ａ）２値化処理部800より入力される、多値データＲ
を擬似中間調処理により２値化したデータを信号線40中
のＲ用の信号線に転送する。（ｂ）信号線30中のＹ用の信号線より入力された画像デ
ータを、信号線40中のＲ用,G用,B用にそれぞれ転送す
る。ここで、セレクタ90が、上述の（ｂ）の動作を行った
場合、カラー画像を構成するのに必要な、５面分の信号
のうち１面分が入力された時点で、カラーCRT75上に、
モノクロ画像を表示することができる。また、モノクロ画像用のシステムにおいては、前述の
（ｂ）の処理が無条件になされるため、輝度データＹ′
_３をモノクロ画像として表示／出力することができる。次に、これまでに説明してきた各部の内部構成の一例
を詳細に説明する。まず、RGB/YIQ変換部100について説
明する。この部分の機能は１画素ごとに、R₁,G₁,B₁それ
ぞれ8bitのデータを入力し、行列変換を施し、当該画素
の３種類の多値データY₁,I₁,Q₁を出力するものである。
デジタルデータを対象としたRGB/YIQ変換は、既に各種
の公知例があり、本実施例でもそれらを適用する。次に、正負値の混在したI₁,Q₁データを正値化する正
負分離部200および201の内部構成について説明する。な
お、この２つの判定部は全く同一のものである。第２図は、正負分離部200の内部構成を示す図であ
る。図中211はRGB/YIQ変換部100より、色差信号I₁を入
力する信号線、212は判定の基準となる値０を入力する
信号線、220は入力値が負の数の場合に絶対値を出力す
る差分器、230は入力値の符号を判断する比較器、240お
よび250は比較器の出力により２つの入力値の一方を選
択し出力するセレクタである。また、信号線241はセレ
クタ240の出力線で、多値データI_2pを、信号線251はセ
レクタ250の出力線で、多値データI_2nを、それぞれ出力
する。まず、入力値Ｉが正の場合、比較器230は“1"を、Ｉ
が負の場合は、“0"を信号J₁として出力する。比較器の
出力により、２個のセレクタの出力I_p,I_nは以下の式に
より決定する。この結果多値データI_2pおよびI_2nは、ともに、０また
は正の値を取る。第１図中の、もう１個の正負分離部201も、全く同じ
構成である。したがって、正負分離部201の出力値、Q_2p
およびQ_2nも０または、正の値のみからなる。次に、第１図中に記した５個の２値化処理部300〜304
の構成と動作について述べる。本実施例では、この５個
はいずれも同じ構成を取る。続いて２値化処理部300の動作について詳細に説明す
る。２値化には、従来の各種の２値化処理方式が適用で
きる。そこで、複数の処理方式を内蔵し外部からの指示
などにより適切な方式を選択することにより、出力装置
の特性に応じた画像や、ユーザの好みに応じた画像を出
力することができる。第３図が、本システムで用いる２
値化処理部300の一構成例を示す図である。本例では、
２値化方法として、組織的ディザ法による擬似中間調処
理、平均誤差最小法による擬似中間調処理、固定閾値に
よる２値化処理の内１つを選択する場合の構成の一例を
示いている。図中、信号線241からは多値データY₁、331
および341からは擬似中間調処理方法を指示する信号、3
42および343からは出力される画像の主走査方向および
副走査方向のアドレスの下位ビットがそれぞれ入力され
る。多値画像データY₁（x,y）はRGB/YIQ変換部100より、
信号線241を通って加算器330に入力される。加算器330
はY₁（x,y）と、セレクタ335より入力される誤差データ
Ｅ（x,y）を加算し、多値データＦ（x,y）を出力する。
ここで誤差データＥ（x,y）は、通常０であり、２値化
方法として平均誤差最小法を用いる場合にのみ信号線39
9より入力される値を用いる。したがって、セレクタ335
は信号線331より処理方法として平均誤差最小法が指示
された場合以外は０を出力する。多値データＦ（x,y）
は、信号線339を通って比較器340に入力され、閾値Ｔと
比較される。この比較の結果によって、２値画像データ
Ｙ′_３（x,y）が決定される。ここで、閾値Ｔも２値化
の方法によりセレクタ345にて選択される。選択は外部
から信号線341を通って入力される指示にしたがって実
行される。組織的ディザ方式の場合は、出力する画素の
位置により閾値を周期的に変動する。この場合、たとえ
ば、信号線342および343よりそれぞれ、出力画像の主走
査方向、副走査方向のアドレスの下位ビットをROM（Rea
d Only Memory）347に入力し、その出力を閾値として用
いる。ROM347中には、閾値の行列を記入しておく。ま
た、固定閾値の場合、レジスタ344からは出力される固
定値が選択される。平均誤差最小法の場合、２値化処理のためには誤差デ
ータＥ（x,y）を算出する必要がある。この誤差データ
Ｅ（x,y）は、それまでに２値化された（x,y）近傍の多
値データＦを２値化した際に生じた誤差εに、あらかじ
め定めた重み係数δ（_m,_n）を掛けた値の和である。重
み係数δ（_m,_n）の一例を第４図に示す。図中で＊は、
その時点で２値化を行う画素で、ここで述べた座標（x,
y）の画素にあたる。次に各部の動作を説明する。重み係数が第４図の場
合、Ｅ（x,y）は以下の式により得られる。Ｅ（x,y）＝1/8〔ε（ｘ−1,y−１）＋ε（ｘ＋1,y−１）＋ε（ｘ−2,y）＋ε（x,y−２）＋２｛ε（x,y−１）＋ε（ｘ−1,y）｝〕一方、各画素の誤差εは、多値データＦと０の差、ま
たはＦとＦの取り得る最大値Fmaxとの差のどちらか一方
である。この値は、次のようにして得られる。ある時点
で、比較器340が座標（x₂−1,y₂）の多値データＦ（x₂
−1,y₂）を２値化した場合、Ｆ（x₂−1,y₂）は比較器34
0の他、差分器355及びセレクタ350に入力される。差分
器355は、変換画像データＦ（x,y）の取りうる値の最大
値FmaxとＦ（x₂−1,y₂）の然を出力し、セレクタ350に
送る。例えば、S₂（x,y）が０から255の値をとる場合、 Fmax＝255 となり、差分器355は、 255−S₂（x₂−1,y₂）を出力する。また、ここでもし、Ｆ（x₂−1,y₂）＞Fmax となった場合、差分器355は０を出力する。セレクタ350
は、以下の条件に従い、Ｆ（x₂−1,y₂）またはFmax−Ｆ
（x₂−1,y₂）のいずれかを誤差ε（x₂−1,y₁）として出
力する。出力されたε（x₂−1,y₂）は信号線359を通ってライ
ンバッファ370などに送られる。誤差εより、Ｅ（x,y）
を求める処理は、ラッチ361,375,378およびシフトレジ
スタ360,377により実行される。次にＱ（x,y）を求める
場合を例に、各部分の動作を説明する。２値データＱ
（ｘ−1,y）が２値化処理部にて決定されると、ラッチ3
61,375,378とラインバッファ370,380からは、それぞれ
誤差ε（ｘ−1,y）、ε（ｘ−2,y）、ε（x,y−１）、
ε（ｘ−1,y−１）、ε（ｘ＋1,y−１）、ε（x,y−
２）が出力されている。ここで、出力データε（ｘ−1,
y）は、セレクタ350とラッチ378、ε（x,y−１）はシフ
トレジスタ360,377に入力され、２＊ε（ｘ−1,y）、お
よび２＊ε（x,y−１）が出力される。加算器390は入力
された６種類の多値データを加算して８＊Ｅ（x,y）を
算出し、シフトレジスタ395に送る。シフトレジスタ395
は入力された多値データをシフトすることにより、Ｅ
（x,y）を得る。得られたＥ（x,y）は信号線399により
セレクタ335に入力される。ここで、セレクタ335は外部
からの信号線331より送られるデータＥフラグにより、
Ｅ（x,y）あるいは０を加算器330に出力する。セレクタ
335の出力がＥ（x,y）ならば、最終出力Ｑは擬似中間調
画像となる。一方、セレクタ335の出力が０ならば、最
終出力Ｑは固定閾値になる単純２値化処理画像となる。なお、ｘ＝１、またはｙ＝１の場合、Ｅ（x,y）を得
るのに必要なεの一部が存在しないことが生じる。この
場合、たとえば、あらかじめラインバッファ350および
差分器355に記録されている値を用いて、Ｅ（x,y）を決
定する。前述の通り、本システムにおいては画像やシステム構
成に応じて２値化方法が選択できる。たとえば、単色の
網点画像の場合、組織的ディザ法を用いると、画質が劣
化する。これは、原画像の網点の周期と、２値化処理の
ディザマトリックスの周期が干渉して、モアレが発生す
るためである。この問題は、原画像が網点画像の場合は、平均誤差最
小法などの周期性を持たない方式で２値化処理を施すこ
とにより、解決できる。したがって、システムに接続する画像入力装置の２値
化方法として、平均誤差最小法などの周期性をもたない
擬似中間調処理方法を１種類は含むことにより、より処
理方式の選択のはばを広げることができる。上記構成により、多値のカラー画像データR₁,G₁,B₁よ
り、５種類の２値画像データＩ′_3p,I′_3p,Y′₃,Q′_3p,
Q′_3nを算出し、信号線束30に出力する。出力された画
像は、それぞれ信号線束30に接続された、メモリ31,32,
33,34,35に蓄積される。この画像データを光ディスクなどに蓄積する場合は、
５枚のモノクロ２値画像を蓄積するのと同様に扱うこと
ができる。セレクタ510は、信号線束30中の１本を順次
選択し、５種類の２値画像データを１枚ずつ符号復号部
530へ転送する。符号復号部530は、例えばMH符号化かMM
R符号化など既知の手段により、２値画像データの符号
化を実行し、信号線50を通じて、光ディスク560に符号
データを書き込む。また、信号線50に通信端末570接続
することにより、符号データを外部に転送することもで
きる。この通信端末は、２値画像の符号データを扱える
ものならば、利用できるため、例えばFAX等も接続でき
る。MH符号やMMR符号を用いる一般の装置では、走査線
上に０が続く場合、符号化後のデータ量を極小にするこ
とができる。そのため、入力された画像中のモノクロの
部分は、色差信号が０となるので、符号化後のデータ量
を極小にできる。したがって、カラー画像とモノクロ画
像の混在した画像を扱う場合、モノクロ部分の色差信号
のデータ量はほとんど０に近いため、高い符号化効率が
得られる。次に、５個のメモリ31,32,33,34,35中に記録された２
値画像データＩ′_p,I′_n,Y′,Q′_p,Q′_ｎより、多値のR
GBデータを算出するための、各部の構成について説明す
る。まず、２値画像データＩ′_3p,I′_3n,Y′₃,Q′_3p,Q′
_3nより、多値データI_4p,I_4n,Y₄,Q_4p,Q_4nを算出する５個
の、400,401,402,403,404の構成を説明する。この５個は、同一の構成により実現できるので、ここ
では、中間調変換部400を例に説明を行う。まず、２値の画像データより多値画像データを復元す
る処理の原理について述べる。人間が擬似中間調画像を
見る場合、擬似中間調画像上のある点の濃度は、その近
傍の黒画素の分布状態により感じられる。したがって、
多値の画像データを擬似中間調処理を施した２値画像デ
ータの場合、２値データの分布状態を用いることによ
り、人間の目には原画像と等価の多値の画像データを得
ることができる。具体的には、特定の大きさの走査窓で、原画像を走査
して、各画素ごとに近傍の黒画素の分布状態を検出する
ことにより、該画素ごとの濃度を決定する。一例とし
て、５×５画素の走査窓を用いた場合について、第５図
を用いて説明を行う。図中の個々の矩形は、それぞれ画素を表す。ここで、走査窓の中間画素（x,y）の多値データI
_pは、走査窓中の２値データＩ′_3p（ｘ−2,y−２）〜
Ｉ′_3p（ｘ＋2,y＋２）に、それぞれの位置に応じた重
み付けをして和を取ることにより得る。なお、ここで、
２値データＩ′（x,y）は、画像中の座標（x,y）上の値
を示す。重み係数は標本化点Ａと各画素との距離により決定す
る。第６図に重み係数の一例を示す。従って、中間調変換部400は、第５図中の25画素分の
画像データを入力し、これと、第６図に示した重み係数
の積和を算出することにより、多値データＩ′_3pを得
る。したがって、中間調変換部400中の演算は、以下の式
に従う。Ｇ（x,y）＝Σα・Ｉ′_3p（i,y） I_4p（x,y）＝Σβ・Ｇ（x,i）ここで、Ｇ（x,y）は座標（ｘ−2,y）〜（ｘ＋2,y）
の５画素分のデータに対する、積和結果で、Ｇ（x,y−
２）〜Ｇ（x,y＋２）の積和結果が、25画素分の積和結
果となる。次に、具体的な構成について説明する。第７図は、中
間調変換部400の内部構成の一例を示すブロック図であ
る。図中36は、信号線束30中の１本で、２値データＩ′_3p
を入力する信号線である。入力された２値データＩ′_3p
は、一次加算部421および、ラインメモリ411に送られ
る。いま、信号線36より、画像中の座標（ｘ＋3,Y＋２）
の２値データＩ′_3p（ｘ＋3,Y＋２）が入力された場合
を考える。ここに示した４個のラインメモリは、それぞ
れ、走査線１本分ずつの２値データを蓄積する遅延器の
機能を果たす。したがって、２値データＩ′_3p（ｘ＋3,
Y＋２）が入力された時点では、ラインメモリ411からは
Ｉ′_3p（ｘ＋3,Y＋１）が出力され、ラインメモリ412〜
414からは、それぞれ、Ｉ′_3p（ｘ＋3,Y）〜Ｉ′_3p（ｘ
＋3,Y−２）が出力される。一方、一次加算部421は１次元の積和結果Ｇを求める
演算器である。重み係数が、第６図の場合、重み係数αおよびβは、
それぞれ以下の値を用いる。 α＝1,2,4,2,1 β＝1,2,4,2,1 したがって、この場合の一次加算部421の出力Ｇ（x,y
＋２）は以下の通りである。Ｇ（x,y＋２）＝Ｉ′_3p（ｘ＋2,y＋２）＋Ｉ′_3p（ｘ−2,Y＋２）＋２×（Ｉ′_3p（ｘ＋1,Y＋２）＋Ｉ′_3p（ｘ−1,Y＋２））＋４×（Ｉ′_3p（x,Y＋２））この処理を実行するための、一次加算部421の一例を
第８図に示す。図中431,432,433,434,435は、それぞれ
ラッチ、451,452,453はそれぞれシフトレジスタ、460は
加算器、461は演算結果Ｇ（x,y＋２）を出力する信号線
である。入力値Ｉ′_3p（ｘ＋3,Y＋２）は５段直列に接続され
たラッチ431〜435に順次保持される。この時、信号線441〜445から、各ラッチ保持データ
Ｉ′_3p（ｘ＋2,Y＋２）〜Ｉ′_3p（ｘ−2,Y＋２）が出力
される。信号線441,445からの出力は、加算器460におく
られ、信号線442,443,444からの出力はシフトレジスタ4
51,451,453に送られる。ここで、３個のシフトレジスタ
のうち、451,453は1bit、452は2bitシフトを行う。その
結果、加算器460には、Ｉ′_3p（ｘ＋2,Y＋２），Ｉ′_3p（ｘ−2,Y＋２），２×Ｉ′_3p（ｘ＋1,Y＋２），２×Ｉ′_3p（ｘ−1,Y＋２），４×Ｉ′_3p（x,Y＋２）が入力され、I_4p（x,y）が出力される。また、この処理は、ROMを用いても実現できる。この
場合、５個のラッチからの出力をアドレスとして入力
し、多値データI_4p（x,y）を出力する。第７図中の他の一次加算部、422,423,424,425も同じ
構成により実現できる。その結果、信号線461,462,463,
464,465からは、それぞれＧ（x,y＋２）、Ｇ（x,y＋
１）、Ｇ（x,y）、Ｇ（x,y−１）、Ｇ（x,y−２）が出
力される。このＧに対して、前述のβを用いた積和演算を施す。
前述の一次加算部と同様、信号線461,465は加算器490
に、462,464は1bitのシフトを行うシフトレジスタ471,4
73に接続し、463は2bitのシフトを行うシフトレジスタ4
72にデータを入力する。この結果、加算器490には、Ｇ（x,Y＋２）、Ｇ（x,Y−２）、２×Ｇ（x,Y＋１）、２×Ｇ（x,Y−１）、４×Ｇ（x,Y）が入力され、I_4p（x,y）が出力される。５個の中間変換部400,401,402,403,404では、この処
理を５種類の２値画像データに対して施し５種類の多値
データI_4p,I_4n,Y₄,Q_4p,Q_4nを出力する。この多値データのうち、I_4pとI_4n、およびQ_4pとQ_4nは
それぞれ、本来１枚の正負混在の画像であったものを分
離し、一方の符号を反転したものである。そこで、I_4pとI_4nは正負合成部610で、Q_4pとQ_4nは611
により加算し、I₅およびQ₅を算出する。ここで、正負合成部610および611は、以下の式に従っ
て、演算を行う。 I₅＝I_4p−I_4n Q₅＝Q_4p−Q_4n この２個の正負合成部は、同じ構成により実現でき
る。上記の構成により、多値データI₅,Y₄,Q₅を算出でき
る。YIQ/RGB変換部700は、このI₅,Y₄,Q₅を入力し、多値
のカラー画像データR₂,G₂,B₂を出力する。このYIQ/RGB変換部700は、既知のYIQ/RGB変換器を用
いる。なお、中間調変換部での重み係数によっては、こ
のI_g,Y_g,Q_gの取り得る範囲が、RGB/YIQ変換部100の出力
データの範囲と異なることがある。その場合は、YIQ/RG
B変換部700中の係数行列の値に定数を掛けることによ
り、両者を一致させる。次に、カラー画像の出力の部分について説明する。本
発明の出力系は、基本的には従来の多値のRGBに対応し
たものと同様であるが、特徴としては、光ディスク等に
蓄積された画像の内容を調べる場合等に、高速にモノク
ロ画像を出力する手段を持っている点にある。多値のカラー画像データR,G,Bは、メモリ21,22,23あ
るいはYIQ/RGB変換部700等より、信号線束20を通じて、
３個の２値化処理部800,801,802に入力する。ここで80
0,801,802はそれぞれデータR,G,Bを２値化する。２値化
処理部801,802,803の内部構成は、例えば前述の２値化
処理部300と同じにすることができる。２値化結果は、セレクタ90を経て信号線束40を通じ、
例えばカラーCRTのビットマップメモリや、カラーLBP
（Laser Beam Printer）に出力される。このセレクタ90
には、それぞれR,G,Bのデータの他、信号線束30のうち
１本が接続され、輝度データの２値化処理結果Ｙ′_３が
入力される。このセレクタ90は、例えば外部からの指示などによ
り、カラー画像を出力する場合には、それぞれR,G,Bの
２値化処理結果を出力し、モノクロ画像を出力する場合
には、Ｙ′_３を出力する。また、同様に、出力先もセレクタにより選択すれば、
モノクロ出力を指示した場合には、モノクロ画像用の装
置に出力するといった機能も実現できる。さらに、例え
ばシステムに接続されている出力装置に応じて、データ
の読み出し方式を変える。つまり、モノクロ用の出力装
置が接続されている場合は輝度情報のみを読み出すとい
ったこともできる。また、前述したように、光ディスク等に蓄積された画
像データの内容を調べる場合など、光ディスクからの読
みだしを画像５枚おきに実行すれば、輝度情報のみを読
みだすことができる。モノクロ表示のでた場合には、信
号線束40中の輝度データを、そのままカラーCRT75のRGB
データとして表示することにより、５枚のデータのうち
１枚を読みだすだけで、カラーCRT上にモノクロ画像を
出力することができる。この場合、中間調変換や、YIQ/
RGB変換などが必要ないため、モノクロ２値画像を出力
するのと同様の表示速度が得られる。なお、高速なモノクロ出力を実現するためには、光デ
ィスク中の画像データの記録フォーマットも、輝度デー
タを効率良く読み出せる形式であある必要がある。第９
図に光ディスク中の記録形式の一例を示す。図中（１）
の矩形911〜915は、それぞれ２値画像１枚分のディレク
トリを記入する部分を示し、（２）の矩形921〜925は、
それぞれ２値画像１枚分の２値画像データを記入する部
分を表す。本実施例の場合、１枚のカラー画像データは５枚の２
値画像データとして、光ディスク中に記録されている。
この場合、画像データのディレクトリも５枚分光ディス
ク中に記録してある。ここで、画像データ、ディレクト
リともに輝度データの分を先頭に記し、４枚の色差信号
をそれに続けて記す。第９図（３）には、ディレクトリ911中の構造の一部
を示す。この構成は912〜915も同様である。図中931は
２値画像としての固有番号、932は次の２値画像の位置
を示すポインタ、933は各カラー画像の固有番号、934は
次の輝度データ位置を示すポインタを記入する欄であ
る。したがって、 934の内容は、５枚後の２値画像データの位置を示す。
また、935は当該データが輝度データであるか色差デー
タであるかを示すフラグを記入する欄である。なお、以
後このフラグを輝度フラグと呼ぶ。データの読み出しにあたって、カラー表示の場合、カ
ラー画像の固有番号が、指示と一致する５枚分のデータ
を順次読み出し、第１図中のメモリ31〜35に順次書き込
む。一方、モノクロ表示が指定された場合、カラー画像
の固有番号が、指示と一致する画像のディレクトリが読
み込まれ、そのうち輝度フラグが“ON"のデータのみを
読みだし、そのままセレクタ90より表示部分へ転送す
る。以上の構成により、カラー画像データを効率良く蓄積
し、出力時には、カラー出力のほか高速なモノクロ出力
機能を有する画像処理装置で実現できる。ここまでに、説明してきた装置は、RGBならびにYIQデ
ータを高速に処理することを第１の目的として構成して
いる。しかしながら、この方法は２値化処理部や中間調
変換部が多数必要である。これに対して、データをメモ
リ中に一時保持し、各データの変換を時系列に実行する
ことも可能である。第10図にその方法の一構成例のブロ
ック図を示す。図中、第１図と同じ番号の装置は、第１図と同じ装置
である。入力された多値のRGBデータは、RGB/YIQ変換部
100により、多値のYIQデータに変換された後、Ｙはその
まま、ＩおよびＱは正負判定部200,201にて、正負分離
を施された後、信号線束60を経て、メモリ61,62,63,64,
65に蓄積される。このメモリ61〜65は、多値画像データ
を蓄積するメモリである。画像メモリ61〜65に蓄積され
たデータは、１面づつセレクタ620にて選択され、２値
化処理部300に入力され、２値化される。２値化された
画像データは、信号線39を経て、符号復号部530で前述
の場合と同様に符号化され、光ディスクなどの蓄積され
る。また、蓄積された２値画像データまたは外部から通信
端末570により入力された２値画像データより、多値のR
GBデータを算出する場合は、次の順序で処理を行う。今、光ディスク560より、Ｙ′_３、Ｉ′_3p,I′_3n,Q′
_3p,Q′_3nの順に２値画像を読み取り、逐次符号復号部53
0により復号化する。復号化された２値画像データは、
中間調変換部400により、多値データに変換され、セレ
クタ630により信号線束60を経て、メモリ61〜65に順次
書き込まれる。メモリ中に５種類の多値データY₄,I_4p,I_4n,Q_4p,Q_4nの
うち４種類が記入された後、最後のデータQ_4nが出力さ
れると同時に、メモリ中の４種類のデータも正負合成部
610,611および、YIQ/RGB変換部700に出力される。一方、多値RGBデータの出力系も、以下の様にするこ
とができる。信号線束20中の３種類の多値データより、
セレクタ95により１種類ずつが選択され、２値化処理部
800に入力される。２値化後、データはセレクタ90を経
て、逐次２値画像メモリ621,622,623に記録される。こ
こで、メモリ621,622,623は、それぞれ、R,G,Bデータを
記録する。一方、モノクロ出力の場合、セレクタ90は信号線39よ
り転送された、２値画像データＹ′_３を出力し、３個所
のメモリ621,622,623に同時にＹ′_３を書き込む。以上の構成によれば、モノクロ出力時の速度は落さず
に、前述の構成より２値化処理部、中間調処理部を削減
することができる。続いて、本発明の機能をさらに強化する手段について
説明する。第１に、符号化効率を向上する手段について説明す
る。本実施例では、輝度信号Ｙと色差信号I,Qが同じ解
像度の場合の構成を説明した。しかしながら、前述の通
り、人間の視角は輝度に比べて色差に対する解像度が低
い。そこで、実施例の一つとしてI,Qに関する処理を主
走査線方向、および副走査線方向ともに、1/2に間引い
て実行してすることも有効である。処理を1/2にする方
法は、得に制約はないため、既知の方式を用いることが
できる。この場合、I,Qに関するメモリ（第１図中の31,
32,33,34,35、第10図中の61,62,63,64,65）の容量は前
述の1/4にすることができる。続いて第２に、カラー／モノクロ、文字／写真に混在
した文書を対象とする場合に、２値画像の画質を向上す
る手段について説明する。本発明は、YIQ信号を２値化して蓄積する。２値以下
の方法として、本実施例では（ａ）固定閾値による２値化、（ｂ）組織的ディザ法による擬似中間調処理（ｃ）平均誤差最小法による擬似中間調処理を外部からの指示により切り替えられる、２値化処理部
（第１図300など）を例に説明を行った。そこで、２値
化方法の切り替えを、画像の内容に応じて切り替え、画
質や符号化効率の向上をはかることもできる。その機能
を実現する手段の一例を第11図を用いて説明する。図中810は領域判定部、811,812,813,814は比較器、82
0は論理ゲート、829は２値化処理部302への信号線であ
る。領域判定部810はRGB/YIQ変換部100より、多値の輝度
データY₁を入力し、既知の手段により、入力画像の各部
に対して固定閾値による２値化処理すべきか、擬似中間
調処理による２値化処理をすべきかを判定する領域判定
部である。本発明においては、多値の輝度情報を用いる。そのた
め、これまで、文書などの画像を２値化にする場合に、
写真など中間調領域には擬似中間調処理を施し、文字な
ど線図形には固定閾値による２値化処理を施すため用い
られた各種の手段を用いることができる。一方、811,812,813,814は、入力される多値の色差デ
ータI_2p,I_2n,Q_2p,Q_2nとあらかじめ設定された閾値T₁,
T₂,T₃,T₄を比較する比較器である。入力された画像中のモノクロ部分では、色差信号I_2p,
I_2n,Q_2p,Q_2nは０近傍の値をとるが、画素単位で観察す
ると、正確に０となるとは限らない。したがって、この
４種類の多値データがいずれも特定の閾値以下の場合に
は、モノクロ画像とみなすこととする。一例として、比
較器811の動作を以下の式で表す。 S₁＝1:I_2p≧T₁ 0:I_2p＜T₁ 他の３個の比較器も同様に動作する。論理回路820は、前述の４個の比較器811,812,813,814
と領域判定部810の出力により、最終判定結果を出力す
る。４個の比較器の出力が、いずれも“0"で、領域判定
部810の出力が“線図形”の場合、入力されている画像
は、モノクロの線図形である。したがって、例えばモノ
クロ線図形に対しては、固定閾値による２値化処理、カ
ラーの線図形に対しては、平均誤差最小法による擬似中
間調処理、中間調領域に対しては、組織的ディザ法によ
る擬似中間調処理を施すことなどが実現できる。また、
１枚の画像の各部分に対して判定を下すばかりでなく、
画像１枚ごとに判定を実行し、２値化方式を選択するこ
ともできる。第３に、モノクロ２値画像を対象とした装置との互換
性について説明する。例えば電子ファイル装置などは、
従来モノクロ２値画像を対象としていた。これらの装置
で、入力蓄積した、画像を本装置で出力する場合につい
て述べる。従来のモノクロ画像を対処とした装置で入力
した画像データは、輝度情報の２値画像である。本発明
は、前述の通り、光ディスク等に蓄積された、輝度情報
の２値画像を直接出力する手段を有する。そこで、以下
の方法により、従来のモノクロ画像用装置で入力した画
像を、出力することができる。この場合のディレクトリ911の内部構成の一例を第12
図に示す。この図は第９図と同様に輝度信号用の２値画
像データのディレクトリであるが、第９図と同様、色差
信号用の画像データのディレクトリも同一である。ここ
で、２値画像としての固有番号記入欄931、２値画像の
位置を示すポインタ932をはじめ、２値のモノクロ画像
としての各項目を記入する部分940は、従来のモノクロ
用装置でのディレクトリ構成と同一の形式にする。この
結果、本発明で述べた装置で光ディスクに記録した画像
データを、従来のモノクロ用の装置出も検索、出力する
ことができる。本装置でデータを記入する場合は、上記の各項目の
他、記入欄933に各カラー画像の固有番号、934に次の輝
度データ位置を示すポインタアドレスを記入する。な
お、入力した画像がモノクロ画像であっても、カラー画
像固有番号は新規にあたえ、934には次のデータの位置
記入する。そしてさらに、記入欄936に対応するデータ
が５種類のデータI_p,I_n,Y,Q_p,Q_nのうち、どのデータで
あるかを示すフラグの内容を記入する。このフラグをデ
ータフラグと呼ぶ。データが輝度信号、もしくはモノク
ロ画像の場合、この欄936にはなにも記入しない。この
結果、従来のモノクロ用装置で記入した画像データも、
モノクロ画像として本発明の装置で出力できる。さら
に、記入欄937には、記入したデータがカラー画像か、
モノクロ画像かを示すフラグを記入する。以後、このフ
ラグをカラーフラグと呼ぶ。ある画像をカラー出力することが指示されると、装置
はまず、光ディスク中のディレクトリを読みだし、933
に記入されたカラー画像の固有番号より、表示を命じら
れた画像を検索する。検索の結果カラー画像１枚に対し
て、５枚のデータが選び出される。次に、カラーフラグ
をチェックしてカラー画像であることが確認されれば、
記入欄936の内容もしくは記入順に従って、セレクタ510
を駆動し、それぞれに応じたメモリに、この５枚のデー
タを転送する。一方、出力を指示された画像がモノクロ画像であった
場合は、カラーフラグによりモノクロ画像であることが
わかる。この場合は、前述の高速表示と同じ過程を経て
モノクロ画像として直接出力する。最後に、本発明の応用例として、文書をデジタル画像
データとして入力し、その輝度信号と色差信号を蓄積す
る装置および方法について、説明する。第13図は、本発明の一応用例のブロック図である。図
中、第１図および第10図と同一の番号を記した部分は、
当該図と同様の装置を表す。図中セレクタ92は、YIQ/RG
B変換部700より入力されるRGBデータと、信号線束60中
の１本より入力される輝度信号Ｙの一方を選択する機能
を有する。このセレクタ92は、前述の第１図および第10
図の実施例にも適用でき、同様の効果が得られる。文書などをRGB3原色のデジタルデータとして入力し、
YIQ信号に変換してメモリ61〜65に蓄積するまでの過程
は、前述の第10図で示した実施例と同様である。ここ
で、セレクタ625は双方向に入出力できる機能を有す
る。データ蓄積時には、信号線束60のうち１本を選択
し、メモリ61〜65から入力される、輝度／色差信号Y₂,I
_2p,I_2n,Q_2p,Q_2nを順次、符号器540へ転送する。一方、画像の読みだし時には、光ディスク560など
に、５枚分の多値画像データとして蓄積された信号を順
次読み出し、復号処理を施して、メモリ61〜65へ蓄積す
る。これ以後の動作は、基本的には第10図で述べた例と
同様である。ここで、セレクタ92は、YIQ/RGB変換器700より出力れ
されるRGB信号か、信号線束60を通過する輝度信号Ｙの
いずれかを選択し、信号線束20に転送する。ここで、輝
度信号Ｙを選択した場合、信号線束20中の画像は、RGB
それぞれが輝度信号Ｙのモノクロ画像となる。さらに、多値データの符号化方法として、正負混在デ
ータを対象とした方法を用いる場合、正負分離、合成処
理を省略することもできる。第14図に、色差信号を正負
混在のまま符号化する場合の装置の一実施例を示す。図中、メモリ66,67,68には、それぞれ、輝度／色差信
号Y₁,I₁,Q₁を蓄積する。その他の各部の動作は、第13図
と同様である。最後に、本発明で提案する画像処理方法の一実施例に
ついて説明する。本方法は、前述の画像処理装置の動作
と同様の処理をカラー画像データに施すことにより、モ
ノクロ混在画像を効率良く扱うことができることを特徴
とする。第15図は、本発明の提案する画像処理方法によりカラ
ー画像データを蓄積するための、処理の流れの一例であ
る。RGB形式の多値データとして入力されたカラー画像
データは、RGB/YIQ変換により、輝度情報Ｙと２種類の
色差情報ＩおよびＱに変換される。変換後、正負の値の
混在した多値データであるＩおよびＱを分離して、４種
類の多値データI_p,I_nおよびQ_p,Q_nを出力する。その後、
５種類の多値データY,I_p,I_n,Q_p,Q_nをそれぞれ独立に２
値化する。２値化は擬似中間調処理を用いて実行する。
以上一連の処理により、多値のカラー画像データは、５
枚の２値画像データに変換される。この５枚の２値画像
データを既知の手法により符号化し、光ディスク等に蓄
積する。ここで、入力する画像がモノクロ画像の場合、
５種類の信号のうち、輝度信号のみを蓄積し、カラー画
像の場合は、５種類全てを蓄積し、色差信号を有するこ
とも記録しておく。次に、蓄積された画像データを出力する方法につい
て、第16図を用いて説明する。まず、カラー画像を出力する場合について述べる。５
枚の擬似中間調画像として光ディスク等に蓄積された輝
度信号Ｙ′および色差信号I_p′,I_n′,Q_p′,Q_n′を読み
出し、それぞれを復号して５枚の擬似中間調画像データ
を得る。次に各２値データに前述の方法で中間調変換を
施し、５枚の多値画像データY,I_p,I_n,Q_p,Q_nを復元す
る。さらに復元された４種類の色差信号のうちI_pとI_n、
Q_pとQ_nをそれぞれ合成し、正負の値が混在する多値デー
タＩおよびＱを出力する。最後に多値データY,I,Qを変
換し、多値のRGBデータを出力する。以上の処理によ
り、蓄積されていた５枚の擬似中間調画像より、多値の
カラー画像データを出力することができる。一方、各画像の内容を短時間に表示するなどの場合蓄
積されていた５枚の擬似中間調画像データより、輝度デ
ータＹ′のみを読み出し、復号化して出力する。輝度デ
ータＹ′は対象となるカラーデータのモノクロ画像であ
る。以上、説明した装置および方法により、カラー画像、
特に文書などモノクロ部分の混在した画像を効率良く蓄
積し、内容検索時にはモノクロ画像を高速表示する機能
を有し、さらに、従来のモノクロ２値画像用の装置との
互換性も保てるカラー画像処理装置が実現できる。

【発明の効果】

本発明によれば、カラー画像、特に文書などモノクロ
部分や文字などの細いパターンの混在した画像を効率良
く蓄積し、内容検索時にはモノクロ画像を高速表示する
機能を有し、さらには従来のモノクロ２値画像用の装置
との互換性も有したカラー画像処理装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、装置の基本構成の一例を示すブロック図、第
２図は、正負分離部の内部構成の一例を示すブロック
図、第３図は、２値化処理部の一構成例を示すブロック
図、第４図は、平均誤差最小法で用いる重み係数の一例
を表した図、第５図は、中間調変換の原理を説明するた
めの、参照用走査窓の一例を示す図、第６図は、中間調
変換のための重み係数の一例を示す図、第７図は、中間
調変換部の一構成例を示すブロック図、第８図は、一次
加算部の一構成例を示すブロック図、第９図は、光ディ
スク中の記録形式の一例を示す図、第10図は、本発明の
一応用例を説明するブロック図、第11図は、２値化処理
方法の自動切り替えを実現するための構成図、第12図
は、モノクロ画像用の画像処理装置との互換性を保つた
めの、カラー画像データ記録形式の一例を示す図、第13
図は、本発明の一例として、輝度／色差信号への変換後
の中間調データを扱うシステムの一構成例を示す図、第
14図は、本発明の一例として、輝度／色差信号への変換
後の正負値の混在した中間調データを扱うシステムの一
構成例を示す図、第15図は、カラー画像データを蓄積す
るための処理の流れを示す図、第16図は、蓄積されたカ
ラー画像データを出力するための処理の流れを示す図で
ある。符号の説明 10……画像入力部、15……セレクタ、21……メモリ
（Ｒ）、22……メモリ（Ｇ）、23……メモリ（Ｂ）、2
0,30,40,50,60……信号線束、31,32,33,34,35……メモ
リ、61,62,63,64,65……メモリ、70……フルカラーCR
T、75……カラーCRT、80……カラープリンタ、90……セ
レクタ、100……RGB/YIQ変換部、200,201……正負分離
部、220……差分器、230……比較器、240,250……セレ
クタ、300……２値化処理部、330,390……加算器、340
……比較器、347……ROM,355……差分器、335,345,350
……セレクタ、360,377,395……シフトレジスタ、370,3
80……ラインメモリ、361,375,378……ラッチ、400……
中間調変換部、411,412,413,414……ラインメモリ、42
1,422,423,424,425……一次加算部、431,432,433,434,4
35……ラッチ、451,452,453,471,472,473……シフトレ
ジスタ、490……加算器、510……セレクタ、530……符
号復号部、560……光ディスク、570……通信端子、610
……正負合成部、700……YIQ/RGB変換部、800,801,802
……２値化処理部、810……領域判定部、811,812,813,8
14……比較器、820……論理回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増崎秀文神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者伊藤敏神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献特開昭62−195982（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−291262（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−185169（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−1373（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−174472（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー画像を含む文書画像をディジタルデ
ータとして扱うカラー画像処理装置において、入力されたRGB形式の多値のカラー画像データを、多値
の輝度情報Ｙと多値の複数の色差情報Ｉおよび多値の複
数の色差情報Ｑに変換する手段を有することを特徴とす
るカラー画像処理装置。
【請求項２】請求項１記載のカラー画像処理装置におい
て、更に、前記輝度情報Ｙと前記色差情報ＩおよびＱを２値化する
手段と、該２値化された輝度情報Ｙ′と色差情報Ｉ′およびＱ′
を符号化する手段と、該符号化された輝度情報と色差情報をそれぞれ蓄積する
手段を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項３】請求項２記載のカラー画像処理において、
更に、前記蓄積された輝度情報と色差情報を読みだす手段と、該読みだした輝度情報と色差情報を復号化する手段と、該復号化された２値の輝度情報Ｙ′のみを表示あるいは
印字出力する手段を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項４】請求項２記載のカラー画像処理装置におい
て、更に、前記蓄積された輝度情報と色差情報を読みだす手段と、該読みだした輝度情報と色差情報を復号化する手段と、該復号化された２値の輝度情報Ｙ′と色差情報Ｉ′およ
びＱ′を入力し多値の輝度情報Ｙ″と色差情報Ｉ″およ
びＱ″を出力する手段を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項５】カラー画像を含む文書画像をディジタルデ
ータとして蓄積もしくは送信するカラー画像処理方法に
おいて、画像をRGB形式の多値のカラー画像データとして入力す
るステップと、多値の輝度情報Ｙと多値の複数の色差情報Ｉおよび多値
の複数の色差情報Ｑに変換するステップを有することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項６】請求項５記載のカラー画像処理方法におい
て、更に、前記輝度情報Ｙと前記色差情報ＩおよびＱを２値化する
ステップと、該２値化された輝度情報Ｙ′と複数の色差情報Ｉ′およ
び複数の色差情報Ｑ′を符号化するステップと、該符号化された輝度情報と色差情報をそれぞれ蓄積する
ステップを有することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項７】請求項６記載のカラー画像処理方法におい
て、更に、前記蓄積された輝度情報と色差情報を読みだすステップ
と、該読みだした輝度情報と色差情報を復号するステップ
と、該復号化された２値の輝度情報Ｙ′のみを表示あるいは
印字出力するステップを有することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項８】請求項６記載のカラー画像処理方法におい
て、更に、前記蓄積された輝度情報と色差情報を読みだすステップ
と、該読みだした輝度情報と色差情報を復号するステップ
と、該復号化された２値の輝度情報Ｙ′と色差情報Ｉ′およ
びＱ′に演算処理を加えて多値の輝度情報Ｙ″と色差情
報Ｉ″およびＱ″とするステップを有することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項９】請求項１記載のカラー画像処理装置におい
て、前記入力されたRGB形式の多値のカラー画像データを、
多値の輝度情報Ｙと多値の複数の色差情報Ｉおよび多値
の複数の色差情報Ｑに変換する手段は、前記RGB形式の多値のカラー画像を多値の輝度情報Ｙと
多値の色差情報Ｉおよび多値の色差情報Ｑに変換する手
段と、該多値の色差情報Ｉが正の値ならばIpとして、負
の値ならばその符号を反転させてInとして出力する手段
と、該多値の色差情報Ｑが正の値ならばQpとして、負の
値ならばその符号を反転させてQnとして出力する手段と
を有し、前記多値の複数の色差情報ＩはIp及びIn、前記多値の複
数の色差情報ＱはQp及びQnであることを特徴とするカラ
ー画像処理装置。
【請求項１０】カラー画像を含む文書画像をディジタル
データとして扱う画像処理装置において、２値画像の形式で蓄積あるいは送信された１枚のカラー
画像データの輝度情報Ｙ′と２値の複数の色差情報Ｉ′
および２値の複数の色差情報Ｑ′を読みだす手段とし
て、該蓄積された輝度情報および色差情報のうち輝度情報の
みを読みだす手段と、該輝度情報Ｙ′をモノクロ２値画像として表示あるいは
印字出力する手段を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項１１】請求項10記載のカラー画像処理装置にお
いて、前記２値の輝度情報Ｙ′と２値の色差情報Ｉ′および
Ｑ′を読みだす手段として、該輝度情報Ｙ′と該色差情報Ｉ′およびＱ′を読みだし
カラー画像として出力する手段と、該輝度情報Ｙ′のみを読みだしモノクロ２値画像として
出力する手段と、該２種類の出力手段を切り替える手段を有することを特
徴とするカラー画像処理装置。
【請求項１２】請求項２記載のカラー画像処理装置にお
いて、更に、前記蓄積された画像データを出力する手段と、該蓄積されている画像データがカラー画像かモノクロ画
像かを検出する手段と、該検出結果により、カラー画像とモノクロ画像では該蓄
積された画像データの読み出しかたを切り替える手段を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項１３】請求項12記載のカラー画像処理装置にお
いて、前記蓄積してある画像データがカラー画像かモノクロ画
像かを検出する手段として、蓄積媒体中に記録された信号を読みだす手段と、外部からの指示を入力する手段の少なくとも一方を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項１４】請求項５記載のカラー画像処理方法にお
いて、前記多値の輝度情報Ｙと多値の複数の色差情報Ｉ
および前記多値の複数の色差情報Ｑに変換するステップ
は、前記RGB形式の多値のカラー画像データを多値の輝度情
報Ｙと多値の色差情報Ｉおよび多値の色差情報Ｑに変換
するステップと、該多値の色差情報Ｉが正の値ならばIpとして、負の値な
らばその符号を反転させてInとして出力するステップ
と、該多値の色差情報Ｑが正の値ならばQpとして、負の値な
らばその符号を反転させてQnとして出力するステップを
有し、前記多値の複数の色差情報ＩはIp及びIn、前記多値の複
数の色差情報ＱはQp及びQnであることを特徴とするカラ
ー画像処理方法。
【請求項１５】カラー画像を含む文書画像をディジタル
データとして扱う画像処理方法において、２値の画像の形式で蓄積あるいは送信された１枚のカラ
ー画像データの輝度情報Ｙ′と２値の複数の色差情報
Ｉ′および２値の複数の色差情報Ｑ′を読みだし出力す
る方法として、該蓄積された輝度情報および色差情報のうち輝度情報の
みを読みだしモノクロ２値画像として表示あるいは印字
出力することを特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項１６】請求項15記載のカラー画像処理方法にお
いて、該２値の輝度情報Ｙ′と２値の色差情報Ｉ′およびＱ′
を読みだす場合において、該輝度情報Ｙ′と該色差情報Ｉ′およびＱ′を読みだし
てカラー画像を出力するときと、該輝度情報Ｙ′のみを読みだしモノクロ２値画像として
出力するときを、対象となる画像あるいは装置に応じて切り替えることを
特徴とするカラー画像処理方法。
【請求項１７】請求項２記載のカラー画像処理装置にお
いて、更に、カラー画像とモノクロ画像では前記蓄積された画像デー
タの読み出しかたを切り替えることを特徴とするカラー
画像処理装置。
【請求項１８】請求項５記載のカラー画像処理方法にお
いて、更に、蓄積媒体中に記録された信号を読むステップ又は外部か
らの指示のいづれか一方のステップと、前記蓄積されている画像データがカラー画像かモノクロ
画像かを検出するステップと、該画像データの読みだし方法と出力方法とを切り替える
ステップを有するカラー画像処理方法。
【請求項１９】請求項１記載のカラー画像処理装置にお
いて、更に、前記変換された多値の複数の色差情報Ｉおよび多値の複
数の色差情報Ｑをそれぞれ独立に２値化する手段を有す
ることを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項２０】請求項１記載のカラー画像処理装置にお
いて、更に、前記変換された多値の複数の色差情報Ｉお
よび多値の複数の色差情報Ｑから、１つの多値の色差情報Ｉおよび１つの多値の色差情報Ｑを生成
する手段を有することを特徴とするカラー画像処理装
置。